液压伺服与比例控制系统 课件 3.1阀控缸动力组件(3.1.1~3.1.3).pptx

电液伺服与比例控制系统四通阀控液压缸传递函数

基本结构形式图3-1四通阀控制液压缸原理图

一、基本方程

基本方程一滑阀的流量方程1考虑泄漏及压缩性，定义负载流量：液压缸流量连续性方程2管路损失、管道效应忽略，压力均布，油温及体积弹性模量为常数，层流流动。进油腔流量：回油腔流量：

基本方程一请注意结合式中的系数含义理解公式第一项推动活塞运动所需流量，第二项活塞泄漏，第三项活塞杆外泄漏，第四项油液压缩和腔体形变所需流量。液压缸工作腔的容积：综合以上各式，得液压缸流量连续性方程：

基本方程一根据：同时：则液压缸流量连续性方程简化为：液压缸在中位时，油液压缩性影响最大，动力元件固有频率最低，阻尼比最小，最不稳定。

液压缸和负载的力平衡方程3惯性力弹性力粘性阻尼力任意外负载力

二、方框图与传递函数

方框图与传递函数二根据阀控液压缸的基本方程进行拉氏变换得：根据阀控液压缸的拉氏变换方程式绘出系统方框图。

图3-2阀控液压缸的方框图

由方框图求得液压缸输出位移传递函数：式中，分子的第一项是液压缸活塞的空载速度。第二项是外负载力作用引起的速度降低。其分母特征多项式各项意义如下：第一项：是惯性力变化引起的压缩流量所产生的活塞速度；第二项：是惯性力引起的泄漏流量所产生的活塞速度；

第三项：是粘性力变化引起的压缩流量产生的活塞速度；第四项：活塞运动速度；第五项：是粘性力引起的泄漏流量所产生的活塞速度；第六项：是弹性力变化引起的压缩流量所产生的活塞速度；第七项：是弹性力引起的泄漏流量所产生的活塞速度。

三、传递函数简化

传递函数简化三无弹性负载：K=0,Bp趋近于01或固有频率与有效体积弹性模量、液压缸有效面积、运动部分等效质量、可压缩油液的体积有关，与负载力无关。

传递函数简化三稳态情况下活塞的空载速度：?外负载力造成的速度降低：?

有弹性负载2简化为：液压弹簧刚度：

有弹性负载2若满足如下条件：三阶特征方程可近似分解成一阶和二阶两个因子：式中：综合固有频率与液压固有频率、负载弹性刚度、液压弹簧刚度有关，与负载力无关。

标准传递函数形式：时,进一步简化为：12弹性负载使积分环节变成惯性环节随着负载弹簧刚度减小，转折频率将变低，惯性环节接近积分环节

其它简化形式3（1）考虑负载质量mt时（2）考虑负载刚度K和时（3）K=0,mt=0,Bp=0时

电液伺服与比例控制系统本次课结束，谢谢大家！艾超教授