液压伺服控制.ppt

*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：第32页,共52页，星期六，2024年，5月*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pcXv三通阀控缸的结构原理图AQLpspsFLxp第33页,共52页，星期六，2024年，5月*第34页,共52页，星期六，2024年，5月*Bp比阻尼系数Ah2/Kce小得多，即：第35页,共52页，星期六，2024年，5月*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。第36页,共52页，星期六，2024年，5月*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本章介绍第37页,共52页，星期六，2024年，5月*3.4泵控液压马达?p?m第38页,共52页，星期六，2024年，5月*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：第39页,共52页，星期六，2024年，5月*第40页,共52页，星期六，2024年，5月*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第41页,共52页，星期六，2024年，5月*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本章介绍第42页,共52页，星期六，2024年，5月*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第43页,共52页，星期六，2024年，5月*（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第44页,共52页，星期六，2024年，5月*（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第45页,共52页，星期六，2024年，5月*（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、最大负载力第46页,共52页，星期六，2024年，5月*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。第47页,共52页，星期六，2024年，5月*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，使整个抛物线右移，输出功率增大2）增大阀的最大开口面积Wxvmax，使抛物线变宽，但顶点不动