最新电液比例控制技术A卷+标准答案

注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分，若考生须在试题图上作解答，请另附该试题图。3、请在试卷类型、考试方式后打勾注明。（第1页）试题2012年~2013年第2学期课程名称：电液比例控制技术专业年级：机电2010级考生学号：考生姓名：试卷类型：A卷□√B卷□考试方式:开卷□闭卷□√……………………………………………………………………………………………………………………一、选择填空题（每题2分，共20分）（抄题目回答，不抄题目不给分）1下列选项中不是比例电磁铁的特点的是（C）。A感性负载大B电流大C电阻大D驱动力大2比例放大器能接受控制源的标准电压或电流控制信号，以下不是常用标准信号的是（C）。A0～±10VB0～20mAC0～±24VD4～20mA3当比例溢流阀工作在阀口常开状态时，其所起的作用为（C）。A安全阀B背压阀C稳压D卸荷4以下哪种类型的比例电磁铁不需用颤振信号来减小滞环。（C）A力控制型比例电磁铁B行程控制型比例电磁铁C位置调节型比例电磁铁D以上三种均可5（C）具有很高的定位精度，刚度大，抗干扰能力强。A力控制型比例电磁铁B行程控制型比例电磁铁C位置调节型比例电磁铁D耐高压双向极化式比例电磁铁6为了减小比例电磁铁的滞环，通常在控制信号中叠加一定频率的交流信号作为颤振信号。颤振信号的频率要（B）比例阀的最大频宽。A远小于B远大于C近似于D不确定7以下哪个选项不是先导式三通比例减压阀的结构特点。（A）A主阀采用减压阀体的结构B主阀口常开C配置先导流量稳定器D配置位置调节型比例电磁铁8消除比例阀死区的快跳电路属于以下哪种电路。（B）A稳压电源电路B信号发生电路C信号处理电路D功率放大电路9以下哪个选项不是比例排量控制泵的反馈方式。（B）A位移直接反馈B流量—压差反馈C位移—力反馈D位移—电反馈10以下哪种途径不能将节流型流量控制阀转变为调速型流量控制阀。（C）A压差补偿B压力适应C节流控制D流量反馈二、判断题（每题2分，共20分）（抄题目回答，不抄题目不给分）1比例阀颤振信号的波形一般采用正弦波或三角波，也可采用矩形波。（√）2液流通过三通比例减压阀口时，其出口压力由比例减压阀调定，且与负载无关。（×）3双通路开环比例放大器工作时，两个比例电磁铁同时起控制作用。（×）4比例减压阀的进口为恒流源，比例溢流阀的进口为恒压源。（×）5为克服比例电磁铁线圈电感反电动势对频宽的影响，比例放大器中通常采用带深度电流负反馈的恒流源作为功率放大级。（√）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分，若考生须在试题图上作解答，请另附该试题图。3、请在试卷类型、考试方式后打勾注明。（第2页）6当采用二级比例方向阀时，如果进油口的压力波动较大，先导阀应采用内控式。（×）7二通比例调速阀既可构成进油调速回路，也可构成旁路或回油调速回路，三通比例调速阀只能并联于泵的出口。（√）8比例节流阀是通过改变阀口开度来改变通过流量的大小，其流量大小受负载影响不大。（×）9三通比例流量阀采用定差溢流阀与比例节流阀串联的工作原理。（×）10排量控制泵中，变量缸位移与指令信号采用直接位置反馈时，控制阀芯的最大行程不小于变量缸活塞的最大位移。（√）三、计算题（35分）1（10分）现有一比例方向阀，额定流量为100L/min(阀压降为1MPa)，给定信号范围为0～±10V，阀死区为20%，假定输出流量与输入电信号为线性关系，且10V对应给定信号100%，试确定：（1）画出该比例方向阀的控制特性曲线；（2分）（2）给定信号为1.5V时，输出流量约为多少？（4分）（3）给定信号为8V时，输出流量约为多少？（4分）解：（1）控制特性曲线见图3:给定值(%)100（L/min）20100-20-100-20-100图3控制特性曲线（2分）（2）阀的死区电压V0=10×20%=2V大于当给定信号1.5V，故输出流量等于0。（4分）（3）当给定信号为8V时，设其输出流量为q，则有100q2-102-8，min/75qL（4分）2（25分）有一液压系统如图1所示，已知液压缸活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=63mm，比例节流阀单个阀口的额定流量为120L/min(阀压降为1MPa)，其死区为25%，给定信号范围为0～10V，假定输出流量与给定电信号为线性关系且10V对应给定值100%。工艺要求液压缸以V1=0.2m/s匀速向右运动，假定阀的工作压降为1MPa，试确定：（1）比例阀的给定信号是多少？（10分）（2）要求液压缸退回时最大速度为0.6m/s，试分析下图所示系统是否能满足要求。若不能，在不更换比例流量阀的情况下应进行如何改进？画出改进后系统原理图。（10分）（3）若液压缸负载质量m=20吨，活塞启动压力为0P=2MPa，负载与导轨之间的摩擦系数3.0，比例溢流阀的输出压力范围为1～20MPa，给定信号为0～10V，阀死区为10%，假定输出压力与给定电信号为线性关系且10V对应给定值100%。分别求出液压缸向右运动（忽略流动过程的压力损失）和碰注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分，若考生须在试题图上作解答，请另附该试题图。3、请在试卷类型、考试方式后打勾注明。（第3页）到挡板后且要求保压压力为10MPa时比例溢流阀的给定信号是多少？（5分）PTABm图1解：（1）根据已知条件可得：液压缸无杆腔有效面积：23232m1085.7)10100(44DAK（2分）环形腔有效面积：232222m108.4063.0-1.04d(4）（）DAR（2分）液压缸向右运动时所需流量：min/2.9460101085.72.0vq3311vLAK（2分）反比例节流阀的死区电压为V5.2%2510u0（1分）设给定信号为1u，因为阀的额定压降与阀的工作压降相等，故得1202.945.2-10u-101，解得：V1.4u1（3分）即给定信号为4.1V或给定值为41%（2）当液压缸退回时速度为0.6m/s所需流量：min/8.1726010108.46.0vq332V2LAR（1分）所需流量大于比例节流阀单个阀口的额定流量，故现有系统不能满足要求；（1分）改进方法：将比例节流阀P—B和A—T的两个节流口同时并联使用，当比例节流阀的输入信号一定时，通过2个阀口的流量是通过1个阀口流量的两倍。（4分）改进后系统原理图如图4：注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分，若考生须在试题图上作解答，请另附该试题图。3、请在试卷类型、考试方式后打勾注明。（第4页）图4（4分）（3）液压缸向右运动时，活塞与缸之间的摩擦力000N0610000020.3mg1F无杆腔的压力：a64.71085.76000031MPAFPKL溢流阀的调定压力PPPPL0=MPa64.0112647.（1分）死区电压1%1010'u1V设此时比例溢流阀的给定信号为2u，则有：1-201-10.641-101-u2，解得：V75.5u2即当液压缸向右运动时给定信号为5.57V（或给定值为55.7%）（2分）当活塞杆碰到挡板且保压压力为10MPa时，设此时给定信号为3u则有：，1-201-101-101-u3解得：V26.5u3即当液压缸保压时给定信号为5.26V（或给定值为52.6%）（2分）四、综合应用题（25分）有一垂直放置的液压缸如图2所示，活塞直径D=200mm，活塞杆直径d=100mm，负载质量m=12吨，要求液压缸可在任意位置停留，且液压缸活塞匀速上升和下降，其速度分别为s/m4.021VV（要求采用进口压力补偿器使压差△P恒定为3MPa），试确定：（1）设计该液压系统原理图（要求：含液压动力源）；（10分）（2）比例方向阀的额定流量(对应阀压降1MPa)至少应达到多大？（12分）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分，若考生须在试题图上作解答，请另附该试题图。3、请在试卷类型、考试方式后打勾注明。（第5页）（3）估算液压动力源的压力为多少？（3分）m图2解：（1）该系统原理图如下：（评分标准：平衡阀、比例方向阀、压力补偿器每错一个扣1分，其余元件符号每错一个扣0.5分，系统连线错误酌情扣分。）图5（10分）（2）根据已知条件可得：无杆腔面积22232m1014.3)10200(44DAK（1分）环形腔面积222222m1036.21.0-2.04d(4）（）DAR（1分）液压缸上升时所需流量：min/6.75360101014.34.0vq3211vLAK（1分）下降时所需流量：min/4.56660101036.24.0vq3222vLAR（1分）比例方向阀的额定压降an1MPP比例方向阀的单个阀口压降an1n5.021MPPP（2分）根据PP/qqn1vn的关系得到：（1分）注：1、教师命题时题目之间不留空白；2、考生不得在试题纸上答题，教师只批阅答题册正面部分，若考生须在试题图上作解答，请另附该试题图。3、请在试卷类型、考试方式后打勾注明。（第6页）min/3083/5.06.753q1nL（2分）min/2313/5.04.566q1nL（2分）比例方向阀的额定流量应大于308L/min（1分）（3）液压缸的负载：NF53102.1101012mg由于液压缸上升时无杆腔所受压力较大，（1分）a82.31014.3102.125MPAFPKL（1分）液压动力源压力等于比例溢流阀调定压力加上压力补偿器压差，即382.30PPPLa82.6MP（1分）