電液伺服系統(tǒng)課件

電液伺服系統(tǒng)6.1電液伺服系統(tǒng)的類型一、模擬伺服系統(tǒng)在模擬伺服系統(tǒng)中，全部信號都是連續(xù)的模擬量，模擬伺服系統(tǒng)重復(fù)精度高，但分辨能力較低(絕對精度低)。伺服系統(tǒng)的精度在很大程度上取決于檢測裝置的精度，另外模擬式檢測裝置的精度一般低于數(shù)字式檢測裝置．所以模擬伺服系統(tǒng)分辨能力低于數(shù)字伺服系統(tǒng)。另外模擬伺服系統(tǒng)中微小信號容易受到噪聲和零漂的影響、因此當(dāng)輸入信號接近或小于輸入端的噪聲和零漂時，就不能進(jìn)行有效的控制了。二、

數(shù)字伺服系統(tǒng)在數(shù)字伺服系統(tǒng)中，全部信號或部分信號是離散參量。因此數(shù)字伺服系統(tǒng)又分為全數(shù)字伺服系統(tǒng)和數(shù)字—模擬伺服系統(tǒng)兩種。6.2電液位置伺服系統(tǒng)的分析6.2.1系統(tǒng)的組成及其傳遞函數(shù)電液伺服系統(tǒng)的動力元件不外乎閥控式和泵控式兩種基本型式，但由于所采用的指令裝置、反饋測量裝置和相應(yīng)的放大、校正的電子部件不同．就構(gòu)成了不同的系統(tǒng)。如果采用電位器作為指令裝置和反饋測量裝置，就可以構(gòu)成直流電液位置伺服系統(tǒng)，如第一章所介紹的雙電位器電液位置伺服系統(tǒng)。當(dāng)采用自整角機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器作為指令裝置和反饋測量裝置時，就可構(gòu)成交流電液位置伺服系統(tǒng)。系統(tǒng)的閉環(huán)剛度特性

系統(tǒng)的閉環(huán)剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的開環(huán)剛度，系統(tǒng)的閉環(huán)剛度與開環(huán)放大系數(shù)成正比。為了減小由外負(fù)載力矩所引起的位置誤差，希望提高外環(huán)放大系數(shù)，但開環(huán)放大系數(shù)的提高受系統(tǒng)穩(wěn)定性的限制。為了得到較高的閉環(huán)剛度，可以在系統(tǒng)中加入校正裝置，如滯后校正或在小回路中加入速度反饋校正等。6.3電液伺服系統(tǒng)的校正以上討論了比例控制的電液位置伺服系統(tǒng)，其性能主要由動力元件參數(shù)所決定，對這種系統(tǒng)，單純靠調(diào)整增益往往滿足不了系統(tǒng)的全部性能指標(biāo)，這時就要對系統(tǒng)進(jìn)行校正，高性能的電液伺服系統(tǒng)一般都要加校正裝置。一、滯后校正滯后校正的主要作用是通過提高低頻段增益，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，或者在保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的條件下，通過降低系統(tǒng)高頻段的增益，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。二、速度和加速度校正速度反饋校正的主要作用是提高主回路的靜態(tài)剛度，減少速度反饋回路內(nèi)的干擾和非線件的影響，提高系統(tǒng)的靜態(tài)精度。加速度反饋主要是提高系統(tǒng)的阻尼。低阻尼是限制液壓伺服系統(tǒng)性能指標(biāo)的主要原因，如果能將阻尼比提高到0.4以上，系統(tǒng)的性能可以得到顯著的改善。根據(jù)需要速度反饋與加速度反饋可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。三、壓力反饋和動壓反饋校正采用壓力反饋和動壓反饋校正的目的是提高系統(tǒng)的阻尼。負(fù)載壓力隨系統(tǒng)的動態(tài)而變化。當(dāng)系統(tǒng)振動加劇時，負(fù)載壓力也增大。如果將負(fù)載壓力加以反饋，使輸入系統(tǒng)的流量減少．則系統(tǒng)的振動將減弱。起到了增加系統(tǒng)阻尼的作用?？梢詠碛脡毫Ψ答佀欧y或功壓反饋伺服閥實現(xiàn)壓力反饋和動壓反饋。也可以采用液壓機(jī)械網(wǎng)絡(luò)或電反饋實現(xiàn)壓力反饋或動壓反饋。6.4電液速度控制系統(tǒng)一、閥控馬達(dá)速度控制系統(tǒng)速度控制系統(tǒng)是一個不穩(wěn)定的系統(tǒng)，為了使系統(tǒng)穩(wěn)定，必須要加校正環(huán)節(jié)，可以考慮加滯后校正和積分校正。二、泵控馬達(dá)速度控制系統(tǒng)泵控馬達(dá)速度控制系統(tǒng)有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。1、泵控開環(huán)速度控制系統(tǒng)變量泵的斜盤角由比例放大器、伺服閥、液壓缸和位移傳感器組成的位置回路控制。通過改變變量泵斜盤角來控制供給液壓馬達(dá)的流量，以此來調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。因為是開環(huán)控制，受負(fù)載和溫度變化的影響較大，控制精度差。2、帶位置環(huán)的泵控閉環(huán)速度控制系統(tǒng)它是在開環(huán)速度控制的基礎(chǔ)上，增加速度傳感器將液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋。構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。速度反饋信號與速度指令信號的差值經(jīng)積分放大器加到變量伺服機(jī)構(gòu)的輸入端、使泵的流量向減小速度誤差的方向變化。采用積分放大器是為了使開環(huán)系統(tǒng)具有積分特性。構(gòu)成I型無差系統(tǒng)。通常．由于變量伺服機(jī)構(gòu)的慣性很小，液壓缸—負(fù)載的固有頻率很高．閥控液壓缸可以看成積分環(huán)節(jié)，變量伺服機(jī)構(gòu)基本上可以看成是比例環(huán)節(jié)．系統(tǒng)的動態(tài)特件主要出泵控液壓馬達(dá)的動態(tài)所決定。3、不帶位置環(huán)的泵控閉環(huán)速度控制系統(tǒng)如果將變量伺服機(jī)構(gòu)的位置反饋去掉，并將積分放大器改為比例放大器．可得到閉環(huán)這種速度控制系統(tǒng)。因為變量伺服機(jī)構(gòu)中的液壓缸本身含有積分環(huán)節(jié)．所以放大器應(yīng)采用比例放大器，系統(tǒng)仍是I型系統(tǒng)。由于積分環(huán)節(jié)是在伺服閥和變量泵斜盤力的后面，所以伺服閥零漂和斜盤力等引起的靜差仍然存在。變量機(jī)構(gòu)開環(huán)控制，抗干擾能力差．易受零漂、摩擦等影響。5.6電液力控制系統(tǒng)以力為被調(diào)量的液壓伺服校制系統(tǒng)稱為液壓力控制系統(tǒng)。在工程實際中，力控制系統(tǒng)應(yīng)用的很多，如材料試驗機(jī)、結(jié)構(gòu)物疲勞試驗機(jī)、軋機(jī)張力控制系統(tǒng)、車輪剎車裝置等都采用電液力控制系統(tǒng)。一、

系統(tǒng)組成及工作原理電液力控制系統(tǒng)主要由伺服放大器、電液伺服閥、液壓缸和力傳感器等組成當(dāng)指今裝置發(fā)出的指令電壓信號作用于系統(tǒng)時．液壓缸便有輸出力。該力由力傳感器檢測轉(zhuǎn)換為反饋電壓信號與指令電壓信號相比較，得出偏差電壓信號。此偏差信號經(jīng)伺服放大器放大后輸入到伺服閥，使伺服閥產(chǎn)生負(fù)載壓差作用于液壓缸活塞上，使輸出力向減小誤差的方向變化，直至輸出力等于指令信號所規(guī)定的值為止。在穩(wěn)態(tài)情況下，輸出力與偏差信號成比例。1、考慮伺服閥的動態(tài)時，如何用頻率法分析系統(tǒng)的動態(tài)特性？2、有哪些因素影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差?3、在電液伺服系統(tǒng)中為什么要增大電氣部分的增益，減小液壓部分的增益?4、開環(huán)增益、穿越頻率、系統(tǒng)頻寬之間有什么關(guān)系？5、未加校正的液壓伺服系統(tǒng)有什么特點(diǎn)?6、為什么電液伺服系統(tǒng)一般都要加校正裝置，在電液位置伺服系統(tǒng)中加滯后校正、速度與加速度校正、壓力反饋和動壓反饋校