液压与气压传动第4版含1CD习题答案作者左健民主编第8章 伺服控制系统和电液比例控制技术课件.pptVIP

液压与气压传动(第4版) 第八章? 伺服控制系统和电液比例控制技术 伺服系统 又称为随动系统或跟踪系统，是一种自动控制系统。在这种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律动作。液压与气压伺服系统是由液压元件或气压元件组成的伺服系统。 在液压进口节流阀式节流调速回路中，调定节流阀的开口量后，液压缸就以某一调定速度运动。通过前述章节分析可知，当负载、油温等参数发生变化时，这种回路将无法保证原有的运动速度，因而其速度精度较低且不能满足精确地连续无级调速要求。 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。 上述速度伺服控制系统的职能方框图中一个方框表示一个元件，方框中的文字表明该元件的职能。带有箭头的线段表示元件之间的相互作用，即系统中信号的传递方向。职能方框图明确地表示了系统的组成元件、各元件的职能以及系统中各元件的相互关系。因此，职能方框图是用来表示自动控制系统工作过程的。 ??? 由职能方框图可以看出，上述速度伺服控制系统是由输入元件、比较元件、放大及转换元件、执行元件、反馈元件和控制对象组成的。 § 8.1? 液压伺服控制 液压伺服控制是液压伺服阀为核心的高精度控制系统。液压伺服阀是一种通过改变输入信号，连续﹑成比例地控制流量和压力进行控制的。根据输入信号的方式不同分为：电液伺服阀和机液伺服阀。 一﹑电液伺服阀 电液伺服阀是电液伺服系统中的放大元件，它把输入的小功率电流信号，转换并放大成液压功率（负载压力和负载流量）输出，实现执行元件的位移﹑速度﹑加速度及力控制。它是电液伺服系统的核心元件，其性能对整个系统的特性有很大影响。 1.电液伺服阀的组成 电液伺服阀通常由电气—机械转换装置﹑液压放大器和反馈机构三部分组成。 电气—机械转换装置用来将输入的电信号转换为转角或直线位移输出，输出转角的装置称为力矩马达，直线位移的装置称为力马达。 液压放大器接受小功率的电气—机械转换装置输入的转角或直线位移信号，对大功率的压力油进行调节和分配，实现控制功率的转换和放大。 反馈和平衡机构是电液伺服阀输出的流量或压力获得与输入电信号成比例的特性。 2.电液伺服阀的工作原理 我们可以近似的将右图看作是电液伺服控制阀，其挡板为电磁控制。 当无电信号输入时，挡板处于中位，Ps为输入的压力油，P1和P2为左右两喷嘴压力，此时P1=P2，液压缸无位移，当有电信号输入，激励左边电磁铁产生磁场，挡板向左偏移，左边喷嘴间隙减小，右边间隙增大，即P1P2，液压缸向右运动，当挡板向右偏转时，右边喷嘴间隙减小，即P1P2，液压缸向左运动。 3.液压放大器的结构形式 电液伺服阀的液压放大器常用的形式有滑阀﹑射流管和喷嘴挡板 射流管阀 射流管阀工作原理： ??? 射流管阀由射流管1和接收板2组成。射流管可绕O轴左右摆动一个不大的角度，接收板上有两个并列的接收孔a、b，它们分别与液压缸两腔相通。压力油从管道进入射流管后从锥形喷嘴射出，经接收孔进入液压缸两腔。当射流管处于两接收孔的中间位置时，两接收孔内油液的压力相等，液压缸不动。当输入信号使射流管绕O轴向左摆动一小角度时，进入孔b的油液压力就比进入孔a的油液压力大， 液压缸向左移动。由于接收板和缸体连结在一起，接收板也向左移动，形成负反馈，当射流管又处于两接受孔中间位置时，液压缸停止运动。 射流管阀的优点是结构简单、动作灵敏、工作可靠。它的缺点是射流管运动部件惯性较大、工作性能较差；射流能量损耗大、效率较低；供油压力过高时易引起振动。这种控制只适用于低压小功率场合。 喷嘴挡板阀 喷嘴挡板阀工作原理： ??? 主要由挡板1、喷嘴2和3、固定节流小孔4和5等元件组成。挡板和两个喷嘴之间形成两个可变的节流缝隙δ1和δ2 。当挡板处于中间位置时，两缝隙所形成的节流阻力相等，两喷嘴腔内的油液压力相等，即p1 = p2 ，液压缸不动。压力油经孔道4和5、缝隙δ1 和δ2 流回油箱。当输入信号使挡板向左偏摆时，可变缝隙δ1 关小，δ2 开大，p1 上升，p2 下降，液压缸缸体向左移动。因负反馈作用，当喷嘴跟随缸体移动到挡板两边对称位置时，液压缸停止运动。 喷嘴挡板阀的优点是结构简单、加工方便、运动部件惯性小、反应快、精度和灵敏度高；缺点是能量损耗大、抗污染能力差。喷嘴挡板阀常用作多级放大伺服控制元件中的前置级。 § 8.2﹑电液比例控制 一﹑电液比例控制阀 电液比例控制是介入普通液压阀的开关式控制和电