7.测控系统与机电一体7.测控系统与机电一体化.doc

在职研究生课程论文（作业）封面 （2014 级） 课 程 名 称：测控系统与机电一体化 课 程 编 号：__________________ 学 生 姓 名： 张继红 学 号： 201408176 年 级： 农业推广硕士 任 课 教 师: 刘立意 提 交 日 期： 2016 年 8 月 25 日 成 绩：__________________ 教 师 签 字：__________________ 评 阅 日 期： 年 月 日 东北农业大学研究生院制 电液伺服阀的研究现状 张继红 摘　要：液压技术主要是由于武器装备对高质量控制装置的需要而发展起来的。随着控制理论的出现和控制系统的发展，液压技术与待腻子技术的结合日趋完善，从而产生了广泛应用于武器装备的高质量电液控制系统。同时，液压技术也广泛地应用于许多工业部门。在这个发展过程中，控制装置的需要反过来迫使液压元器件、液压控制系统不断更新，不断发展提高。本文结合课堂所学，简要讲述液压技术的发展和应用。 关键词：电液伺服阀；研究现状 电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。 1 近代液压伺服系统概述 液压伺服控制系统的经典控制理论50年代初由美国麻省理工学院开始研究 , 到60年代初构成了其基本类型。经典控制理论采用基于工作点附近的增量线性化模型来对系统进行分析与综合,设计过程主要在域中进行,控制器的形式主要为迟后、超前网络和PID控制等。 目前,液压伺服系统的经典控制理论已经成熟。对于一些频宽不太高（50Hz以下）、参数变化和外干 扰不太大的液压伺服系统,采用经典方法进行设技已经能够满足工程需要 。 近年来,随着机械工作精度、响应速度和自动化程的提高,对液压控制技术提出了越来越高的要求,液压控制技术也从传统的机械、操纵和助力装置等应用场合开始向航空航天、海底作业和车辆与工程机械等领域（如模拟加载装置、发动机然料进给控制与转速控制、车辆主 动悬挂装置、车轮防抱死制动系统和机器人电液伺服系统等）扩展。在这种情况下,仅采用液压控制技术已难以满足上述应用场合提出的要求,机、电、液一体化技术正是在这种背景下产生的。70年代末至80年代初逐渐完善和普及的计算机控制技术和集成传感技术为电子 技术和液压技术的结合奠定了基础。计算机控制在液压控制系统中的应用大大地提高了控制精度和工作可靠性,使得以往难于用模拟控制实现的复杂控制策略的实现成为可能。为了便于 使微机和电液控制系统进行接口,近年来除继续采用传统的电液伺服阀和比例阀作为电液转换与放大元件外,80年代初还出现了采用高速开关阀和步进电机拖动的数字阀的脉宽调制（PWM）型电液伺服系统和数字增量控制（IDC）型电液伺服系统。上述电液伺服系统与在传统的业场合中应用的电液伺服系统相比具有明显的不同处，主要表现在：（1）环境和任务复杂,普遍存在较大程度的参数变化和外负载干扰（有时甚至还存在多对象间的交叉干扰）；（2）电液转换元件不同 ,采了各种型式的数字阀,省去了D/A转换装置；（3）控制方法变为以近代控制方法、智能控制方法和鲁棒控制方法为主,控制器由以模拟实现为主变为以 数字控制和微机控制实现为主。凡是具备上述特征之一的电液服系统称为近代电液伺服系统 。 王占林和刘长年在国内最早涉及了近代电液伺服系统的有关研究工作,系统地研究了基于二次型最佳指标的线性最优控制理论在电液伺服系统中的应用,出了液压伺服系统的优化设计理论。随后, 林建亚和丁崇生针对液压伺服系统的特点,研究了模型跟随自适应控制在 机器人电液伺服系统和试验机液压伺服系统中的应用。李从心在液压控制领域最早开展了模糊控制方法的应用研究,王孙安等结合大功率液压马达转速控制系统的研究进一步推动了 在液压服系统中的应用。近代电液伺服系统中, 非线性 、参数变化、外负载干扰和交叉干扰对系统控制性能的影响至关重要。开展对近代甩液伺服系统的非线性控制的研究, 对推 广近代电液伺服系统的应用和建立近代电液伺服系统的设计理论与控制方法的完整体系，具有重要的指导意义。 2 国内外的现状 2.1市场情况 目前，国内生产伺服阀的厂家主要有：航空工业总公司第六O九研究所、航空工业总公司第六一八研究所、航空工业总公司秦峰机床厂、北京机床研究所、中国运载火箭技术研究院第十八研究所、上海航天控制工程研究所及中国船舶重工集团公司第七O四研究所。国外生产伺服阀的厂家主要有：美国