液壓伺服系統(tǒng)工作原理及實(shí)例

1、液壓伺服系統(tǒng)的原理及實(shí)例液壓伺服系統(tǒng)的原理及實(shí)例 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)(又叫隨動(dòng)系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng)又叫隨動(dòng)系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng))是一中自動(dòng)控制系統(tǒng)是一中自動(dòng)控制系統(tǒng),在這種系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)能以一定的精度自動(dòng)地按照輸入信號(hào)在這種系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)能以一定的精度自動(dòng)地按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律動(dòng)作。的變化規(guī)律動(dòng)作。 液壓伺服系統(tǒng)：凡是采用液壓控制元件和液壓執(zhí)行元件液壓伺服系統(tǒng)：凡是采用液壓控制元件和液壓執(zhí)行元件,根據(jù)液壓傳動(dòng)原理建立起來(lái)的伺服系統(tǒng)根據(jù)液壓傳動(dòng)原理建立起來(lái)的伺服系統(tǒng),都稱為液壓伺服系統(tǒng)。都稱為液壓伺服系統(tǒng)。電液伺服控制系統(tǒng)電液伺服控制系統(tǒng)l電液伺服控制系統(tǒng)是由電氣的信號(hào)處理部分與液電液伺服控制系統(tǒng)是由電氣的

2、信號(hào)處理部分與液壓的功率輸出部分組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。具有控壓的功率輸出部分組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。具有控制精度高、響應(yīng)速度快、信號(hào)處理靈活、輸出功制精度高、響應(yīng)速度快、信號(hào)處理靈活、輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等特點(diǎn)。應(yīng)用廣泛。率大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等特點(diǎn)。應(yīng)用廣泛。1、液壓伺服控制的工作原理、液壓伺服控制的工作原理 圖示為一液壓伺服系統(tǒng)原理圖圖示為一液壓伺服系統(tǒng)原理圖,Xi為閥芯位移為閥芯位移(做為系統(tǒng)的輸入量做為系統(tǒng)的輸入量),Xp缸體位移缸體位移(做做為系統(tǒng)的輸出量為系統(tǒng)的輸出量),系統(tǒng)中閥體和缸體作成一體系統(tǒng)中閥體和缸體作成一體,構(gòu)成反饋連接。構(gòu)成反饋連接。 系統(tǒng)中輸出位移能夠精確地復(fù)現(xiàn)輸

3、入位移的變化系統(tǒng)中輸出位移能夠精確地復(fù)現(xiàn)輸入位移的變化,同時(shí)它輸入的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成很同時(shí)它輸入的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成很大的輸出力大的輸出力,因此也是一個(gè)功率放大裝置。因此也是一個(gè)功率放大裝置。負(fù)載液壓伺服系統(tǒng)原理圖xixiApaxvbFL2、液壓伺服系統(tǒng)的構(gòu)成、液壓伺服系統(tǒng)的構(gòu)成 輸入元件給出輸入信號(hào)輸入元件給出輸入信號(hào),加于系統(tǒng)的輸入端。加于系統(tǒng)的輸入端。 反饋測(cè)量元件測(cè)量系統(tǒng)的輸出量反饋測(cè)量元件測(cè)量系統(tǒng)的輸出量,并轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)。輸入元件和反饋測(cè)量并轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)。輸入元件和反饋測(cè)量元件都可以是機(jī)械的元件都可以是機(jī)械的,電氣的電氣的,液壓的或其組合。液壓的或其組合。 比較元件將反饋信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行

4、比較比較元件將反饋信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行比較,產(chǎn)生偏差信號(hào)加于放大裝置產(chǎn)生偏差信號(hào)加于放大裝置,該元該元件一般不單獨(dú)存在。件一般不單獨(dú)存在。輸 入元 件轉(zhuǎn) 換 放 大 裝 置液 壓 執(zhí) 行 元 件控 制對(duì) 象反 饋 測(cè) 量 元 件比較元件液壓能源液壓伺服系統(tǒng)的構(gòu)成+ +- - 轉(zhuǎn)換放大裝置將偏轉(zhuǎn)換放大裝置將偏差信號(hào)的能量形式進(jìn)差信號(hào)的能量形式進(jìn)行變換并加以放大。行變換并加以放大。執(zhí)行結(jié)構(gòu)是液壓缸或液壓馬達(dá)。執(zhí)行結(jié)構(gòu)是液壓缸或液壓馬達(dá)。3、電液伺服閥、電液伺服閥 電液伺服閥既是電液的轉(zhuǎn)換元件也是功率放大元件電液伺服閥既是電液的轉(zhuǎn)換元件也是功率放大元件,它它將小功率的電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能輸出

5、。將小功率的電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能輸出。 由電液伺服閥構(gòu)成的伺服系統(tǒng)叫電液伺服系統(tǒng)。由電液伺服閥構(gòu)成的伺服系統(tǒng)叫電液伺服系統(tǒng)。 電液伺服閥已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。電液伺服閥已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 我國(guó)我國(guó)70年代開(kāi)始批量生產(chǎn)年代開(kāi)始批量生產(chǎn)QDY系列和系列和DY系列電液伺系列電液伺服閥。服閥。3、電液伺服閥、電液伺服閥 QDY系列伺服閥屬于干式力矩馬達(dá)噴嘴擋板滑閥式系列伺服閥屬于干式力矩馬達(dá)噴嘴擋板滑閥式力反饋伺服閥。該系列電液伺服閥性能質(zhì)量都非常過(guò)關(guān)力反饋伺服閥。該系列電液伺服閥性能質(zhì)量都非常過(guò)關(guān),應(yīng)用較多。應(yīng)用較多。 DY系列伺服閥是動(dòng)圈雙級(jí)滑閥式伺服閥系列伺服閥是動(dòng)圈雙級(jí)滑閥式伺服閥,冶金

6、礦山行冶金礦山行業(yè)用的較多。業(yè)用的較多。 圖示為圖示為QDY電液伺服閥原理圖電液伺服閥原理圖 QDY的基本組成如下圖：的基本組成如下圖：+ +- -輸入信號(hào)電氣-機(jī)械 轉(zhuǎn)換器前置放大級(jí)功率放大級(jí) (滑閥)輸出流量壓力反饋機(jī)構(gòu)電液伺服閥的基本構(gòu)成 (電流) 位移力液 壓 放 大 器3、電液伺服閥、電液伺服閥l電液伺服閥的類型和結(jié)構(gòu)很多電液伺服閥的類型和結(jié)構(gòu)很多,但是但是,都是由電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器都是由電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器和液壓放大器所構(gòu)成。和液壓放大器所構(gòu)成。l電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器也成電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器也成“力馬達(dá)力馬達(dá)”或或“力矩馬達(dá)力矩馬達(dá)”,它將輸入的它將輸入的電信號(hào)電信號(hào)(電流或電壓電流或電壓)轉(zhuǎn)換成力或力

7、矩輸出轉(zhuǎn)換成力或力矩輸出,去操縱閥芯的位移。去操縱閥芯的位移。l電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器的輸出力或力矩很小電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器的輸出力或力矩很小,在流量比較大的情況下在流量比較大的情況下,無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)閥芯無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)閥芯,此時(shí)要增加前置放大級(jí)此時(shí)要增加前置放大級(jí),將輸出力或力矩將輸出力或力矩放大。前置放大級(jí)是噴嘴擋板閥放大。前置放大級(jí)是噴嘴擋板閥,功率放大級(jí)是滑閥。功率放大級(jí)是滑閥。3、電液伺服閥、電液伺服閥4、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例l(1)液液壓壓仿仿形形刀刀架架 該該系系統(tǒng)統(tǒng)的的反反饋饋是是機(jī)機(jī)械械反反饋饋4、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例l(1)液液壓壓仿仿形形刀刀架架

8、該該系系統(tǒng)統(tǒng)的的反反饋饋是是機(jī)機(jī)械械反反饋饋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)示意圖abv縱v縱v仿v合v縱v合v仿4、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例l(2)電液位置伺服控制系統(tǒng)電液位置伺服控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)控制工作臺(tái)的位置該系統(tǒng)控制工作臺(tái)的位置,使使之按照指令電位器給定的規(guī)律之按照指令電位器給定的規(guī)律變化變化.指令電位器將滑臂的位置指令電位器將滑臂的位置指令指令Xg轉(zhuǎn)換成電壓轉(zhuǎn)換成電壓Ug. 工作臺(tái)位工作臺(tái)位置置Xf由反饋電位器檢測(cè)由反饋電位器檢測(cè),轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成電壓電壓Uf.兩個(gè)電位器接成橋式回兩個(gè)電位器接成橋式回路路,電橋的輸出電壓電橋的輸出電壓UUgUfK(XgXf),K電位器增益電位器增益. 當(dāng)工作臺(tái)

9、位置當(dāng)工作臺(tái)位置Xf與指令位置與指令位置Xg一致時(shí)一致時(shí),XfXg,即即U0.+ +- -電液伺服閥工作臺(tái)反饋電位器指令電位器ufuugxfxoxgE雙電位器位置控制電液伺服系統(tǒng)放大器4、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例+ +- -電液伺服閥工作臺(tái)反饋電位器指令電位器ufuugxfxoxgE雙電位器位置控制電液伺服系統(tǒng)放大器l電液伺服閥處于零位電液伺服閥處于零位,沒(méi)有沒(méi)有流量進(jìn)出系統(tǒng)流量進(jìn)出系統(tǒng),工作臺(tái)不動(dòng)工作臺(tái)不動(dòng).當(dāng)指令電位器向右移動(dòng)一個(gè)當(dāng)指令電位器向右移動(dòng)一個(gè)位移位移UK Xg, 經(jīng)放大經(jīng)放大去控制電液伺服閥去控制電液伺服閥,輸出壓輸出壓力油推動(dòng)工作臺(tái)右移力油推動(dòng)工作臺(tái)右移,同時(shí)同時(shí)使工作臺(tái)位移增加使工作臺(tái)位移增加,當(dāng)增加當(dāng)增加量為量為UXfXfXg Xg0,工作臺(tái)重新停止工作臺(tái)重新停止. 該系統(tǒng)是一個(gè)電量反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原該系統(tǒng)是一個(gè)電量反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理方塊圖為：理方塊圖為：4、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例、液壓伺服控制系統(tǒng)舉例 指令 電位器 伺服放大器 電液伺服閥液壓缸 反饋電位器位置控制系統(tǒng)工作原理方塊圖+ +-