液壓伺服與比例控制系統(tǒng)課件01

1、燕燕 山山 大大 學(xué)學(xué)液壓伺服與比例控制系統(tǒng)課程組課程組歡歡 迎迎 使使 用用 液壓伺服與比例控制系統(tǒng) 多媒體授課系統(tǒng)多媒體授課系統(tǒng)本章摘要液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理及組成液壓伺服和比例控制的分類介紹液壓伺服和比例控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點液壓伺服和比例控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用一、一、 液壓伺服和比例控制系統(tǒng)的工作原理液壓伺服和比例控制系統(tǒng)的工作原理液壓伺服控制系統(tǒng)是以液壓動力元件作驅(qū)動裝置所液壓伺服控制系統(tǒng)是以液壓動力元件作驅(qū)動裝置所組成的反饋控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，輸出量組成的反饋控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，輸出量(位移、位移、速度、力等速度、力等)能夠自動地、快速而準確地復(fù)現(xiàn)輸入量能夠自動地、快速而準確地

2、復(fù)現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。同時。還對輸入信號進行功率放大，因的變化規(guī)律。同時。還對輸入信號進行功率放大，因此也是一個功率放大裝置。此也是一個功率放大裝置。1.1 液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理及組成液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理及組成如圖如圖1-1所示為一機液所示為一機液伺服控制系統(tǒng)。液壓泵是伺服控制系統(tǒng)。液壓泵是系統(tǒng)的能源，它以恒定的系統(tǒng)的能源，它以恒定的壓力向系統(tǒng)供油供油壓壓力向系統(tǒng)供油供油壓力由溢流閥調(diào)定。液壓動力由溢流閥調(diào)定。液壓動力元件由四邊滑閥和液壓力元件由四邊滑閥和液壓缸組成。缸組成。 滑閥是轉(zhuǎn)換放大元件，它將輸入的機械信號滑閥是轉(zhuǎn)換放大元件，它將輸入的機械信號(閥閥芯位移芯位移)轉(zhuǎn)換成液壓

3、信號轉(zhuǎn)換成液壓信號(流量、壓力流量、壓力)輸出，并加輸出，并加以功率放大。液壓缸是執(zhí)行元件，輸入是壓力油以功率放大。液壓缸是執(zhí)行元件，輸入是壓力油的流量，輸出是運動速度的流量，輸出是運動速度(或位移或位移)。滑閥閥體與。滑閥閥體與液壓缸體剛性連結(jié)在一起，構(gòu)成反饋回路。因此液壓缸體剛性連結(jié)在一起，構(gòu)成反饋回路。因此，這是個閉環(huán)控制系統(tǒng)。，這是個閉環(huán)控制系統(tǒng)。 圖圖1-3所示是雙電位器電液位置伺服系統(tǒng)工作原理圖。該系所示是雙電位器電液位置伺服系統(tǒng)工作原理圖。該系統(tǒng)控制工作臺統(tǒng)控制工作臺(負載負載)的位置。使之按照指令電位器給定的規(guī)律的位置。使之按照指令電位器給定的規(guī)律變化。系統(tǒng)由指令電傳器、反饋電

4、位器、電子放大器、電液伺變化。系統(tǒng)由指令電傳器、反饋電位器、電子放大器、電液伺服閥、液壓缸和工作臺組成。是一種閥控式電液位置伺服系統(tǒng)。服閥、液壓缸和工作臺組成。是一種閥控式電液位置伺服系統(tǒng)。 雙雙電電位位器器電電液液閥閥位位置置伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)電液位置伺服控制系統(tǒng)的工作原理方塊圖 圖15是泵控式電液速度控制系統(tǒng)的原理圖。該系統(tǒng)的液壓動力元件由變量泵和液壓馬達組成，變量泵既是液壓能源又是液壓控制元件。泵控式電液速度控制系統(tǒng)的工作原理方塊圖二、液壓伺服控制系統(tǒng)的組成n 液壓伺服和比例控制系統(tǒng)由以下一些基本元件組成：n輸入元件：也稱指令元件，它給出輸入信號(指令信號)加于系統(tǒng)的輸入端，是機械的、電氣

5、的、氣動的等。如靠模、指令電位器或計算機等。n反饋測量元件： 測量系統(tǒng)的輸出并轉(zhuǎn)換為反饋信號。這類元件也是多種形式的。各種傳感器常作為反饋測量元件。n比較元件： 將反饋信號與輸入信號進行比較，給出偏差信號。n放大轉(zhuǎn)換元件： 將偏差信號故大、轉(zhuǎn)換成液壓信號(流量或壓力)。如伺服放大器、機液伺服閥、電液伺服閥等。n執(zhí)行元件： 產(chǎn)生調(diào)節(jié)動作加于控制對象上，實現(xiàn)調(diào)節(jié)任務(wù)。如液壓缸和液壓馬達等。n控制對象： 被控制的機器設(shè)備或物體，即負載。n其它：各種校正裝置，以及不包含在控制回路內(nèi)的液壓能源裝置。1.2 液壓伺服和比例控制的分類一、按系統(tǒng)輸入信號的變化規(guī)律分類n定值控制系統(tǒng)：當(dāng)系統(tǒng)輸入信號為定值時稱為

6、定值控制系統(tǒng)。n程序控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入信號按預(yù)先給定的規(guī)律變化時，稱為程序控制系統(tǒng)n伺服系統(tǒng)：也稱隨動系統(tǒng)，其輸入信號是時間的未知函數(shù)，而輸出量能夠準確、快速地復(fù)現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。二、按被控物理量的名稱分類 位置伺服控制系統(tǒng)、速度伺服控制系統(tǒng)、其它物理量的控制系統(tǒng)。三、按液壓動力元件的控制方式或液壓控制元件的形式分類 節(jié)流式控制(閥控式)系統(tǒng)：閥控液壓缸系統(tǒng)和閥控液壓馬達系統(tǒng) 容積式控制系統(tǒng)：伺服變量泵系統(tǒng)和伺服變量馬達系統(tǒng)。四、按信號傳遞介質(zhì)的形式分類 機械液壓伺服系統(tǒng)、電氣液壓伺服系統(tǒng)和氣動液壓伺服系統(tǒng)等。1.3 液壓伺服和比例控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點 （一）、液壓伺服控制的優(yōu)點 (1)液壓元

7、件的功率重量比和力矩-慣量比大 可以組成結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、加速性好的伺服系統(tǒng)。 (2)液壓動力元件快速性好，系統(tǒng)響應(yīng)快。 (3)液壓伺服系統(tǒng)抗負載的剛度大，即輸出位移受負載變化的影響小，定位準確，控制精度高。（二）、液壓伺服控制的缺點 (1) 液壓元件，特別是精密的液壓控制元件(如電液伺服閥)抗污染能力差，對工作油液的清潔度要求高。 (2) 油溫變化時對系統(tǒng)的性能有很大的影響。 (3) 當(dāng)液壓元件的密封設(shè)計、制造相使用維護不當(dāng)時容易引起外漏，造成環(huán)境污染。 (4) 液壓元件制造精度要求高，成本高。 (5) 液壓能源的獲得和遠距離傳輸都不如電氣系統(tǒng)方便。1.4 液壓伺服和比例控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用 液壓伺服控制是一 門新興的科學(xué)技術(shù)。它不但是液壓技術(shù)的一個重要分支而且也是控制領(lǐng)域中的一個重要組成部分。 在第一次和第二次世界大戰(zhàn)期間及以后，由于軍事工業(yè)的刺激，液壓伺服控制因響應(yīng)快、精度高、功率重量比大等特點而受到特別的重視，特別是近幾十年，隨著整個工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，促使液壓伺服