液压伺服控制3章.pptVIP

WUST 第三章 液压动力元件 3.1 四通阀控制液压缸 3.2 四通阀控制液压马达 3.3 三通阀控制液压缸 3.4 泵控液压马达 3.5 液压动力元件与负载的匹配 第三章 液压动力元件 3.1 四通阀控制液压缸 3.2 四通阀控液压马达 3.3 三通阀控制液压缸 3.4 泵控液压马达 3.5 液压动力元件与负载的匹配 第三章 液压动力元件 3.1 四通阀控制液压缸 3.2 四通阀控液压马达 3.3 三通阀控制液压缸 3.4 泵控液压马达 3.5 液压动力元件与负载的匹配 第三章 液压动力元件 3.1 四通阀控制液压缸 3.2 四通阀控液压马达 3.3 三通阀控制液压缸 3.4 泵控液压马达 3.5 液压动力元件与负载的匹配 小 结 3.1 四通阀控制液压缸 三大基本方程、传递函数及其简化（k=0？）、频率响应分析（k=0？）、液压固有频率、液压阻尼比、速度放大系数、动态位置和速度刚度 3.2 四通阀控液压马达 （比较记忆） 3.3 三通阀控制液压缸（比较记忆） 3.4 泵控液压马达 （比较记忆） 3.5 液压动力元件与负载的匹配 典型负载、等效负载计算、负载匹配 阀控液压马达，弹簧负载很少见，即G = 0，另外由于： 所以： 通常负载粘性阻尼系数Bm很小，所以： 三通阀控制液压缸常用作机液伺服系统的动力元件，如仿形机床和力操纵系统中 3.3 三通阀控制液压缸 pc Xv 三通阀控缸的结构原理图 A QL ps ps FL xp Bp比阻尼系数Ah2/Kce小得多，即： 当负载刚度k=0时，则： 三通阀控缸和四通阀控缸传递函数的形式一样，但前者液压固有频率?h和阻尼比?h（Bp=0）均是后者的 原因是：只有一个控制腔，只形成一个液压弹簧 因此，四通阀控缸的动态响应要好得多。 本章介绍 3.4 泵控液压马达 ?p ?m 一、基本方程 变量泵的流量方程为： V0 ——一个腔室的总容积 变量泵的排量为： 其增量方程的拉氏变换为： 液压马达高压腔的流量连续性方程为： 其增量方程的拉氏变换为： 液压马达和负载的力矩平衡方程为： 其增量方程的拉氏变换为： 1）液压固有频率较低 只有一个控制管道，1/√2 液压泵的工作腔容积大 2）阻尼比较小，但较恒定。 CtKce，总是欠阻尼，但基本恒定。 设置旁路泄漏通道或内部压力反馈以获得满意的阻尼比 3）增益Kqp/Dm和静态速度刚度Dm2/Ct比较恒定。 4）动态刚度不好，但静态刚度很好（Ct较小） 三、泵控液压马达与阀控液压马达的比较 本章介绍 负载匹配是指液压动力元件的输出特性与负载特性之间的配合 3.5 液压动力元件与负载的匹配 一、负载特性 负载：液压执行元件运动时所遇到的各种阻力（或阻力矩） 惯性负载、弹性负载、粘性阻尼负载、摩擦负载、重力负载等 负载特性：负载力与负载速度之间的关系 负载特性与负载类型和负载的运动规律有关 负载轨迹：以负载力为横坐标，负载速度为纵坐标所画出的曲 线 （一）、惯性负载特性 惯性负载力可表示为： 设惯性负载的位移为正弦运动，即： 则负载轨迹方程为： 将其联立可得： 最大负载速度与?成正比： 最大负载力与?2成正比： 因此，?增加时正椭圆的横轴比纵轴增加快 因惯性力随速度增大而减小，因此负载轨迹点沿逆时针旋转 （四）、摩擦负载特性 静摩擦力 + 动摩擦力 = 干摩擦力 若 静摩擦力 ≈ 动摩擦力，则此时的干摩擦力称为库仑摩擦力。 静摩擦负载轨迹 动摩擦负载轨迹 （五）、合成负载特性 惯性、粘性、弹性负载合成 轨迹方程为： 负载轨迹随频率增加而加大，设计时应考虑最大工作频率时的负载轨迹（有外干扰和不是正弦运动时，很复杂）。 最有用的工况点：最大功率、最大速度、最大负载力 二、等效负载的计算 假设： 1）齿轮是绝对刚性的 2）齿轮的惯量和游隙为零 则： 结论： 将惯量、粘性阻尼系数、刚度折算到转数高的轴时，需除以i2即可，相反时，则只需乘以i2即可。 三、液压动力元件的输出特性 是指：在稳态情况下，执行元件的输出速度、输出力与阀的输入位移三者之间的关系。 1）提高供油压力Ps，使整个抛物线