一种液压舵机控制系统的设计

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飞机液压控制典型回路

1. 副翼操纵系统回路
7.2-5 典型的飞行操纵系统回路
图7.2-6 典型副翼操纵系统原理
副翼感觉和定中机构与副翼配平
图7.2-9 副翼感觉和定中机构
液压助力器
（1）构造液压助力器一般由液压放大器、执行元件和比较机构组成。其主要作用是在液压压力作用下，输出机械功。比较机构是将操纵指令和输出的反馈量进行比较，经液压放大器，控制执行元件，使执行元件的位移量满足操纵指令要求。
（2）飞行扰流板飞行扰流板既可在地面使用，也可在空中使用，其作用既可减速，也可以协助副翼完成滚转操纵，这种设计可以提高飞机横侧操纵效能，并能防止副翼反效。当空中减速时，扰流板也可以辅助副翼进行横侧操纵。空中减速时，提起减速手柄向后扳动，左、右侧的飞行扰流板同时放出，如果此时驾驶盘转动角度超过预定值，飞行扰流板仍可以配合副翼进行横侧操纵。
7.2-16 典型方向舵操纵控制回路
液压动力控制组件（PCU）液压动力控制组件（PCU）
在现代民航飞机的飞行操纵的很多地方都用到了液压动力控制组件（PCU），只是各型号飞机的叫法有一定差别，其相当于液压舵机或液压助力器的作用，主要用于液压动力的控制和输送。
图7.2-18 主方向舵PCU
图7.1-6 增稳飞行操纵系统力反传原理
2. 复合舵机及其工作原理
目前解决力反传的有效方法之一是采用复合舵机，即将助力器与舵机做成一个整体，使来自驾驶杆和舵机的信号都在助力器滑阀处综合而不是在前述的复合摇臂处综合 . 电液复合舵机具有三种工作状态，即助力操纵、舵机工作和复合工作状态。
图7.1-7 复合舵机回路框图
图7.2-10 一种典型的液压助力器
应急操纵
当液压系统压力不足或液压助力器有故障时，可以关闭助力器的工作开关，转为用体力进行应急操纵。应急操纵时，驾驶杆首先带着配油柱塞移动很小一段距离，使限动片与限动架接触，然后就完全依靠驾驶员的体力带着传动活塞左右移动，克服舵面载荷，使舵面偏转。

液压舵机

舵机的学习流程
1 舵机概述 2 液压舵机的工作原理与基本组成, 3 液压舵机的基本要求 4 舵机液压系统图 5 液压系统实例
舵机实物图
一、舵机概述 • 舵机是船舶上的一种大甲板机械。舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑二、船用舵机类型 • 船用舵机目前多用电液式，即液压设备由电动设备进行遥控操作。有两种类型：一种是往复柱塞式舵机，其原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。三、工作原理 • 控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。
单泵四缸工况——适用于开阔水面正常航行。其最大扭矩等于公称转舵扭矩，转舵时间能满足规范要求。双泵四缸工况——适用于进出港、窄水道航行或其他要求转舵速度较快的场合，转舵速度较单泵四缸工况约提高一倍，而转舵扭矩与上述工况相同。单泵双缸工况——在某缸有故障时采用，这时转舵速度较单泵四缸工作时约提高一倍，转舵扭矩则比四缸工作大约减小一半，故必须用限制舵角（或降低速度）的方法来限制水动力矩，否则工作油压就可能超过最大工作压力而使安全阀开启。
四、基本组成液压舵机是电动液压舵机的一种简称，他基本上由转舵机构、液压系统和操舵控制系统三部分组成是根据液体的不可压缩性及其流量、压力和流向的可控性来实现转舵的 • 1、泵控型液压舵机 • 双向变量油泵设于舵机室，由电动机驱动作单向持续回转，而油泵的流量和吸排方向，则通过与浮动杆的C相连接的控制杆控制，即依靠油泵控制C偏离中位的方向和距离，来决定泵的吸排方向和流量。

液压舵机系统实例.

路油压过高时开启，使油路旁通，以保护管路、设备的安全
辅油泵的作用
辅泵3是齿轮泵，其功用如下： (1)为主油路补油。补油压力由减压阀7 调定为0．8MPa左右。 (2)为主油泵伺服变量机构提供控制油。 (3)冷却主泵。
9-5-2 阀控型舵机液压系统
• 采用定量油泵为主油泵 • 使用电气遥控系统操纵电磁换向阀或电液换向阀，来控制油液流向和转舵方向 • 油路采用
补油、放气和压力保护
补油问题：主泵排出系统在各油缸顶部和油管高处设侧油液难免有外漏。放气阀。以便在初次充油或必要本系统设有辅泵3，经时放气。液压系统可以被隔断的各部分都减压阀7以及单向阀8A、需要分别设安全阀(15A、15B) 8B向低压侧油路补油。安全阀的作用是： (1)在转舵时防止油泵排油侧也可不用辅泵补油，压力超过最大工作压力过多，而只设补油柜，以使以免油泵过载，在吸入侧压力降低时 (2)在停止转舵时，当海浪或其它外力冲击舵叶而导致管进行补油。
图为典型国产泵控型舵机液压系统原理
用斜盘式轴向柱塞变量泵作为主油泵采用直流伺服电机式电气遥控系统和浮动杆追随机构
泵控型舵机液压系统
泵控型舵机液压系统
两台并联主泵，四个柱塞油缸工况选择阀采用两个集成阀块，包括12个单向截止阀 C1～C4 称缸阀，平时常开， O1～O4 称旁通阀，平时常闭 P1一P4称泵阀，平时常开驾驶台随时能启用任一台泵只有当主泵损坏需要修理时才将其一对泵阀关闭
三、哈特拉伯R4V型舵机液压系统
三、哈特拉伯R4V型舵机液压系统
• 在两组油缸之间装有自动安全切换装置
– 必要时自动使一对油缸与主油路隔断，并彼此旁通

舵机转舵机构和遥控系统讲解

十字头式转舵机构的特点：
1）扭矩特性良好，承载能力较大，能可靠地平衡撞杆所受的侧推力，可用于转舵扭矩很大的场合。
2）撞杆和油缸间的密封大都采用V型密封圈。密封圈工作油压越高撑开越大，从而更加贴紧密封面，故密封可靠，磨损后还具有自动补偿能力。此外，密封泄漏时较易发现，更换也较方便。
3）油缸内壁除靠近密封端的一小段外，都不与拉杆接触，故可不经加工或仅作粗略加工。
力矩马达式：舵机遥控系统的控制电路采用了无触点控制，并取消了浮动杆追随结构。（见下图）
二、伺服油缸式舵机遥控系统（属电液式）
伺服油缸式舵机遥控系统：（动画）
泵控型舵机液压系统
单动（非随动）操舵系统：只能控制舵机的起停和转舵方向，当舵转至所需要的舵角时，操舵者必须再次发出停止转舵的信号，才能使舵停转。通常既可设在驾驶台，也可在舵机室操纵，以备应急操舵或检修、调试舵机之用。
随动舵、自动舵和非随动（单动）舵控制框图如下所示：
一、伺服电机式舵机遥控系统
1.直流伺服电机式舵机遥控系统（属电气式，见动画） 2.交流伺服电机式舵机遥控系统（力矩马达式，属电液式）
4）油缸为单作用，必须成对工作，故尺寸、重量较大。而且撞杯中心线通常都按垂直于船舶尾线方向布置，故舵机室也需要较大的宽度。
二、拨叉式转舵机构（动画）
受力分析：与十字头式转舵机构相同。
拨叉式转舵机构特点：侧推力可直接由撞杆本身承受而无需导
板。撞杆轴线至舵杆轴间的距离R0可缩减26%，撞杆的最大行程
图示为AEG型转叶式油缸及密封装置。
回转式转舵机构特点： 1）占地面积小，重量轻，
安装方便； 2）无需外部润滑，管理
简便，且转舵时舵杆不受侧推力，可减轻舵承磨损；

某水下航行器舵机液压伺服控制系统研究

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Keywords:
Underwater Vehicles, Hydraulic steering servo control, AMESim,
DSP
II
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
1.2 水下航行器发展现状
无人水下航行器技术自上个世纪四五十年代开始研发起至今，已经取得了巨大的发展。目前，世界上有十多个国家的四十多个部门正在从事研制各种用途的水下航行器（AUV），在这些国家中，尤以美国、俄罗斯、日本和西欧的一些国家为代表，已经研制出各种性能优异的水下航行器[11~12]。美国是世界上海洋力量最强大的国家[6]，从上世纪 50 年代起，已经开始研制遥控型水下航行器，1966 年利用水下航行器在西班牙海域 863 米深处成功回收了一枚氢弹
1
华中科技大学硕士学位论文
分为：气动舵机、液压舵机、电动舵机。在传统上，气动舵机和液压舵机应用都比较广泛，这些系统结构比较复杂，对加工精度要求较高，一般质量很大，投入成本高、技术难度较大。电动舵机具有重量轻、成本低、可靠性和维护性好等诸多优点，现在国外新发展的水下航行器大多都采用了电动舵机。在我国，由于技术等各方面的原因，液压舵机仍然主导着舵机市场。近年来，由于飞机、导弹、船舶、水下航行器等整体性能的不断提升，对舵机的整体要求也越来越高，促使舵机向着体积更小、重量更轻、承载能力更强、控制性能更优的方向发展[10]。舵机控制系统是操舵系统的核心，它决定着航行器的实时操舵性能。它的动态响应特性、抗干扰能力和精度对舵机工作的稳定性、可靠性和准确性有着很大的影响，也直接决定着航行器的整体性能。

8.2 液压舵机工作原理和组成

油泵额定流量和管路直径相应减小，装置的尺寸和重量就会变小
资料表明
当pmax由10MPa提高到20MPa时
往复式舵机长度大约缩短5％一10％重量约可减轻20％并使工作油液的使用量减少1／2左右
当pmax从20MPa提高到30MPa时
往复式舵机的长度几乎不变重量只减轻6％～9％而工作油液的使用量也仅减少16％～18％
泵控型液压舵机原理图（1）
图8-5
泵控型液压舵机原理图（2）
8-2-1 泵控型液压舵机原理
图示舵机采用往复式转舵机构
由油缸14(固定在机座上)和撞杆9(可在缸中往复运动) 等组成
当油泵按图示吸排方向工作时
泵就会通过油管从右侧油缸吸油排向左侧油缸
撞杆9在油压作用下向右运动 (油液可压缩性极小)
油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵
油泵和系统比较简单，造价相对较低缺点:
换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较
多，经济性差阀控型舵机适用功率范围比泵控型小
泵控型和阀控型舵机
尽管工作原理不尽相同都是由转舵机构、液压系统和操纵系统等组成下面就转舵机构和操纵系统依次加以讨论
偏移位置(使泵在较长时间内保持Qmax), 加快转舵速度储能弹簧的刚度必须适当
若弹簧太软，则可能使B点先于C点而移动，操舵就无法进行如弹簧太强，则大舵角操舵所需操舵力太大，甚至使储能弹簧
不起作用
Cma
x
8-2-2 阀控制液压舵机
用单向定量油泵
其吸排方向不变油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制当换向阀处于中位

液压舵机地操作实验分析报告

实验三液压舵机的操作实验一、实验内容1、液压舵机遥控系统操舵试验与调整。

2. 电子式随动操舵系统操舵实验。

二、实验要求通过实验，熟悉典型液压航机及遥控系统的组成和工作原理，掌握操舵方法。

三、实验设备YD100 －1.6 / 28型液压舵机1套D D1型电子随动操舵仪1台（一）YD100 － 1.6 / 28型液压舵机该舵机由广西梧州华南船舶机械厂制造。

现装于辅机实验室内。

其主要技术数据如下：型号：Y D100－ 1.6／ 2 8公称力矩： 1.6 t m（15.6 KN.M）转舵时间：28 sec最大转角正负35度工作压力：100 kg／cm2 （9.81MPa）安全阀调整压力：110kg／cm2 (10.8MPa)电动机型号：JO2H－12－4（Y80L2一4）电动机功率：0.8 kW电动机转速: 1500 r.p.m．电动机电压。

380 V油泵型号；10 SCYI4一1油泵排量；10 m L／r最大工作压力：320 kg／cm2(31.4MPa)电磁阀型号: 34 E 1M－B10H－T电磁阀流量：40L／min电磁阀最大工作压力：210 kg／cm2（20.59 MPa）溢流阀型号：Y E－B10 C电磁阀流量：40 L／min溢流阀最大工作压力：140 kg／cm2（13.73MPa）注：转舵时间系指单机而言，双机组工作时，转舵速度可提高一倍。

1．转舵机构舵机的转舵机构是采用柱塞式油缸，柱塞的往复运动通过拨叉机构转换为舵柄的转动。

所以，舵机的输出力矩与工作油压的关系为（见图3—1）。

πd2R△PM= Z η4 cos2a式中：Z——油缸对数（Z=1）d——柱塞直径（d=10cm）R——舵杆中线到油缸中心线的垂直距离（R=18cm）△P——油缸压差（△P=P1—P2）η——推舵装置机械效率(η≈0.8)a——舵的转角舵机力矩特性M=f（a）如图3—2所示。

舵机公称力矩系指舵机转动舵杆的最大力矩，即舵的转角为35°时舵机的输出力矩。

船用直驱式电液伺服舵机设计与控制

船用直驱式电液伺服舵机设计与控制樊炯;徐合力;高岚【摘要】直接驱动容积控制技术(DDVC)是交流伺服调速技术和液压传动技术相结合的产物,具有控制灵活和传动功率大的双重优点.本文将直接驱动容积控制技术应用于船舶舵机中,设计了一种直驱式电液伺服舵机,利用AMESim/Simulink联合仿真技术搭建系统模型,针对系统特性设计模糊PID控制器并进行仿真分析,搭建实验台并进行转舵实验,结果表明:应用模糊PID控制算法的系统在响应时间、稳态误差及鲁棒性方面均优于普通PID控制算法,本文所设计的直驱式电液伺服舵机满足实际工程应用需求.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2018(040)009【总页数】6页(P141-146)【关键词】直驱式;电液伺服舵机;联合仿真;模糊PID控制【作者】樊炯;徐合力;高岚【作者单位】武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉430063;武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉 430063;武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室,湖北武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】U665.110 引言直驱式电液伺服舵机是利用直接驱动容积控制技术设计而成的一种新型舵机系统，其最显著的特点是省去了传统阀控和泵控舵机中使用的电液伺服阀和斜盘式柱塞泵，用交流伺服电动机带动双向定量泵做为系统的动力源。

此系统不仅保留了液压传动功率大的优点，又具有了交流伺服电动机控制性能优良的特点[1, 2]。

与传统舵机相比，该系统具有调速性能优越、可靠性高、占地面积小、成本低、效率高等优点[3]。

直驱式电液伺服舵机具有大时滞、外负载复杂多变、存在死区误差等特点，是一个复杂的非线性系统。

在船舶实际航行时，由于船体和螺旋桨尾流的作用，舵叶会受到复杂多变的水动力负载的干扰，且舵机装置工作环境十分恶劣，工作地点随航区不断变化，系统的某些参数具有慢时变的特点，这些原因会使系统出现模型失配现象，导致系统动态特性和控制效果严重下降。

船舶舵机控制

船舶舵机控制章节一：引言船舶舵机是船舶控制系统中的重要组成部分，它通过控制舵轮的姿态，实现船舶的转向操作。

在现代船舶中，舵机通常由液压系统驱动，其控制稳定性对船舶操纵性和安全性具有重要影响。

因此，研究船舶舵机控制是航海技术研发领域的重要方向之一。

章节二：船舶舵机控制系统船舶舵机控制系统主要由液压舵机、舵轮系统、惯性导航单元和舵机控制器等组成。

液压舵机由液压缸和舵机机构组成，通过液压系统的力传递和舵机机构的机械连接，实现舵轮的角度控制。

舵轮系统则是船舶舵机控制系统的输入端，根据舵轮操纵信号，控制液压舵机的运动。

惯性导航单元通过检测船舶的姿态和运动状态，提供给舵机控制器用于反馈调节。

章节三：船舶舵机控制原理船舶舵机控制的基本原理是将舵轮的操纵信号转换为液压舵机的控制信号，使船舶的转向操作更为精准和灵活。

舵机控制器根据舵轮位置的反馈信号和惯性导航单元提供的船舶姿态信息，实时计算并输出液压舵机控制信号，使舵轮按照预定的角度进行控制。

为了提高舵机控制的稳定性，一般采用PID控制算法，调节液压舵机的输出功率和位置。

章节四：船舶舵机控制的应用和发展前景船舶舵机控制技术在航海领域已经取得了重大的应用成果。

例如，船舶自动驾驶系统中的舵机控制模块，可以根据惯性导航单元的信息和舵轮的操纵信号，实现长时间航行的自动转向操作。

此外，船舶舵机控制技术还可以应用于动力船舶、水下机器人等领域，提高船舶的操纵性和安全性。

随着航海技术的不断发展，船舶舵机控制技术还将得到进一步地改进和应用。

通过以上四个章节的论述，对船舶舵机控制技术进行了全面的介绍和分析，彰显了其在航海领域的重要性和应用前景。

这篇论文可作为该领域研究的基础，并为相关研究和应用提供参考。

章节五：船舶舵机控制系统的性能要求船舶舵机控制系统的性能直接关系到船舶的操纵能力和安全性。

因此，对舵机控制系统的性能要求也非常严格。

首先，船舶舵机控制系统需要具备良好的响应速度和动态性能，能够迅速响应操纵信号，并准确控制舵轮的旋转速度和角度。

一种船用舵机水动力负载模拟装置的液压控制系统设计及实现

ＷＥＩＤｏｎｇ，ＬＩＷｅｉ．ｊｉａ，ＺＨＡＮＧＪｉｎ．ｘｉ
（１．华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉４３００７４；３３２９００）
２．中国船舶重工集团公司第７０７研究所九江分部，江西九江
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙ：ＥｕｒｏｐｅａｎＰａｔｅｎｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＥＰ２５１８
ｆｏｒＭｕｌｔｉ — ＡｃｔｕａｔｏｒＰｕｍｐ — ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＳｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄ —
备，用于在实验室条件下模拟舵机所受的外部载荷 … 。舵机在水下所受负载较复杂，有水动力、摩擦
力、惯性力等。用于模拟此类负载的加载系统一般都
具有惯量大、负载流量大、所需出力大的特点。国内对
引言
此类被动加载的问题有过一些研究，例如利用双阀并
收稿日期：２０１２ — １０ — １９基金项目：国家自然科学基金，面向浮游作业的水下机器人
（５０９０９０４６）
船舶舵机负载模拟器是一种地面半实物仿真设
［２６］
Ｈｉｐｐａｌｇａｏｎｋａｒ，Ｒ．，Ｚｉｍｍｅｒｍａｎ，Ｊ．ａｎｄＩｖａｎｔｙｓｙｎｏｖａ，

一种基于ARM的小型渔船液压舵机控制系统的设计

电磁换向阀，由于换向阀多为滑阀，中位机能是
６．电磁换向阀；７．三位四通电磁阀；８．液压锁；９．液压转向器１０、１１．液压缸；ｌ２．推杆平衡板；ｌ３．舵轴；ｌ４．舵角指示器
图１舵机液压控制系统原理图
务ｌｌＩ５似
一
种基于ＡＲＭ的小型渔船液压舵机控制系统的设计
ＡｄｅｓｉｇｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｔｅｅｒｉｎｇｇｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＡＲＭｆｏｒｓｍａｌｌｉｓｈｉｆｎｇｖｅｓｓｅｌ
Ｄｏｉ：１０．３９６￣ｌ／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００９ —０１３４．．２０１３．１１（上）．４１
０引言
目前，北部湾地区５００吨以下的小型渔船有
位四通电磁换向阀加液压锁的模式，很好地解决了以上问题，并且提高了液压系统的稳定性和安
１．２液压系统的原理分析
按照《钢质海船入级与建造规范》中规定，
通过阀芯与阀口的遮盖来实现，滑阀不可避免的会产生泄漏，出现风浪时泄漏会更加严重，导致舵角不能长时间保持。有些系统采用。型中位的三位四通电磁换向阀加液压锁的模式，在液压阀换回中位时，液压锁的控制油口可能存在一定压

【开题报告】船舶舵机控制系统改进设计

开题报告电气工程及其自动化船舶舵机控制系统改进设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义舵机是保持或改变船舶航向，保证船舶安全运行的重要设备，素有“舵机是舰船的生命”之称.目前低速柴油机船舶，均采用电液舵机. 远洋船舶上装备的都是远距离控制自动操舵仪，简称自动舵，几乎全部是电动液压舵机。

电液舵机分为阀控型和泵控型两种，阀控型舵机系统简单，造价低，控制方便，但传统大多采用一般的换向阀，液压冲击较大，可靠性较低.随着自动化技术和液压技术的发展，电液伺服系统以其控制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功率大等优点，在船舶电液舵机系统中应用越来越广泛.计算机仿真技术的发展，使得液压系统的动、静态特性可以通过仿真分析来得到.当舵机损坏或发生故障，船舶将因丧失机动性，而失去控制。

因此，一旦舵机失灵，后果不堪设想。

舵机是保证船舶机动性和生命力的主要设备之一，也是船上最重要的机电设备之一。

舵机由舵和拖动装置组成。

它的工作相当频繁，在进出港口和狭窄水域，每小时接通次数可达300～600 次，在江上航行时可高达1200 次。

工作负荷在偏舵过程中变化很大，有时可能出现过载，甚至出现堵转，因此要求偏舵速度稳而快，与其它辅机电力拖动有所不同，必须保证工作可靠。

近年来，着对航行安全及营运需求的增长，人们对自动舵的要求也日益提高，自动操舵仪的出现及自动化技术的成熟运用为船舶无人驾驶的发展目标奠定了基础。

根据船舶自动舵的发展历史和控制方法的不同，它大致可分为四个发展阶段，即机械舵、PID 舵、自适应舵和智能舵，其中智能舵为目前最先进的自动舵，它分为专家系统、模糊舵和神经网络舵等。

不管怎样，就整个船舶而言，各种设备系统很多，航行过程复杂，智能化程度不一，如果把他们统一到一种算法中进行系统设计，难度很大，适应力不强。

因此如何对船舶各种设备的控制进行协调，达到共同的控制目标，成为船舶航行运动控制中的首要问题。

正是基于这，对船舶舵机进行深入研究，并谈谈自己的看法。

液压控制系统

液压控制系统：技术原理与应用实践液压控制系统，作为现代工业领域的关键技术之一，以其强大的动力传输和精确的控制性能，广泛应用于各种机械设备和工业生产过程中。

本文旨在剖析液压控制系统的技术原理，并结合实际应用场景，探讨其广泛用途及操作要点。

一、技术原理1. 基本概念液压控制系统，顾名思义，是利用液体作为传递介质，通过控制阀门、泵、缸等元件，实现能量传递和动作控制的系统。

其主要组成部分包括液压泵、液压缸、液压马达、控制阀、油箱、管路等。

2. 工作原理液压控制系统的工作原理基于帕斯卡原理，即在密闭容器内，液体受到的压力会均匀传递到容器各个方向。

当系统中的一个小面积活塞受到力的作用时，会在液体中产生压力，这个压力会传递到大面积的活塞上，从而实现力的放大和传递。

3. 控制方式（1）方向控制：通过控制换向阀，改变液体流动方向，从而实现液压缸或液压马达的正反转。

（2）压力控制：通过调节溢流阀、减压阀等元件，实现对系统压力的调节，保证系统稳定运行。

（3）流量控制：通过调节流量控制阀，改变液体流量，实现液压缸或液压马达的运动速度控制。

二、应用实践1. 工程机械液压控制系统在工程机械领域具有广泛的应用，如挖掘机、装载机、起重机等。

通过精确控制，实现机械设备的各种动作，提高作业效率。

2. 交通运输在交通运输领域，液压控制系统应用于汽车刹车系统、转向系统等，保障行车安全。

3. 冶金行业液压控制系统在冶金行业中，用于轧机、液压锻造机等设备，实现金属材料的加工成型。

4. 船舶工程在船舶工程中，液压控制系统应用于船舶的舵机、锚机等设备，保证船舶的航行安全。

5. 航空航天在航空航天领域，液压控制系统用于飞行器的起落架、襟翼等部位，实现飞行器的精确控制。

三、系统优势与挑战1. 优势（1）动力强大：液压系统能够实现大功率的输出，适用于需要大力量驱动的设备。

（2）精度高：通过精细的控制系统，可以实现高精度的运动控制，满足复杂作业需求。

电液自动操舵系统串级PDF控制设计方法

不管哪一种现代控制方法，为了提高控制系统的控制性能，都必须对控制系统中被控对象和所处环境的变化产生灵活快速的反映，就都离不开各种不同层次的反馈作用，舶航向控制也不能例外。因这船此，反馈控制是自动控制的最基本原理。反馈控制中控制器的任务是将被控变量与参考输入进行比较，
式中－ｄ称为电液伺服舵机的等效惯性矩，ｄ称为电液伺服舵机的等效阻尼系数。，，ｎＢｎ船舶动态特性可根据水平面内操纵运动方程式、动力和力矩的线性表达式等分析得到，操舵角水其
Ｇ＝ｚ㈥＝志
主要有两种，一种是ＰＩＰｏｏｉａＩｅｒｉｉｔｅ控制的常规自动舵，Ｉｒｒｎｌｎｇｔｎ￣ｖｉ）Ｘｐｔｔａｏｌａｖｏ另一种是具有自适应控制功能的自适应舵，目前船舶自但动舵仍以ＰＤ控制为主…。但船舶在航行过程中，Ｉ一方面其本身动态特性随船速、装载等情况发生变化；另一方面其所处的环境和海况瞬息万变，Ｉ自动舵往往转舵角和偏航角比ＰＤ较大，向控制和保持性能无法满足很高的要求。本文将采用伪微分反馈控制理论，航讨论一种控制性能优良，控制算法简单，工程实施容易的电液伺服自动操舵系统的设计方法。
２００２年０８月
华东船舶工业学院学报（自然科学版）ＪｕｎｌｏａｔＣｉａＳｉｕｄｇＩｓｉｔ（ａｕａＳｉｃｄｔｎｏｒａｆＥｓｈｎｈｐｉｉｎｔｕｅＮｔｒｌｃｎｅｉｏ）ｂｌｎｔｅＥｉ

液压舵机的工作原理和基本组成

第二节液压舵机的工作原理和基本组成
一、泵控型液压舵机
储能弹簧的功能：
1.完成一次性操大舵，使ＣＣ‘在最大位置时间长，加快转舵速度； 2.避免控制点机件损坏。
武汉理工大学轮机工程系
wangke
第二节液压舵机的工作原理和基本组成
一、泵控型液压舵机
B
B
2.五点式（带副杠杆式）
有位移放大作用，操小
B' 2 B
B B'
wangke
A 1 A'
第二节液压舵机的工作原理和基本组成
一、泵控型液压舵机
C
C'
三点式杠杆特点：
ＡＡ‘一次性位移不能太大，受ＣＣ’最大可位移量确定，否则会损坏控制处的机件。（用储能弹簧克服该缺点）
B' 2 B
A' 1 A
C'
C
武汉理工大学轮机工程系
B 2 B'
wangke
第二节液压舵机的工作原理和基本组成
武汉理工大学轮机工程系
wangke
第二节液压舵机的工作原理和基本组成
基本组成：1.远操机构（转递操舵信号）
2.舵机
（提供转舵动力）
3.转舵机构（对舵柱产生转舵力矩）
4.舵叶
（产生转船力矩）
分类：1.按远操机构分 2.按舵机能源分 3.按转舵机构分
机械、电力、液压人力、气动、电动、液压往复、转叶
武汉理工大学轮机工程系
wangke
液压舵机组成框图
变向泵式
发
受
送
动
器
器
远操机构
变向变量泵转舵机构来自舵叶反馈机构