电液伺服系统的原理及应用
第五章 电液伺服系统
5.1 电液位置伺服系统 5.2 电液速度伺服系统 5.3 电液伺服系统在轧钢中的应用
5.1 电液位置伺服系统
系统组成原理图 系统工作原理与方框图 系统的传递函数 液压控制系统技术指标 系统精度分析 系统的校正
系统组成原理图
系统的工作原理(一)
电液伺服阀控缸位置控制系统，两个电 位器组成的电桥测量输入（指令电位器） 与输出（工作台位置）之间的位置偏差 信号（用电压表示）。若反馈信号电位 器的滑臂指示电位与指令电位器的滑臂 指示电位不等时，则生产偏差电压。
系统的传递函数(一)
根据双电位器阀控缸的位置控制的方框图，可 以写出系统的开环传递函数为：
Au ( s ) = Kv s s 2 2ξ sv s 2 2ξ h s ω + 1 ω 2 + ω + 1 ω 2 + ω + 1 sv h a sv h
液压控制系统的技术指标
一个具体的液压控制系统，除了要满足 一些常规的技术指标外，还有控制系统 特有的技术要求，主要表现在： 控制系统的稳定性 控制系统的响应特性 系统的控制精度(误差)
控制系统的稳定性
稳定是一个控制系统正常工作的必要条 件，是首要考虑的指标。稳定性是指系 统在偏离平衡状态后外作用消失，系统 恢复到新的或原来的平衡状态的能力。 判定系统的稳定性，可以用劳斯判据。 对三阶方程 a3 s 3 + a2 s 2 + a1s + a0 = 0 其稳定条 件是 a0 a3 < a1a2 。 另一种则是利用开环对数频率特性。
τ c = RC
速度控制系统的校正(二)
校正后系统的开环方框图为：
速度控制系统的校正(结束)
机械电液伺服控制系统设计研究
机械电液伺服控制系统设计研究导言：机械电液伺服控制系统是一种应用广泛的控制系统，它通过电液伺服电机和传感器等组件相互配合，实现对机械运动的精准控制。
本文将探讨机械电液伺服控制系统的设计研究，并着重介绍其在工业自动化领域中的应用。
一、机械电液伺服控制系统的工作原理机械电液伺服控制系统通过传感器感知机械运动，将运动信号传递给控制器。
控制器根据设定的控制算法，对电液伺服电机进行精确控制，调整阀门的开度，控制液压系统的输出,从而实现对机械的运动精准控制。
这种系统不仅可以实现高精度、高速度的运动控制，还可以对机械运动过程进行实时监测和调整，提高生产效率和产品质量。
二、机械电液伺服控制系统的设计要点1. 选择合适的电液伺服电机和传感器：根据机械系统的实际需求，选用合适的电液伺服电机和传感器来实现所需的运动控制精度和速度。
不同的电液伺服电机和传感器具有不同的特性，需要根据实际情况进行选择。
2. 控制算法的设计：控制算法是机械电液伺服控制系统的核心。
通过对传感器采集的数据进行处理，利用控制算法来实现对电液伺服电机的精确控制。
常用的控制算法包括PID控制、模型预测控制等，根据具体的应用场景选择合适的控制算法。
3. 液压系统的设计：液压系统是机械电液伺服控制系统中不可或缺的组成部分。
液压系统的设计要考虑流量、压力、温度等因素，以确保系统能够稳定运行。
同时，还需要考虑液压传动装置和阀门的选型，以及润滑、密封等方面的设计。
三、机械电液伺服控制系统在工业自动化领域的应用机械电液伺服控制系统在工业自动化领域中有着广泛的应用。
例如，在机床制造领域，机械电液伺服控制系统可以实现对工件的高精度加工，提高加工效率和加工质量。
在装配生产线上，机械电液伺服控制系统可以实现对物料输送、装配工序等的精确控制，提高生产线的运行效率和产品的质量。
此外，在航空航天、机器人、医疗设备等领域，机械电液伺服控制系统也有着广泛的应用。
例如，在航空航天领域，机械电液伺服控制系统可以实现对飞行器的姿态控制；在机器人领域，机械电液伺服控制系统可以实现对机器人的运动控制，提高机器人的操作精度和自动化水平；在医疗设备领域，机械电液伺服控制系统可以实现对医疗设备的运动控制，提高手术操作的准确性和安全性。
电液伺服系统
电液伺服系统电液伺服系统是一种将电气信号转换为液压能量的控制系统。
它通过控制液压阀的开启和关闭来调节液压执行器的工作状态，从而实现对机械装置的精确控制。
本文档将详细介绍电液伺服系统的结构、工作原理、常见问题及解决方案等内容。
一、系统结构1.1 主机部分主机部分是电液伺服系统的核心组成部分，包括电液转换器、伺服阀、传感器等。
其中，电液转换器将电信号转换为液压能量，伺服阀通过控制液压流量来控制液压执行器的运动，传感器用于监测执行器的位置和速度。
1.2 液压执行器液压执行器是电液伺服系统中的重要组成部分，主要包括液压缸和液压马达两种。
液压缸可将液压能量转换为机械能，实现直线运动；液压马达则可将液压能量转换为机械能，实现旋转运动。
1.3 控制部分控制部分由控制器和信号处理器组成，用于接收、处理和传输控制信号。
控制器可根据输入信号的变化调节伺服阀的开启度，从而实现对电液伺服系统的精确控制。
二、工作原理2.1 系统工作流程电液伺服系统的工作流程一般包括输入信号采样、信号处理、控制指令、伺服阀控制和液压执行器动作等步骤。
具体流程如下：（1）输入信号采样：传感器将液压执行器的位置和速度等信息转换为电信号，并传输给信号处理器。
（2）信号处理：信号处理器对输入信号进行滤波、放大等处理，将其转换为控制系统可识别的信号。
（3）控制指令：控制器根据输入信号的变化相应的控制指令。
（4）伺服阀控制：控制器根据控制指令调节伺服阀的开启度，控制液压系统的流量大小。
（5）液压执行器动作：伺服阀的控制信号作用于液压执行器，使其按照要求的位置和速度进行运动。
2.2 系统控制策略电液伺服系统可采用位置控制、速度控制和力控制等不同的控制策略。
其中，位置控制可实现对执行器位置的精确控制；速度控制可实现对执行器速度的精确控制；力控制可实现对执行器施加的力或扭矩的精确控制。
三、常见问题及解决方案3.1 液压系统压力不稳定可能原因：（1）供油系统压力不稳定。
电液伺服系统在汽车行业的应用
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1 电液伺服系统概述
• 电液伺服控制系统是以液压动力作驱
动装置所组成的反馈控制系统。在这 动装置所组成的反馈控制系统。 种系统 能够自动地、 等）能够自动地、快速而准确地复现 输入量的变化规律。 输入量的变化规律。该系统能将输入 的微小电气信号转换为大功率的液压 信号（流量与压力）输出， 信号（流量与压力）输出，因此也是 一个功率放大装置。具有控制精度高, 一个功率放大装置。具有控制精度高, 速度快, 在军事、 速度快,稳定性好等特点 。在军事、航 航天、材料、汽车、 空、航天、材料、汽车、冶金等行业 有广泛的应用。 有广泛的应用。
电控液压助力转向系统工作原理
电控液压助力转向包括液压储油罐、 电控液压助力转向包括液压储油罐、 电动机、 泵、电动机、转向器伺服阀和电子 控制系统等等。 控制系统等等。下图为电控液压助 力转向系统(EHPS)结构 结构。 力转向系统(EHPS)结构。电机控 制器根据所获得的转向盘转角信号 和电动机的转速信号， 和电动机的转速信号，经计算后决 定提供助力大小， 定提供助力大小，以控制电机的转 速，电机驱动齿轮泵向转向器提供 液压油。 液压油。
电控液压助力转向系统结构图
2 电液伺服系统在汽车上的应用
• 电液伺服系统使用闭环控制，可以充分满足被控 电液伺服系统使用闭环控制，
制量实时被系统控制，显著提高了系统控制的准 制量实时被系统控制， 确性和精度。现代汽车行业对汽车的安全性能、 确性和精度。现代汽车行业对汽车的安全性能、 驾驭性能、舒适性能等提出了更高的要求， 驾驭性能、舒适性能等提出了更高的要求，由于 电液伺服控制系统工作可靠、自动化程度高、 电液伺服控制系统工作可靠、自动化程度高、控 制精度高， 制精度高，在汽车行业中电液伺服控制系统受到 充分重视，被广泛应用于汽车控制系统。 充分重视，被广泛应用于汽车控制系统。下面主 要介绍电液伺服系统在汽车防撞系统、 要介绍电液伺服系统在汽车防撞系统、助力转向 系统、 系统、汽车试验系统及主动悬架上的应用
电液伺服系统在工业自动化中的应用
电液伺服系统在工业自动化中的应用随着工业技术的不断进步，机械化水平得到了显著提升。
为了让机器更加智能、灵活，各种先进技术也不断地被投入使用。
电液伺服系统作为其中一种反馈式控制系统，在机器人及各种机械设备上起着重要的作用。
本文将探讨电液伺服系统的优势和应用范围。
一、电液伺服系统的基本原理电液伺服系统的核心部件是伺服阀，同时该系统还包含电液负载的液压缸，电机，编码器，控制器和供电系统。
本系统主要通过对电机转速和位置的测量，输入到伺服阀的控制器中，以控制阀的开启和关闭来改变液压缸的工作状态，以此达到最终控制机器运动的目的。
二、电液伺服系统的优势与传统控制系统相比，电液伺服系统具有很多优势。
首先，该系统控制精度高，响应速度快，稳定性能好。
其次，该系统的输出力矩大，通常能够在较小的电机功率下完成更多的工作。
此外，该系统还具有一定的抗干扰能力，通过各类传感器的输入将其控制器的控制精度提高到了很高的水平。
总的来说，电液伺服系统在控制灵活性和运动平滑度方面有很多的优势，可满足许多自动化控制的应用需求。
三、电液伺服系统的应用范围近年来，电液伺服系统已经在许多工业领域中得到了广泛的应用。
例如在航空、航天、军事等领域中，电液伺服系统常常用于巨型机器的控制以及对液压机械的精确控制。
同时，在工业生产领域中，电液伺服系统与数控机床与机器人设备紧密结合，提供了更为完美的工业自动化解决方案，大大提高产品的质量与生产效率。
此外，电液伺服系统还被广泛应用于石油化工、冶金、建筑、矿业、输电和供水等领域。
总体而言，电液伺服系统虽然在应用范围上受到一定的限制，但在自动化控制方面具有非常重要的地位。
随着科技的不断进步，相信电液伺服系统的应用范围还会不断拓展，对于工业自动化的发展具有非常积极的意义。
风力发电机组电液伺服液压系统简介
风力发电机组电液伺服系统简介一、概述：风力发电机组的液压伺服系统，主要用于变浆距风力发电机组的变浆控制装置、安全浆距控制装置、偏航驱动和制动装置、停机制动装置提供液压驱动力及控制，实现风力发电机组的转速控制、功率控制，同时也制控机械刹车机构。
根据自然风速、风向，液压伺服系统自动调节发电机组在稳定的电压和频率下运行发电，并对恶劣气候实施自动安全保护。
二、风力发电机组电液伺服液压系统特点：1、可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1），即能在很宽的范围内很容易地调节力与转矩；2、控制性能好，对力、速度、位置等指标能以很高的响应速度精确地进行控制。
很容易实现机器的自动化，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。
3、体积小、重量轻、运动惯性小、反应速度快，动作可靠，操作性能好。
4、可自动实现过载保护。
一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。
5、可以方便地根据需要使用液压标准元件、灵活地构成实现任意复杂功能的系统。
6、采用高性能比例伺服阀，提高抗污染能力。
三、电液伺服系统的基本组成1、动力元件动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体（主要是油）的压力能，是指液压系统中的油泵，向整个液压系统提供压力油。
液压泵的常见结构形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
2、控制元件控制元件(即各种液压阀)其作用是在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向，以满足执行元件对力、速度和运动方向的要求。
该电液伺服系统的主要元件为带位置反馈的高性能比例伺服阀。
3、执行元件执行元件是把系统的液体压力能转换为机械能的装置，驱动外负载做功。
旋转运动用液压马达，直线运动用液压缸，摆动用液压摆动马达。
油缸、马达有位置传感器与控制阀构成反馈控制。
4、辅助元件辅助元件是传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件，其作用是储油、保压、滤油、检测等，并把液压系统的各元件按要求连接起来，构成一个完整的液压系统。
辅助元件包括油箱、蓄能器、滤油器、传感器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位计、油温计等。
电液伺服控制系统的应用实例
第七章 电液伺服控制系统的应用实例 7.1 引例图7-1 阀控油缸闭环控制系统原理图此图为采用电液伺服阀控制的液压缸速度闭环控制系统。
这一系统不仅使液压缸速度能任意调节，而且在外界干扰很大（如负载突变）的工况下，仍能使系统的实际输出速度与设定速度十分接近，即具有很高的控制精度和很快的响应性能。
工作原理如下：在某一稳定状态下，液压缸速度由测速装置测得（齿条1、齿轮2和测速发电机3）并转换为电压。
这一电压与给定电位计4输入的电压信号进行比较。
其差值经积分放大器放大后，以电流输入给电液伺服阀6。
电液伺服阀按输入电流的大小和方向自动地调节其开口量的大小和移动方向，控制输出油液的流量大小和方向。
对应所输入的电流，电液伺服阀的开口量稳定地维持在相应大小，伺服阀的输出流量一定，液压缸速度保持为恒值。
如果由于干扰的存在引起液压缸速度增大，则测速装置的输出电压改变，而使放大器输出电流减小，电液伺服阀开口量相应减小，使液压缸速度降低，直到液压缸恢复原来的速度时，调节过程结束。
按照同样原理，当输入给定信号电压连续变化时，液压缸速度也随之连续地按同样规律变化，即输出自动跟踪输入。
通过分析上述伺服系统的工作原理，可以看出伺服系统的特点如下：（1）反馈系统：把输出量的一部分或全部按一定方式回送到输入端，并和输入信号比较，这就是反馈作用。
在上例中，反馈电压和给定电压是异号的，即反馈信号不断地抵消输入信号，这就是负反馈。
自动控制系统中大多数反馈是负反馈。
（2）靠偏差工作：要使执行元件输出一定的力和速度，伺服阀必须有一定的开口量，因此输入和输出之间必须有偏差信号。
执行元件运动的结果又试图消除这个误差。
但在伺服系统工作的任何时刻都不能完全消除这一偏差，伺服系统正是依靠这一偏差信号进行工作的。
（3）放大系统：执行元件输出的力和功率远远大于输入信号的力和功率。
其输出的能量是液压能源供给的。
7.2 车床液压仿形刀架图7-2 车床液压仿形刀架车削圆锥面时，触销沿样件的圆锥段滑动，使杠杆向上偏摆，从而带动阀芯上移，打开阀口，压力油进入液压缸上腔，推动缸体连同阀体和刀架轴向后退。
《电液伺服系统》课件
介绍电液伺服系统的定义、组成、工作原理，控制元件的种类，动作元件的 特点，系统调试与维护，以及应用场景、优势、发展前景。
概述
电液伺服系统是控制和调节液压机械运动的先进系统，由动力元件、控制元件和动作元件组成，能够实现高效、 精确的运动控制。
动力元件
液压泵
将输入的机械能转换为液压能，提供压力和流 量。
液压马达
将液压能转化为旋转运动，驱动液压机械的转 动部分。
系统调试与维护
1
Байду номын сангаас
系统调试
调试前的准备工作，调试流程和步骤，确保系统正常运行。
2
系统维护
维护前的准备工作，维护周期和方法，延长系统的使用寿命。
应用场景
• 工业生产自动化 • 船舶与海洋工程 • 机床与自动化装备 • 飞行器和航天器
结语
电液伺服系统具有精确控制、高效能转换等优势，未来的发展前景广阔。
液压马达
将液压能转换为机械能，驱动液压机械的运动。
控制元件
比例控制阀
通过调节液压系统中的流量 比例，实现运动速度和位置 的精确控制。
压力控制阀
根据系统需求，控制液压系 统中的压力水平，确保系统 的安全运行。
流量控制阀
调节液压流量大小，实现对 液压元件的精确控制。
动作元件
液压缸
将液压能转化为机械线性运动，用于推动、拉 动或举升物体。
电液控制-机液伺服系统
四、液压转矩放大器
Hale Waihona Puke 反馈机构为 螺杆、螺母 液压马达轴完全跟 踪阀芯输入转角而 转动。但输出力矩 比输入力矩要大得 多，故称液压转矩 放大器。
电液步进马达
以惯性负载为主时，可分析得
方框图为：
则系统方框图为：
§系统稳定性分析
液压伺服系统的动态分析和设计一般都是以稳定性要求为 中心进行的。
令G(s)为前向通道的传递函数，H(s)为反馈通道的传递函 数，由以上的方框图可得系统的开环传递函数为：
含有一个积分环节，故系统为Ⅰ型系统。
可绘制开环系统伯德图，如下图所示：
对伯德图的分析
幅值穿越频率ωc≈Kv 相位穿越频率ωc=ωg 为了使系统稳定， 必须有足够的相位裕 量和增益裕量。 由图可见，相位裕 度已为正值，为使幅 值裕度为正值，可计 算求得要求： K 2
与全闭环系统相比，半闭环系统的稳定性好得多，但精度较低。
综上所述，由于结构柔度的影响，产生了结构谐振和液压谐 振的耦合，使系统出现了频率低、阻尼比小的综合谐振，综合谐 振频率ωn和综合阻尼比ξn常常成为影响系统稳定性和限制系统频 宽的主要因素，因此提高具有重要意义。 提高ωn 就需要提高结构谐振频率ωs，就要求负载惯量减小 （但已由负载特性决定），结构刚度增大（提高安装固定刚度和 传动机构刚度，尤其是靠近负载处的传动机构的结构刚度）。 增大执行元件到负载的传动比，可提高液压固有频率；提高 液压弹簧刚度的方法也可提高液压固有频率，从而提高综合谐振 频率。
反馈从活塞输出端Xp取出时，构成为半闭环系统，其方框图 为：
此时系统开环传函中含有二阶微分环节，当ωs2和ωn靠得很 近时，会有零极点相消现象，使综合谐振峰值减小，从而改善 系统稳定性，如曲线b所示。 系统闭环传函为：
电液伺服系统原理
电液伺服系统原理
电液伺服系统是一种通过控制液压油流来实现位置、速度和力的精确控制的系统。
它由液压系统、电气系统和机械执行部分组成。
液压系统是电液伺服系统的核心部分，它包括液压泵、液压缸、液压阀和液压油箱。
液压泵通过压力油将液压油推送给液压缸，从而产生力或运动。
液压阀用于控制液压油的流动方向和流量。
液压油箱用于储存液压油，并保持其温度和清洁度。
电气系统通过控制电信号来控制液压系统。
它包括传感器、控制器和执行器。
传感器用于检测被控对象的位置、速度和力，并将其转化为电信号。
控制器接收传感器反馈的电信号，经过计算和处理后，输出控制信号给执行器。
执行器接收控制信号，并控制液压阀的开关状态，从而控制液压系统的运动和力。
机械执行部分将液压系统的力和运动传递给被控对象。
它包括液压缸、阀门、连接杆等元件。
液压缸接收液压油的力，并将其转化为线性运动。
阀门用于控制液压油流的方向和流量。
连接杆将液压缸的运动传递给被控对象，实现位置、速度和力的控制。
总之，电液伺服系统通过控制液压油流来实现位置、速度和力的精确控制。
液压系统、电气系统和机械执行部分相互配合，完成对被控对象的精确控制。
电液伺服系统在数控机床中的应用
电液伺服系统在数控机床中的应用伺服系统是一种通过感应和响应外部信号来调整输出的自动控制系统。
电液伺服系统是一种使用电力和液压传动技术的伺服系统，被广泛应用于数控机床中。
本文将探讨电液伺服系统在数控机床中的应用，并介绍其优势和发展趋势。
一、电液伺服系统的工作原理电液伺服系统主要由电液伺服阀、液压伺服缸、传感器、执行器和控制器等组成。
其工作原理是：控制器通过传感器获得外部输入信号，然后将信号传递给电液伺服阀。
电液伺服阀根据接收到的信号来控制油路的开闭，调节液压伺服缸的运动。
液压伺服缸将运动转化为力或位移输出，从而实现对机械装置的精确控制。
二、1. 位置控制：电液伺服系统通过精确的位置控制能够实现数控机床的高精度加工。
通过传感器获得工作台或刀具的位置信号，控制器根据设定值对电液伺服阀进行控制，使得机械装置按照预定的路径和速度进行准确定位。
2. 速度控制：电液伺服系统能够实现数控机床的平稳加速和减速操作。
控制器根据设定值对电液伺服阀进行控制，调节液压伺服缸的运动速度，从而实现对机械加工的平滑速度控制。
3. 力控制：电液伺服系统能够实现数控机床的精确力控制。
通过传感器获取工作台或刀具的力信号，控制器根据设定值对电液伺服阀进行控制，调节液压伺服缸的输出力，确保机械装置对工件施加恰当的力。
4. 自动化操作：电液伺服系统能够实现数控机床的自动化操作。
通过控制器中预设的程序，可以实现自动切换刀具、自动换夹具、自动调整加工参数等功能，提高了数控机床的生产效率和加工质量。
三、电液伺服系统的优势1. 高精度：电液伺服系统具有响应速度快、位置控制精度高的特点，可以满足数控机床对于精密加工的要求。
2. 高可靠性：电液伺服系统由于采用了液压传动技术，具有承受高负载和冲击的能力，能够适应数控机床长时间、高负荷运行的需求。
3. 高适应性：电液伺服系统能够适应不同的加工需求，通过调整控制器中的参数实现不同的运动模式和控制策略。
4. 易于维护：电液伺服系统的设计相对简单，维修和更换零部件相对容易，能够降低机床维护成本和停机时间。
电液伺服阀的原理分类和应用简介
电液伺服阀的原理分类和应用简介一．电液伺服阀的工作原理电液伺服阀由力矩马达和液压放大器组成。
力矩马达工作原理磁铁把导磁体磁化成N、S极，形成磁场。
衔铁和挡板固连由弹簧支撑位于导磁体的中间。
挡板下端球头嵌放在滑阀中间凹槽内；线圈无电流时，力矩马达无力矩输出，挡板处于两喷嘴中间；当输入电流通过线圈使衔铁3左端被磁化为N极，右端为S极，衔铁逆时针偏转。
弹簧管弯曲产生反力矩，使衔铁转过θ角。
电流越大θ角就越大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。
前置放大级工作原理压力油经滤油器和节流孔流到滑阀左、右两端油腔和两喷嘴腔，由喷嘴喷出，经阀9中部流回油箱力矩马达无输出信号时，挡板不动，滑阀两端压力相等。
当力矩马达有信号输出时，挡板偏转，两喷嘴与挡板之间的间隙不等，致使滑阀两端压力不等，推动阀芯移动。
功率放大级工作原理当前置放大级有压差信号使滑阀阀芯移动时，主油路被接通。
滑阀位移后的开度正比于力矩马达的输入电流，即阀的输出流量和输入电流成正比；当输入电流反向时，输出流量也反向。
滑阀移动的同时，挡板下端的小球亦随同移动，使挡板弹簧片产生弹性反力，阻止滑阀继续移动；挡板变形又使它在两喷嘴间的位移量减小，实现了反馈。
当滑阀上的液压作用力和挡板弹性反力平衡时，滑阀便保持在这一开度上不再移动。
二.电液伺服阀的分类1 按液压放大级数可分为单级电液伺服阀，两级电液伺服阀，三级电液伺服阀。
2 按液压前置级的结构形式，可分为单喷嘴挡板式，双喷嘴挡板式，滑阀式，射流管式和偏转板射流式。
3 按反馈形式可分为位置反馈式，负载压力反馈式，负载流量反馈式，电反馈式等。
4 按电机械转换装置可分为动铁式和动圈式。
5 按输出量形式可分为流量伺服阀和压力控制伺服阀。
三.电液伺服阀的发展趋势1/新型结构的设计在20 世纪90 年代,国外研制直动型电液伺服阀获得了较大的成就.现形成系列产品的有Moog 公司的D633,D634 系列的直动阀,伊顿威格士(EatonVickers)公司的LFDC5V 型,德国Bosch 公司的NC10 型,日本三菱及KYB 株式会社合作开发的MK 型阀及Moog 公司与俄罗期沃斯霍得工厂合作研制的直动阀等.该类型的伺服阀去掉了一般伺服阀的前置级, 利用一个较大功率的力矩马达直接拖动阀芯, 并由一个高精度的阀芯位移传感器作为反馈.该阀的最大特点是无前置级,提高了伺服阀的抗污染能力.同时由于去掉了许多难加工零件,降低了加工成本,可广泛使用于工业伺服控制的场合.国内有些单位如中国运载火箭技术研究院第十八研究所, 北京机床研究所, 浙江工业大学等单位也研制出了相关产品的样机. 特别是北京航空航天大学研制出转阀式直动型电液伺服阀. 该伺服阀通过将普通伺服阀的滑阀滑动结构转变为滑阀的转动, 并在阀芯与阀套上相应开了几个与轴向有一定倾角的斜槽.阀芯阀套相互转动时,斜槽相互开通或相互封闭,从而控制输出压力或流量.由于在工作时阀芯阀套是相互转动的,降低了阀工作时的摩擦阻力,同时污染物不容易在转动的滑阀内堆积,提高了抗污染性能.此外,Park 公司开发了"音圈驱动(Voice Coil Drive)"技术(VCD),以及以此技术为基础开发的DFplus 控制阀.所谓音圈驱动技术, 顾名思义, 即是类似于扬声器的一种驱动装置, 其基本结构就是套在固定的圆柱形永久磁铁上的移动线圈,当信号电流输入线圈时,在电磁效应的作用下,线圈中产生与信号电流相对应的轴向作用力,并驱动与线圈直接相连的阀芯运动,驱动力很大.线圈上内置了位移反馈传感器,因此,采用VCD 驱动的DFplus 阀本质上是以闭环方式进行控制的,线性度相当好.此外,由于VCD 驱动器的运动零件只是移动线圈,惯量极小,相对运动的零件之间也没有任何支承,DFplus 阀的全部支承就是阀芯和阀体间的配合面,大大减小了摩擦这一非线性因素对控制品质的影响.综合上述的技术特点,配合内置的数字控制模块,使DFplus 阀的控制性能佳,尤其在频率响应方面更是优越,可达400Hz.从发展趋势来看,新型直动型电液伺服阀在某些行业有替代传统伺服阀特别是喷嘴挡板式伺服阀的趋向, 但它的最大问题在于体积大, 重量重, 只适用于对场地要求较低的工业伺服控制场合. 如能减轻其重量, 减小其体积,在航空,航天等军工行业亦具有极大的发展潜力.另外,近年来伺服阀新型的驱动方式除了力矩马达直接驱动外,还出现了采用步进电机,伺服电机,新型电磁铁等驱动结构以及光-液直接转换结构的伺服阀.这些新技术的应用不仅提高了伺服阀的性能, 而且为伺服阀发展开拓了思路, 为电液伺服阀技术注入了新的活力.2/新型材料的采用当前在电液伺服阀研制领域的新型材料运用,主要是以压电元件,超磁致伸缩材料及形状记忆合金等为基础的转换器研制开发.它们各具有其自己的优良特性.2.1 压电元件压电元件的特点是"压电效应":在一定的电场作用下会产生外形尺寸的变化,在一定范围内,形变与电场强度成正比.压电元件的主要材料为压电陶瓷(PZT),电致伸缩材料(PMN)等.比较典型的压电陶瓷材料有日本TOKIN 公司的叠堆型压电伸缩陶瓷等.PZT 直动式伺服阀的原理是: 在阀芯两端通过钢球分别与两块多层压电元件相连. 通过压电效应, 使压电材料产生伸缩驱动阀芯移动.实现电-机械转换.PMN 喷嘴挡板式伺服阀则在喷嘴处设置一与压电叠堆固定连接的挡板,由压电叠堆的伸,缩实现挡板与喷嘴间的间隙增减,使阀芯两端产生压差推动阀芯移动.目前压电式电-机械转换器的研制比较成熟并已得到较广泛的应用.它具有频率响应快的特点,伺服阀频宽甚至能达到上千赫兹,但亦有滞环大,易漂移等缺点,制约了压电元件在电液伺服阀上的进一步应用.2.2 超磁致伸缩材料液压与电气论坛超磁致伸缩材料(GMM)与传统的磁致伸缩材料相比,在磁场的作用下能产生大得多的长度或体积变化. 利用GMM 转换器研制的直动型伺服阀是把GMM 转换器与阀芯相连,通过控制驱动线圈的电流,驱动GMM 的伸缩,带动阀芯产生位移从而控制伺服阀输出流量.该阀与传统伺服阀相比不仅有频率响应高的特点,而且具有精度高,结构紧凑的优点.目前,在GMM 的研制及应用方面,美国,瑞典和日本等国处于领先水平.国内浙江大学利用GMM 技术对气动喷嘴挡板阀和内燃机燃料喷射系统的高速强力电磁阀, 进行了结构设计和特性研究.从目前情况来看GMM 材料与压电材料和传统磁致伸缩材料相比,具有应变大,能量密度高,响应速度快,输出力大等特点.世界各国对GMM 电-机械转换器及相关的技术研究相当重视,GMM 技术水平快速发展,已由实验室研制阶段逐步进入市场开发阶段.今后还需解决GMM 的热变形,磁晶各向异性,材料腐蚀性及制造工艺, 参数匹配等方面的问题,以利于在高科技领域得到广泛运用.2.3 形状记忆合金形状记忆合金(SMA)的特点是具有形状记忆效应.将其在高温下定型后,冷却到低温状态,对其施加外力.一般金属在超过其弹性变形后会发生永久变形,而SMA 却在将其加热到某一温度之上后, 会恢复其原来高温下的形状. 利用其特性研制的伺服阀是在阀芯两端加一组由形状记忆合金绕制的SMA 执行器, 通过加热和冷却的方法来驱动SMA 执行器, 使阀芯两端的形状记忆合金伸长或收缩, 驱动阀芯作用移动, 同时加入位置反馈来提高伺服阀的控制性能.从该阀的情况来看,SMA 虽变形量大,但其响应速度较慢,且变形不连续, 也限制了其应用范围.与传统伺服阀相比,采用新型材料的电-机械转换器研制的伺服阀,普遍具有高频响, 高精度,结构紧凑的优点.虽然目前还各自呈在某些关键技术需要解决,但新型功能材料的应用和发展,给电液伺服阀的技术发展发展提供了新的途径.3/电子化,数字化技术的运用液压与电气论坛目前电子化, 数字化技术在电液伺服阀技术上的运用主要有两种方式: 其一,在电液伺服阀模拟控制元器件上加入D/A 转换装置来实现其数字控制.随着微电子技术的发展,可把控制元器件安装在阀体内部,通过计算机程序来控制阀的性能,实现数字化补偿等功能.但存在模拟电路容易产生零漂,温漂,需加D/A 转换接口等问题.其二, 为直动式数字控制阀. 通过用步进电机驱动阀芯, 将输入信号转化成电机的步进信号来控制伺服阀的流量输出.该阀具有结构紧凑,速度及位置开环可控及可直接数字控制等优点,被广泛使用.但在实时性控制要求较高的场合,如按常规的步进方法,无法兼顾量化精度及响应速度的要求.浙江工业大学采用了连续跟踪控制的办法,消除了两者之间的矛盾,获得了良好的动态特性. 此外还有通过直流力矩电机直接驱动阀芯来实现数字控制等多种控制方式或伺服阀结构改变等方法来形成众多的数字化伺服阀产品.随着各项技术水平的发展,通过采用新型的传感器和计算机技术研制出机械,电子, 传感器及计算机自我管理(故障诊断,故障排除)为一体的智能化新型伺服阀.该类伺服阀可按照系统的需要来确定控制目标:速度,位置,加速度,力或压力.同一台伺服阀可以根据控制要求设置成流量控制伺服阀, 压力控制伺服阀或流量/ 压力复合控制伺服阀. 并且伺服阀的控制参数,如流量增益,流量增益特性,零点等都可以根据控制性能最优化原则进行设置.伺服阀自身的诊断信息,关键控制参数(包括工作环境参数和伺服阀内部参数)可以及时反馈给主控制器;可以远距离对伺服阀进行监控,诊断和遥控.在主机调试期间,可以通过总线端口下载或直接由上位机设置伺服阀的控制参数, 使伺服阀与控制系统达到最佳匹配,优化控制性能.而伺服阀控制参数的下载和更新,甚至在主机运转时也能进行.而在伺服阀与控制系统相匹配的技术应用发展中, 嵌入式技术对于伺服阀已经成为现实. 按照嵌入式系统应定义为:"嵌入到对像体系中的专用计算机系统"."嵌入性","专用性"与"计算机系统"是嵌入式系统的三个基本要素.它是在传统的伺服阀中嵌入专用的微处理芯片和相应的控制系统, 针对客户的具体应用要求而构建成具有最优控制参数的伺服阀并由阀自身的控制系统完成相应的控制任务(如各控制轴同步控制),再嵌入到整个的大控制系统中去.从目前的技术发展和控制系统对伺服阀的要求看, 伺服阀的自诊断和自检测功能应该有更大的发展. 结束语当前的液压伺服控制技术已经能将自动控制技术, 液压技术与微电子有机的结合起来, 形成新一代的伺服阀产品.而随着电子设备,控制策略,软件及材料等方面的发展与进步, 电液控制技术及伺服阀产品将在机,电,液一体化获得长足的进步.四 .电液伺服阀的发展历程液压控制技术的历史最早可追溯到公元前240 年,当时一位古埃及人发明了人类历史上第一个液压伺服系统――水钟. 然而在随后漫长的历史阶段, 液压控制技术一直裹足不前, 直到18 世纪末19 世纪初,才有一些重大进展.在二战前夕,随着工业发展的需要,液压控制技术出现了突飞猛进地发展,许多早期的控制阀原理及专利均是这一时代的产物.如: Askania 调节器公司及Askania-Werke 发明及申请了射流管阀原理的专利.同样, Foxboro 发明了喷嘴挡板阀原理的专利.而德国Siemens 公司发明了一种具有永磁马达及接收机械及电信号两种输入的双输入阀,并开创性地使用在航空领域.在二战末期,伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀.然随着控制理论的成熟及军事应用的需要, 伺服阀的研制和发展取得了巨大成就. 1946 年, 英国Tinsiey 获得了两级阀的专利;Raytheon 和Bell 航空发明了带反馈的两级阀;MIT 用力矩马达替代了螺线管使马达消耗的功率更小而线性度更好.1950 年,W.C.Moog 第一个发明了单喷嘴两级伺服阀.1953 年至1955 年间,T.H.Carson发明了机械反馈式两级伺服阀; W.C.Moog 发明了双喷嘴两级伺服阀; Wolpin 发明了干式力矩马达, 消除了原来浸在油液内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题.1957 年R.Atchley 利用Askania 射流管原理研制了两级射流管伺服阀.并于1959 年研制了三级电反馈伺服阀.1959 年 2 月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了12 页的报道, 显示了当时伺服阀蓬勃发展的状况.那时生产各种类型的伺服阀的制造商有20 多家.各生产厂家为了争夺伺服阀生产的霸权地位展开了激烈地竞争. 回顾历史, 可以看到最终取胜的几个厂家, 大多数生产具有反馈及力矩马达的两级伺服阀.我们可以看到, 1960 年的伺服阀已具有现代伺服阀的许多特点.如:第二级对第一级反馈形成闭环控制;采用干式力矩马达;前置级对功率级的压力恢复通常可达到50%;第一级的机械对称结构减小了温度,压力变化对零位的影响. 同时, 由早期的直动型开环控制阀发展变化而来的直动型两级闭环控制伺服阀也已出现.当时的伺服阀主要用于军事领域,随着太空时代的到来,伺服阀又被广泛用于航天领域,并研制出高可靠性的多余度伺服阀等尖端产品.与此同时,随着伺服阀工业运用场合的不断扩大,某些生产厂家研制出了专门使用于工业场合的工业伺服阀. Moog 公司就在1963 年推出了第一款专为工业场合使用的73 如系列伺服阀产品.随后,越来越多的专为工业用途研制的伺服阀出现了.它们具有如下的特征:较大的体积以方便制造;阀体采用铝材(需要时亦可采用钢材);独立的第一级以方便调整及维修;主要使用在14MPa 以下的低压场合;尽量形成系列化,标准化产品.然而Moog 公司在德国的分公司却将其伺服阀的应用场合主要集中在高压场合, 一般工作压力在21MPa,有的甚至到35MPa,这就使阀的设计专重于高压下的使用可靠性.而随着伺服阀在工业场合的广泛运用, 各公司均推出了各自的适合工业场合用的比例阀. 其特点为低成本, 控制精度虽比不上伺服阀, 但通过先进的控制技术和先进的电子装置以弥补其不足, 使其性能和功效逼近伺服阀.1973 年,Moog 公司按工业使用的需要,把某些伺服阀转换成工业场合的比例阀标准接口.Bosch 研制出了其标志性的射流管先导级及电反馈的平板型伺服阀.1974 年,Moog 公司推出了低成本,大流量的三级电反馈伺服阀.Vickers 公司研制了压力补偿的KG 型比例阀.Rexroth,Bosch 及其他公司研制了用两个线圈分别控制阀芯两方向运动的比例阀等等五. 电液伺服阀运转不良引起的故障1 油动机拒动在机组启动前做阀门传动试验时，有时出现个别油动机不动的现象，在排除控制信号故障的前提下，造成上述现象的主要原因是电液伺服阀卡涩。
电液伺服系统在机械工程中的应用
电液伺服系统在机械工程中的应用机械工程中的控制系统是一个至关重要的组成部分，能够实现对机械装置的精确控制。
在现代机械工程中，电液伺服系统作为一种高性能的控制系统，被广泛应用于各种机械设备中。
首先，让我们了解一下电液伺服系统是什么。
电液伺服系统是由电液比例阀、执行器、传感器和控制器等组成的一个闭环控制系统。
它的工作原理是通过电信号控制液压系统中的液体流量和压力，进而实现对机械运动的精确控制。
电液伺服系统具有响应速度快、控制精度高、承载能力大等特点，因此在机械工程中有着广泛的应用前景。
在数控机床领域，电液伺服系统起到了关键的作用。
数控机床需要对工件进行精确的加工，而电液伺服系统能够通过对液压系统的准确控制，实现对切削工具的高精度调节，从而保证了加工的精度和质量。
同时，电液伺服系统还能够实现数控机床的自动化操作，提高工作效率，降低人工干预，减少人为失误。
另一个重要的应用领域是机械运动控制系统。
在一些需要实现精确运动的机械装置中，如机床、起重机械等，电液伺服系统可通过控制液压缸、液压马达等执行器的运动，实现对机械运动的快速、准确控制。
同时，电液伺服系统还能够通过传感器实时监测机械装置的运动状态，实现对装置位置、速度、力等参数的精确控制，提高机械装置的运动性能。
除了上述应用领域，电液伺服系统还广泛应用于工程机械、船舶等领域。
在工程机械领域，如挖掘机、装载机等，电液伺服系统能够实现对机械臂、液压缸等执行器的准确定位、精确控制，从而提高施工效率、降低劳动强度。
在船舶领域，电液伺服系统能够实现对舵机、液压舵机等执行器的精确控制，提高船舶的操纵性和安全性。
总的来说，电液伺服系统在机械工程中的应用非常广泛。
它通过对液压系统的控制，实现对机械装置的精确控制，能够提高机械装置的运动性能和加工精度，提高工作效率，降低人工干预，从而在机械工程中发挥重要作用。
随着科技的不断进步，电液伺服系统将会在更多领域推动机械工程的发展。
电液伺服控制
电液伺服控制1. 引言电液伺服控制是一种在工业自动化领域广泛应用的控制技术，通过控制电液伺服系统的输出来实现对机械装置的精确控制。
本文将介绍电液伺服控制的基本原理、控制策略和应用领域。
2. 电液伺服系统结构电液伺服系统由执行机构、传感器、控制器和液压装置等组成。
执行机构一般由液压缸和阀门组成，传感器用于对执行机构的运动状态进行反馈，控制器根据传感器反馈的信息进行计算和决策，液压装置则负责产生并传递液压能量。
3. 电液伺服控制原理电液伺服控制的基本原理是通过改变液压系统的压力和流量来实现对执行机构的运动控制。
控制器根据预定的信号和传感器反馈的信息计算出对应的控制指令，然后通过控制阀控制液压系统的工作状态，从而实现对执行机构的控制。
4. 电液伺服控制策略电液伺服控制有多种控制策略，常见的包括位置控制、速度控制和力控制。
位置控制是通过对液压缸的运动位置进行控制，实现对机械装置位置的精确控制。
速度控制则是控制液压缸的运动速度，实现对机械装置运动速度的精确控制。
力控制则是控制液压系统的输出力，实现对机械装置施加的力的精确控制。
5. 电液伺服控制的特点电液伺服控制具有以下特点：•高精度：电液伺服控制可以实现对机械装置位置、速度和力的精确控制，满足工业自动化对精度的要求。
•响应快：电液伺服控制系统的响应速度较快，可以实现快速而准确的控制。
•高可靠性：电液伺服系统采用液压传动，具有较高的可靠性和稳定性。
•适应性强：电液伺服控制适用于各种不同工况和负载情况下的控制需求。
6. 电液伺服控制的应用领域电液伺服控制广泛应用于各个工业领域，包括机床、起重机械、注塑机、机器人等。
在机床行业中，电液伺服控制可实现高精度的切削加工；在起重机械领域，电液伺服控制可以实现大力矩的精确控制，提高起重机械的工作效率；在注塑机和机器人领域，电液伺服控制可以实现高速、灵活的动作控制，提高生产效率和产品质量。
7. 总结电液伺服控制是一种在工业自动化领域应用广泛的控制技术，通过控制液压系统的输出来实现对机械装置的精确控制。
电液伺服控制及其应用
第2章电液伺服控制技术及应用电液伺服系统是一种采用电液伺服机构，根据液压传动原理建立起来的自动控制系统。
在这种系统中，执行元件的运动随着控制信号的改变而改变。
2.1 电液伺服阀伺服阀通过改变输入信号，连续的、成比例地控制液压系统的流量或压力。
电液伺服阀输入信号功率很小(通常仅有几十毫瓦)，功率放大系数高；能够对输出流量和压力进行连续双向控制。
其突出特点是：体积小、结构紧凑、直线性好、动态响应好、死区小、精度高，符合高精度伺服控制系统的要求。
电液伺服阀是现代电液控制系统中的关键部件，它能用于诸如位置控制、速度控制、加速度控制、力控制等各方面。
因此，伺服阀在各种工业自动控制系统中得到了越来越多的应用。
2.1.1 工作原理及组成1 基本组成与控制机理电液伺服阀是一种自动控制阀，它既是电液转换组件，又是功率放大组件，其功用是将小功率的模拟量电信号输入转换为随电信号大小和极性变化、且快速响应的大功率液压能[流量(或)和压力]输出，从而实现对液压执行器位移(或转速)、速度(或角速度)、加速度(或角加速度)和力(或转矩)的控制。
电液伺服阀通常是由电气一机械转换器、液压放大器(先导级阀和功率级主阀)和检测反馈机构组成的(见图2-1)。
图2-1 电液伺服阀的组成2 电气—机械转换器电气—机械转换器包括电流—力转换和力—位移转换两个功能。
典型的电气—机械转换器为力马达或力矩马达。
力马达是一种直线运动电气一机械转换器，而力矩马达则是旋转运动的电气—机械转换器。
力马达和力矩马达的功用是将输入的控制电流信号转换为与电流成比例的输出力或力矩，再经弹性组件(弹簧管、弹簧片等)转换为驱动先导级阀运动的直线位移或转角，使先导级阀定位、回零。
通常力马达的输入电流为150～300mA，输出力为3～5N。
力矩马达的输入电流为10~30mA，输出力矩为0.02～0.06N·m。
伺服阀中所用的电气一机械转换器有动圈式和动铁式两种结构。
电液伺服试验机的原理
电液伺服试验机的原理电液伺服试验机是一种用来进行材料力学性能测试的设备，具有高精度、高稳定性和高自动化程度等特点。
其工作原理是将电能转化为液压能，通过压力传感器、液压缸和位置测量器等组成的反馈系统，使试验机可以实现对材料的拉伸、压缩、弯曲等多种试验方式，并对试验数据进行准确测量和分析。
1.电液伺服系统的组成电液伺服试验机主要由电动机、液压变压器、液体和机械部分等组成。
其中电动机负责将电能转换为机械能，驱动液体经液压变压器增压后传递到机械部分；液压变压器主要用于增加液体的压力，使其可以达到所需的试验压力；液体则作为传递介质，传递力量和动力；机械部分则包括试样架、液压缸、压力传感器、位移传感器以及计算机控制系统。
2.电液伺服系统的工作原理电液伺服试验机在进行力学性能测试时，首先将待测试样放置于试验架上，然后通过压力传感器测定试验机施加在试样上的负荷大小，并将试验负荷通过液压系统传递到液压缸。
随着试验负荷的逐渐升高，试样会发生相应的形变，位移传感器将其测定值传递到反馈系统中，反馈系统会将位移误差信号转化为控制信号，控制液体流量从而调整液压缸的位置，使试样位移误差减至最小。
通过这种方式，电液伺服系统可以实现试验负荷和位移的自动控制，有效保证试验数据的准确性和可重复性。
3.电液伺服系统的应用电液伺服试验机广泛应用于材料力学性能测试、结构强度测试、动态疲劳测试等多个领域，可以对各种材料进行强度、韧性、耐久性等性能测试。
电液伺服系统具有高精度、高自动化程度和高稳定性等优点，能够满足不同领域对试验数据准确性、稳定性和可重复性的要求。
总之，电液伺服试验机是一种高精度力学性能测试设备，具有较高的自动化程度和稳定性，能够为力学性能测试提供可靠的数据支持。
液压伺服系统电液伺服系统课件
随着科技的不断发展，液压伺服系统也在不断创新和完善。未来，液压伺服系统将朝着智能化、数字 化、网络化方向发展，实现更高效、更精准的控制。同时，液压伺服系统还将更加注重环保和节能， 推动绿色制造和可持续发展。
02 电液伺服系统基础知识
电液转换元件
01
02
03
伺服阀
将电气信号转换为液压流 量或压力，实现液压执行 机构的精确控制。
速度同步
采用液压伺服系统实现多工位、多执行机构的速 度同步，优化生产流程。
航空航天领域中的应用
飞机起落架收放系统
通过电液伺服系统实现飞机起落架的平稳收放，确保飞行安全。
发动机推力控制
利用液压伺服系统对航空发动机进行精确的推力控制，提高飞行 性能。
飞行姿态调整
采用电液伺服系统实现飞行姿态的快速、精确调整，满足复杂飞 行需求。
仿真分析
在系统模型的基础上，进行仿真分析，包括系统动态响应、控制精度、稳定性等方面的评估，以验证设计的合理性。
优化设计
根据仿真分析结果，对系统进行优化设计，包括调整元件参数、改进控制策略等，以提高系统性能。
04 电液伺服系统实现技术
硬件平台搭建
控制器选择
根据系统需求，选用合适的控制器，如PLC、DSP等，确保控制精 度和实时性。
元件选型与计算
元件选型
根据规格书要求，选择合适的液压泵 、马达、阀等元件，确保系统性能达 标。
元件计算
对所选元件进行详细的计算和分析， 包括流量、压力、功率等参数，确保 元件之间的匹配性和系统的稳定性。
系统仿真与优化
系统建模
利用AMESim、MATLAB/Simulink等仿真软件，建立液压伺服系统的数学模型，为后续仿真分析提供基础。
液压伺服控制系统
当液压缸运动速度降低时，调节过程相反。
1.2 伺服阀
1.2.1液压伺服阀
1.滑阀 根据滑阀的工作边数不同，有单边滑阀、双边滑阀和四边滑阀。
其中，四边滑阀有四个可控节流口，控制性能最好；双边滑阀有两 个可控节流口，控制性能一般；单边滑阀有一个可控节流口，控制 性能最差。四边滑阀性能虽好，但结构工艺复杂，生产成本较高； 单边滑阀容易加工，生产成本较低。
图10.6-10.8分别为单边滑阀，双边滑阀和四边滑阀控制液压 缸的原理图。
四边滑阀在平衡状态下，根据初始开口量的不同，有负开口 （图10.9（a））、零开口（图10.9（b））和正开口（图10.9 （c））之分。
2.喷嘴挡板阀 如图1.10所示为双喷嘴挡板阀由两个单喷嘴挡板阀组成，可
以控制双作用液压缸。它由挡板、左右喷嘴、固定节流孔组成。 挡板与左右喷嘴的环形面积形成两个可变节流孔，分别为δ1和δ2， 挡板绕轴旋转，可以改变两个可变节流孔的大小。挡板处于图中 所示位置时，即δ1=δ2。此时两节流口的节流阻力相同，使左右 喷嘴的压力相同，即p1= p2，液压缸两腔受力平衡，保持原来位 置不动。
3
1.1.3 液压伺服控制系统的分类
1.按系统输入信号的变化规律分类 液压伺服控制系统按输入信号的变化规律不同可分为：定值控
制系统、程序控制系统和伺服控制系统。 2.按被控物理量的名称分类 按被控物理量的名称不同，可分为：位置伺服控制系统、速度
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电液伺服系统的原理及应用一．电液伺服系统概述
电液伺服系统在自动化领域是一类重要的控制设备，被广泛应用于控制精度高、输出功率大的工业控制领域．液体作为动力传输和控制的介质，跟电力相比虽有许多不甚便利之处且价格较贵，但其具有响应速度快、功率质量比值大及抗负载刚度大等特点，因此电液伺服系统在要求控制精度高、输出功率大的控制领域占有独特的优势。
电液伺服控制系统是以液压为动力，采用电气方式实现信号传输和控制的机械量自动控制系统。
按系统被控机械量的不同，它又可以分为电液位置伺服系统、电液速度伺服控制系统和电液力控制系统三种。
我国的电液伺服发展水平目前还处在一个发展阶段，虽然在常规电液伺服控制技术方面，我们有了一定的发展。
但在电液伺服高端产品及应用技术方面，我们距离国外发达国家的技术水平还有着很大差距。
电液伺服技术是集机械、液压和自动控制于一体的综合性技术，要发展国内的电液伺服技术必须要从机械、液压、自动控制和计算机等各技术领域同步推进。
二．电液伺服的组成
电液控制系统是电气液压控制系统简称，它由电气控制及液压两部分组成。
在电子-液压混合驱动技术里，能量流是由电子控制，由液压回路传递，充分结合了电子控制和液压传动两者混合驱动技术的优点避免了它们各自的缺陷。
⑴电子驱动技术的特点
①高精度、高效率，低能耗、低噪音
②高性能动态能量控制
③稳定的温度性能
④能量再生及反馈电网
⑤在循环空闲的时间没有能量损失
⑵液压驱动技术的特点
①高(力/功)密度
②结构紧凑
③液压马达（油缸）是大功率且经济的执行元件
④在液压系统做压力控制的时候有明显的能量流失
液压部分：以液体为传动介质，靠受压液体的压力能来实现运动和能量传递。
基于液压传动原理，系统能够根据机械装备的要求，对位置、速度、加速度、力等被控量按一定的精度进行控制，并且能在有外部干扰的情况下，稳定、准确的工作，实现既定的工艺目的。
（工控网）
液压伺服阀是输出量与输入量成一定函数关系，并能快速响应的液压控制阀，是液压伺服系统的重要元件。
液压伺服阀通常由电一机械转换器(力矩马达
或力马达)、液压放大器和反馈或平衡机构等三部分组成。
目前液压伺服阀主要是指电液伺服阀，它在接受电气模拟信号后，相应输出经过调制的流量和压力，它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出，实现电液信号的转换与液压放大。
系统的核心：电液伺服阀，电液伺服阀是电液伺服控制系统的关键部件，它既是电液伺服系统中电气控制部分和液压执行部分的接口，又是实现用小信号控制大功率的放大元件。
在多种类型电液伺服阀中，以双喷嘴挡板二级电液伺服阀应用最为广泛，其流量范围从零点几升每分钟到数百升每分钟不等。
电液伺服系统还具有典型的伺服系统(又称随动系统)的特点，即是具有功率放大作用的一种自动控制系统，在给定值不确定度很高的情况下，系统的输出量总是能精确的跟踪输入量的变化。
另外，随动系统的基本职能是对信号进行放大，可保证足够能量推动负载(被控对象)按照输入信号的规律运动，并使输入与输出之间的偏差在允许的误差范围内。
电液伺服系统因其具有输出功率大、控制精度高等优点，而广泛应用于工业生产的各个领域。
电液伺服阀作为电液伺服控制系统的核心部件，其性能的好坏直接影响整个电液伺服控制系统的性能。
电液伺服阀是输出量与输入量成一定函数关系，并能快速响应的液压控制阀，是液压伺服系统的重要元件，它在接受电气模拟信号后，相应输出经过调制的流量和压力，它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出，实现电液信号的转换与液压放大。
对电液伺服阀的控制是通过控制其线圈通过电流的大小来控制力矩马达产生的力的大小，进而控制流量，转变为相应的位移
电气部分：电液伺服系统中偏差信号的检测、校正和初始放大都是采用电气、电子元件来实现的。
电液伺服系统是一种采用电液伺服机构，根据液压传动原理建立起来的自动控制系统。
在这种系统中，执行元件的运动随着控制信号的改变而改变。
伺服放大器是电液伺服控制系统的重要组成部分，用以改善电液控制元件或系统的稳态和动态性能。
伺服放大器是指驱动电液伺服阀的直流功率放大器，其前置级为前置放大电路，功率级为电流负反馈放大电路。
伺服放大器的作用是将输入电压信号与反馈信号比较后的偏差信号加以放大和运
算，输出一个与偏差信号电压成一定函数关系的控制电流，输入到伺服力矩马达线圈中去驱动伺服阀。
进一步减少这个信号，使得系统达到所需要的控制精度。
三．电液伺服控制原理
电液伺服的工作过程主要是由控制计算机根据该系统给出的目标位置，计算出当前控制信号，经过D/A转换后，传递到伺服放大器中，伺服放大器的输出电流驱动电液伺服阀阀芯移动，由液压源提供动力，驱动液压缸实现加载功能。
负载的实际位置经过位移传感器反馈回伺服放大器中，构成一个完整的闭环控制系统，实现对目标位置的跟踪，这是我们最常见的电液伺服控制原理，
这是最常见的电液伺服控制，阀放大器作为闭环控制器使用，优点是操作简单，容易上手，缺点是调节PID参数很不方便，也不灵活，而且看不到实际反馈，不利于实时监测。
所以建议将闭环控制做到PLC或运动控制器里，放大器仅作为功率放大器使用，通过计算机或触摸屏设定指令值和参数，采集传感器信号并经过处理后传给PLC或运动控制器，通过比较给定指令信号和反馈信号的误差，经过恰当的PID控制运算后，形成位移闭环控制系统。
利用反馈信号与输入信号相比较得到偏差信号，使系统向着减小偏差的方向变化，不断修正传送给伺服阀的信号，直至偏差等于零或足够小，从而使系统的实际输出与期望值相符，直到满足指标要求，这样就实现了闭环控制功能。
近年来，PLC的结构和性能不断改进，随着PLC的性能价格比不断提高，许多小型PLC具备了过去大型机才具有的运算速度和高级功能，因此已广泛地应用，本文所提出的方法具有普遍性，取自具体的工程实践。
电液位置伺服系统主要是用于解决位置跟随的控制问题，以电液伺服阀实现对伺服油缸的位置控制，加入位移传感器构成位置闭环控制系统。
位置传感器（线位移传感器）用来测量实际位置信号，并将其转换成对应的电流信号或电压信号送至PLC或控制器作为反馈信号。
其根本任务就是通过执行机构实现被控量对给定量的及时和准确跟踪，并要具有足够的控制精度。
电液伺服系统的动态特性是衡量一套电液伺服系统设计及调试水平的重要指标。
它由电信号处理装置和若干液压元件组成，元件的动态性能相互影响，相互制约及系统本身所包含的非线性，致使其动态性能复杂。
四．电液伺服应用
电液伺服控制技术作为连接现代微电子技术、计算机技术和液压技术的桥梁，已经成为现代控制技术的重要构成。
由于它具有线性好、死区小、灵敏度高，动态性能好、响应快、精度高等显著优点，因而得到了广泛的应用。
电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。
随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。
电液位置伺服系统是最基本和最常用的一种液压伺服系统，如机床工作台的位置、板带轧机的板厚、飞机和船舶的舵机控制。
电液位置伺服控制系统适合于负载惯性大的高速、大功率对象的控制，它已在飞行器的姿态控制、飞机发动机的转速控制、雷达天线的方位控制、机器人关节控制、带材跑偏、张力控制、材料试验机、加载装置、雷达和火炮控制系统以及振动试验台等中得到应用。