液壓伺服控制第二章

第2章液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)1本章摘要液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)定義、分類、特點(diǎn)。閥控缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)。泵控馬達(dá)動(dòng)力機(jī)構(gòu)液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇1§2.1液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)概述2.1概述2.1.1定義2.1.2分類1、按控制元件不同分2、控制元件和執(zhí)行元件不同組合分2§2.2四通閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)§2.2.1閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)基本方程

§2.2.1閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)基本方程1、滑閥流量方程2、液壓缸連續(xù)性方程假定：①所有的管道短而粗，管道中的摩擦損失、流體質(zhì)量影響和管道動(dòng)態(tài)都忽略不計(jì)。②液壓缸每個(gè)腔內(nèi)液壓力各處都相等，油液溫度和體積彈性模量為常數(shù)。③液壓缸中內(nèi)、外泄漏流動(dòng)為層流流動(dòng)。可壓縮流體的連續(xù)性方程為§2.2.1閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)基本方程3、動(dòng)力機(jī)構(gòu)力平衡方程根據(jù)牛頓定律可得：2.2.2閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)方塊圖2.2.2閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)方塊圖三個(gè)基本方程，經(jīng)拉普拉斯變換可得

2.2.2閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)方塊圖2.2.3、閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)2.2.3、閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)經(jīng)整理得：2.2.3、閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)輸入為Xv輸出為PL的傳遞函數(shù)2.2.4閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)化簡1、液壓彈簧剛度、液壓固有頻率2.2.4閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)化簡2、動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)簡化形式（1）K=0條件：可化簡為：2.2.4閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)化簡（2）K≠0條件：2.2.4閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)化簡2.2.4閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)化簡2.2.4閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)化簡閥芯位移Xv為輸入,PL為輸出：K/Kh>>1情況K/Kh<<1情況2.2.5主要性能參數(shù)分析1、速度增益Kq/A;2、液壓固有頻率Wh2.2.5主要性能參數(shù)分析3、液壓阻尼比§2.2.5主要性能參數(shù)分析4、綜合頻率5、阻尼比6、軟量與硬量§2.2.6頻率特性分析1、K=0情況1）2）§2.2.6頻率特性分析2、K≠0情況1）2）§2.2.6頻率特性分析§2.2.7動(dòng)態(tài)剛度特性分析§2.3閥控液壓馬達(dá)§2.4泵控液壓馬達(dá)§2.4泵控液壓馬達(dá)說明：1、變量泵與定量馬達(dá)構(gòu)成動(dòng)力機(jī)構(gòu)，變量泵轉(zhuǎn)速恒定為np;2、采用閥控缸控制泵變量機(jī)構(gòu)擺角α，閥控缸為前置級(jí)；3、兩個(gè)安全閥；4、設(shè)置補(bǔ)油裝置，保證低壓管路壓力Pr恒定；5、高壓管路中壓力P1由負(fù)載決定；§2.4泵控液壓馬達(dá)2.4.1：基本方程假設(shè)：1）、泵及馬達(dá)泄漏為層流；2）、忽略管道動(dòng)態(tài)及損失；3）、兩個(gè)管道完全相同；4）、補(bǔ)油壓力Pr為常值；1、泵流量方程§2.4泵控液壓馬達(dá)2、高壓腔流量連續(xù)性方程3、馬達(dá)與負(fù)載力矩平衡方程2.4.2：傳遞函數(shù)化簡2.4.3：特點(diǎn)1、液壓固有頻率低；2、阻尼比小，但恒定；3、增益恒定；4、動(dòng)態(tài)響應(yīng)不如閥控系統(tǒng)；5、分析方法同閥控缸；§2．5三通閥控液壓缸§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇2.6.1負(fù)載折算方法1、質(zhì)量負(fù)載折算前后動(dòng)能不變§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇2、彈性負(fù)載折算折算前后彈性能不變§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇3、粘性負(fù)載折算折算前后單位時(shí)間消耗能量不變§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇4、外干擾力矩折算§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇5、其它形式負(fù)載折算§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇6、例題：7、馬達(dá)輸出軸向負(fù)載軸折算§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇2.6.2負(fù)載軌跡1、負(fù)載軌跡定義描述負(fù)載力與負(fù)載速度之間關(guān)系的圖解曲線。2、典型負(fù)載軌跡1）、摩擦負(fù)載2）、慣性負(fù)載3）、彈性負(fù)載4）、慣性負(fù)載與粘性負(fù)載組合5）、隨機(jī)信號(hào)§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇例題：K--KeJL--MLT--FLK2--KLδ--YL§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇2．6．3輸出功率及效率1、閥控動(dòng)力機(jī)構(gòu)輸出功率及最大功率點(diǎn)2、效率1）、恒壓泵液壓源2）、定量泵溢流閥液壓源3、動(dòng)力機(jī)構(gòu)特性曲線4、負(fù)載匹配§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇§2.6液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇2．6．4按最佳匹配選擇參