液压伺服与比例控制系统 ppt_01

燕山大学《液压伺服与比例控制系统》课程组欢迎使用《液压伺服与比例控制系统》多媒体授课系统第1章绪论本章摘要•液压伺服与比例控制系统的工作原理及组成•液压伺服与比例控制的分类•介绍液压伺服与比例控制系统的优缺点•液压伺服与比例控制系统的发展与应用一、采用电压比较的液压工作台位置控制系统传感器1被控对象传感器2比较元件执行元件放大元件指令元件1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:9-Oct-2002SheetofFile:D:\陈奎生\电路\伺服电路板.ddbDrawnBy:R2950KR3050K给定(U1)反馈(-U2)比较输出(DU)-15V+15VR3220K-+47326OP741-12345678U?AD620AN(8)W14100K(调50k)W14100K给定(U1)反馈(U2)比较输出(DU)-15V+15V地给定(U1)反馈(U2)比较输出(DU)-+给定(U1)反馈(U2)比较输出(DU)-+电压比较KaKaUi-UPDUKa控制框图控制系统组成：•被控对象•指令元件•比较元件•指令传感器•反馈传感器•动力元件（阀、缸）扰动指令电位器反馈电位器伺服阀液压能源I液压缸电放大KaIUiE-电压比较UPKa被控工作台XP工作台指令Xi液压动力元件放大元件二、采用电压比较的电动工作台位置控制系统传感器1被控对象传感器2比较元件执行元件放大元件指令元件电动力元件控制框图扰动指令电位器反馈电位器可控硅电源I电放大KaEUiE-电压比较UPKa被控工作台XP工作台指令Xi电机控制系统组成：•被控对象•指令元件•比较元件•指令传感器•反馈传感器•动力元件（可控硅、电机）将液压动力元件（伺服阀、缸）换成电动力元件（可控硅与电动机）三、采用力比较的液压工作台位置控制系统指令传感器K1反馈传感器K2F1F2F1=Xi*K1F2=Xp*K2比较元件1K1+K2力比较XiK1指令传感器K2反馈传感器xvDFF1F1-F2F2伺服阀XP液压动力元件控制框图采用力比较方式，用弹簧作为位移-力传感器，以阀芯作为力比较元件。扰动液压缸1K1+K2DF-力比较Ka被控工作台XP工作台指令XiF1F1F2F2指令传感器K1指令传感器反馈传感器K2反馈传感器伺服阀液压能源xv四、采用直接位置比较的液压工作台位置控制系统指令元件与阀芯相连受控对象与阀套相连Xi=X芯Xp=X套阀芯与阀套阀芯阀套直接位置比较Xv-位置比较XiX芯X套1指令与阀连1对象与阀套连伺服阀XP阀芯与阀套控制框图采用阀芯阀套直较方式扰动液压缸Xv-位置比较Ka被控工作台XP工作台指令XiX芯X套1指令传感器1反馈传感器伺服阀五、液压伺服与比例控制系统的组成液压伺服与比例控制系统由以下一些基本元件组成：输入元件：也称指令元件，它给出输入信号(指令信号)加于系统的输入端，是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电位器或计算机等。反馈测量元件：测量系统的输出并转换为反馈信号。这类元件也是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。比较元件：将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。放大转换元件：将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压力)。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀等。执行元件：产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。如液压缸与液压马达等。控制对象：被控制的机器设备或物体，即负载。其它：各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装置。1.2液压伺服与比例控制的分类一、按系统输入信号的变化规律分类定值控制系统：当系统输入信号为定值时称为定值控制系统。程序控制系统：系统的输入信号按预先给定的规律变化时，称为程序控制系统伺服系统：也称随动系统，其输入信号是时间的未知函数，而输出量能够准确、快速地复现输入量的变化规律。二、按被控物理量的名称分类位置伺服控制系统、速度伺服控制系统、其它物理量的控制系统。三、按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式分类节流式控制(阀控式)系统：阀控液压缸系统与阀控液压马达系统容积式控制系统：伺服变量泵系统与伺服变量马达系统。四、按信号传递介质的形式分类机械液压伺服系统、电气液压伺服系统与气动液压伺服系统等。1.3液压伺服与比例控制系统的优缺点（一）、液压伺服控制的优点(1)液压元件的功率—重量比与力矩-惯量比大可以组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。(2)液压动力元件快速性好，系统响应快。(3)液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。（二）、液压伺服控制的缺点(1)液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。(2)油温变化时对系统的性能有很大的影响。(3)当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时．容易引起外漏，造成环境污染。(4)液压元件制造精度要求高，成本高。(5)液压能源的获得与远距离传输都不如电气系统方便。1.4液压伺服与比例控制系统的发展与应用液压伺服控制是一门新兴的科学技术。它不但是液压技术的一个重要分支．而且也是控制领域中的一个重要组成部分。在第一次与第二次世界大战期间及以后，由于军事工业的刺激，液压伺服控制因响应快、精度高、功率—重量比大等特点而受到特别的重视，特别是近几十年，随着整个工业技术的发展，促使液压伺服与比例控制得到迅速发展，使这门技术元论在元件与系统分面，还是在评论与应用方面都日趋完善与成熟，形成一门新兴的科学技术。目前，液压伺服系统特别是电液伺服系统已成为武器自动化与工业自动化的一个重要方面。在国防工业与一般工业领域都得到了广泛应用。