液压控制系统(王春行编)课后题答案.doc

液压控制系统(王春行编)课后题答案

第二章

思考题

1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？

答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。

2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？

答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。

实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。

4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？

答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为，阀位移时，阀的负载流量为的位置。

零位工作点的条件是。

5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？

答：流量增益，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。

有几种基本组成类型？

答：液压动力元件（或称为液压动力机构）是由液压放大元件（液压控制元件）和液压执行元件组成的。控制方式可以是液压控制阀，也可以是伺服变量泵。有四种基本形式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。

何谓液压弹簧刚度？为什么要把液压弹簧刚度理解为动态刚度？

答：液压弹簧刚度，它是液压缸两腔完全封闭由于液体的压缩性所形成的液压弹簧的刚度。因为液压弹簧刚度是在液压缸两腔完全封闭的情况下推导出来的，实际上由于阀的开度和液压缸的泄露的影响，液压缸不可能完全封闭，因此在稳态下这个弹簧刚度是不存在的。但在动态时，在一定的频率范围内泄露来不及起作用，相当于一种封闭状态，因此液压弹簧刚度应理解为动态刚度。

习题

1、有一阀控液压马达系统，已知：液压马达排量为，马达容积效率为95%，额定流量为，额定压力，高低压腔总容积。拖动纯惯性负载，负载转动惯量为，阀的流量增益，流量-压力系数，液体等效体积弹性模量。试求出以阀芯位移为输入，液压马达转角为输出的传递函数。

解：由阀控液压马达的三个基本方程

可得

马达的容积效率且

得

代入数据得

2、阀控液压缸系统，液压缸面积，活塞行程L=0.6m，阀至液压缸的连接管路长度l=1m，管路截面积，负载质量，阀的流量-压力系数。求液压固有频率和液压阻尼比。计算时，取，。

解：总压缩体积

管道中油液的等效质量

液压缸两腔的油液质量

则折算到活塞上的总质量

所以液压固有频率

液压阻尼比

4、有一四边滑阀控制的双作用液压缸，直接拖动负载作简谐运动。已知：供油压力，负载质量，负载位移规律为，负载移动的最大振幅，角频率。试根据最佳负载匹配求液压缸面积和四边阀的最大开面积。计算时，取，。

解：负载速度

负载力

功率

则在时，负载功率最大

最大功率点的负载力

最大功率点的负载速度

故液压缸面积

由于最大空载流量

可求得四边阀的最大开面积

第四章

思考题

什么是机液伺服系统？机液伺服系统有什么优缺点？

答：由机械反馈装置和液压动力元件所组成的反馈控制系统称为机械液压伺服系统。机液伺服系统结构简单、工作可靠、容易维护。

为什么机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所定？

答：为了使系统稳定，，穿越频率稍大于开环放大系数而系统的频宽又稍大于，即开环放大系数越大，系统的响应速度越快，系统的控制精度也越高，而取决于，所以说机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所定。

为什么在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要？

答：开环放大系数越大，系统的响应速度越快，系统的控制精度也越高，而取决于，在单位反馈系统中，仅由和所确定，而主要由负载的要求确定的，因此主要取决于，所以在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要。

5、低阻尼对液压伺服系统的动态特性有什么影响？如何提高系统的阻尼？这些方法各有什么优缺点？

答：低阻尼是影响系统的稳定性和限制系统频宽的主要因素之一。提高系统的阻尼的方法有以下几种：

1）设置旁路泄露通道。在液压缸两个工作腔之间设置旁路通道增加泄露系数。缺点是增大了功率损失，降低了系统的总压力增益和系统的刚度，增加外负载力引起的误差。另外，系统性能受温度变化的影响较大。

2）采用正开口阀，正开口阀的值大，可以增加阻尼，但也要使系统刚度降低，而且零位泄漏量引起的功率损失比第一种办法还要大。另外正开口阀还要带来非线性流量增益、稳态液动力变化等问题。

3）增加负载的粘性阻尼。需要另外设置阻尼器，增加了结构的复杂性。

4）在液压缸两腔之间连接一个机-液瞬态压力反馈网络，或采用压力反馈或动压反馈伺服阀。

6、考虑结构刚度的影响时，如何从物理意义上理解综合刚度？

答：结构感度与负载质量构成一个结构谐振系统，而结构谐振与液压谐振相互耦合，又形成一个液压-机械综合谐振系统