伺服液压技术(200710)

伺服液压技术伺服液压概述伺服系统概述F=0ABPTY1Y2PT100%PTS1S2py2py1B2B1B3节流调速回路为了提高这种回路的控制精度，可以设想节流阀由操作者来调节。在调节过程中，操作者不断地观察液压缸的测速装置所测出的实际速度，并比较这一实际速度与所希望的速度之间的差别。然后，操作者按这一差别来调节节流阀的开口量，以减少这一差值（偏差）。例如，由于负载增大而使液压缸的速度低于希望值时，操作者就相应地加大节流阀的开口量，从而使液压缸的速度达到希望值。这一过程可解释为:液压缸速度调节过程伺服液压技术伺服液压系统的组成输入元件比较元件伺服放大器伺服阀执行元件检测反馈元件伺服液压技术伺服控制系统的分类1、按输入信号变化规律分类：有定值控制系统、程序控制系统和伺服控制系统三类。•当系统输入信号为定值时，称为定值控制系统，其基本任务是提高系统的抗干扰能力。•当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。•伺服系统也称为随动系统，其输入信号是时间的未知函数，输出量能够准确、迅速地复现输入量的变化规律。2、按输入信号介质分类：机液伺服系统、电液伺服系统、气液伺服系统等。3、按输出物理量分类：有位置伺服系统、速度伺服系统、力（或压力）伺服系统等。在液压伺服系统中还可以按控制元件分为阀控系统和泵控系统两类。在液压传动中，阀控系统应用较多，故本章重点介绍阀控伺服系统。伺服液压技术▲伺服阀电液伺服阀它在接受电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力。它既是电液转换元件、也是功率放大元件，它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能（流量和压力）输出。在电液伺服系统中，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大。电液伺服阀是电液伺服系统控制的核心。电液伺服阀广泛地应用于电液位置、速度、加速度、力伺服系统，以及伺服振动发生器中。它具有体积小、结构紧凑、功率放大系数高、控制精度高、直线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好以及响应速度快等优点。伺服液压技术伺服阀分类电液伺服阀按用途、性能和结构特征可分为通用型和专用型；按输出量可分为流量控制伺服阀和压力控制伺服阀；按液压放大级数可分为单级、双级和三级伺服阀；按电气―机械转换后动作方式可分为力矩马达式（输出转角）和力马达式（输出直线位移）；按电气―机械转换装置可分为动铁式（一般为衔铁转动）与动圈式和干式与湿式；按液压前置级的结构形式可分为单喷嘴挡板式、双喷嘴挡板式、四喷嘴挡板式、射流管式，偏转板射流式和滑阀式；按反馈形式可分为位置反馈、负载流量反馈和负载压力反馈；按输入信号形式可分为连续控制式和脉宽调制式。伺服液压技术伺服阀组成MOOG的喷嘴挡板伺服阀伺服液压技术比例阀控制器伺服阀通常由电－机械转换器（力矩马达或力马达）、液压放大器和反馈或平衡机构等三部分组成。电－机械转换器（力矩马达或力马达）和液压放大器，而伺服阀的输出级所采用的反馈或平衡机构是为使伺服阀的输出流量或输出压力获得与输入电控信号成比例的特性。平衡机构通常用圆柱螺旋弹簧或片弹簧等。反馈常采用力反馈、位置反馈、电反馈和压力反馈等型式。伺服阀组成伺服液压技术喷嘴当板式伺服阀该伺服阀，由于力反馈的存在，使得力矩马达在其零点附近工作，即衔铁偏转角θ很小，故线性度好。此外，改变反馈弹簧杆11的刚度，就能在相同输入电流时改变滑阀的位移。滑阀式伺服阀采用动圈式力马达，结构简单，功率放大系数较大，滞环小和工作行程大；固定节流口尺寸大，不易被污物堵塞；主滑阀两端控制油压作用面积大，从而加大了驱动力，使滑阀不易卡死，工作可靠。伺服液压技术伺服阀选用伺服阀对油液的清洁度要求较高，要考虑工作环境，采取较好的过滤措施。为了改善伺服系统的动态性能，一般要尽量缩短阀和执行元件间的连接管道，常将阀直接固定在执行元件上，这时要注意阀的外形尺寸是否妨碍机器的布局。伺服阀的价格高，要考虑到用户的承受能力。伺服液压技术液压系统及其方框图自动控制基础知识伺服液压技术开环控制系统伺服液压技术闭环控制系统伺服液压技术闭环控制术语x：被控变量w：参考变量r：反馈变量e：系统差值y：校正变量z：干扰变量伺服液压技术稳态和非稳态伺服液压技术静态和动态伺服液压技术伺服阀静态特性伺服阀流量特性伺服阀静态特性伺服液压技术▲伺服阀压力特性伺服液压技术练习1－伺服阀压力特性测试伺服液压技术伺服阀接线伺服液压技术PID控制器伺服液压技术要求完成1、根据下表要求，分别测量油缸上升、下降时的A、B口压力。2、根据测量的数据，画出压力特性曲线。3、计算零点附近的压力增益。伺服液压技术伺服液压技术压力增益伺服液压技术固定（P）值控制几种控制形式伺服液压技术微分控制带峰值微分控制不带峰值微分控制伺服液压技术微分控制框图伺服液压技术带峰值积分控制伺服液压技术不带峰值积分控制伺服液压技术积分控制框图伺服液压技术带位置传感器的液压缸系统液压闭环控制系统及控制器结构伺服液压技术系统的工作点和增益伺服液压技术控制器结构伺服液压技术带位置传感器的液压缸系统伺服液压技术PI控制器伺服液压技术PD控制器伺服液压技术PID控制器伺服液压技术▲闭环系统的增益闭环系统增益r：伺服液压技术练习2－P控制器传输功能伺服液压技术要求完成：1、P控制器特性曲线测试伺服液压技术伺服液压技术2、P控制器传输特性在输入信号频率为2Hz时,分别画出在时，画出以下各图的响应曲线。伺服液压技术伺服液压技术练习3－I和PI控制器传输功能伺服液压技术要求完成：1、确定下图I控制器积分时间TI，并计算积分常数KI伺服液压技术2、确定下图PI控制器的KP、KI、TN伺服液压技术练习4－位置控制系统的线性单元要求完成：1、液压和电气系统接通后，设置VE=0(V)后，以下测量值如何显示？伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术2、VE缓慢变化时，油缸位置如何变化？3、降低电压VE的幅度，即在VE＝＋/－6（V）、VE＝＋/－3（V）时，记录转换功能曲线。伺服液压技术4、根据下表计算速度和控制系统增益。伺服液压技术5、压力和流量测试并请推断压力和流量之间有和联系？伺服液压技术6、填写下图中有关参数7、请在流量特性曲线（q—Δp）中确定推出和返回时的两个工作点（VE＝30％），并确定哪个点是高增益点？伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术练习5－位置控制系统伺服液压技术要求完成1、在w=5、8、2（V）时，不同的KP值下，其超调量、响应时间、偏差、稳定性等如何？伺服液压技术2、根据以上表格数据，其最佳KP是多少？其极限稳定KP是多大？3、计算闭环系统最大运动速度V0MAX和最佳运动速度V0OPT是多少？4、其他控制器的控制特性实验（1）PI控制器：观察KI=901/S，KI=9001/S（2）PD控制器：观察KD=160ms（3）PID控制器：伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术伺服液压技术