流體傳動(dòng)與控制基礎(chǔ)（第3版）課件：液壓控制閥4

流體傳動(dòng)及控制基礎(chǔ)（

液壓控制元件4）5.6

電液比例閥n

電液比例閥簡(jiǎn)稱比例閥，它是一種按給定的輸入電氣信號(hào)連續(xù)地、按比例地對(duì)液流的壓力、流量和方向進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的液壓控制閥。比例閥的發(fā)展n

比例閥是在普通液壓閥的基礎(chǔ)上，以比例電磁鐵代替手調(diào)機(jī)構(gòu)或開關(guān)電磁鐵而發(fā)展起來(lái)的。n

不僅用于開環(huán)控制，也被應(yīng)用于閉環(huán)控制。電磁換向閥電液比例閥5.6.1

比例閥的特點(diǎn)液壓缸位移檢測(cè)指令控制器放大器比例閥過(guò)濾器液壓泵電機(jī)4兩種帶位移傳感器的伺服液壓缸位移傳感器比例放大器n

指令信號(hào)輸入n

對(duì)信號(hào)放大、濾波、調(diào)節(jié)n

電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)μCUU指令電源II差動(dòng)放大斜坡、限幅、補(bǔ)償PID比例閥=+-=ab比例閥的工作原理框圖指

令信

號(hào)比例放大器比例電磁鐵比例控制閥液壓執(zhí)行元件電液比例控制閥負(fù)載比例閥的特點(diǎn)n

與普通液壓控制閥相比，比例閥有如下特點(diǎn)：n

能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、程序控制和自動(dòng)控制。n

能連續(xù)地、按比例地控制液流的壓力、流量和改變液流的方向。n

可簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。n

與伺服閥相比，工作可靠，抗污染能力強(qiáng)。n主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，也可組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。8比例閥閉環(huán)控制的工作原理負(fù)載反饋9比例方向閥位置閉環(huán)控制比例閥控液壓缸位置閉環(huán)105.6.2

比例壓力閥n

比例壓力閥是按輸入電信號(hào)的大小來(lái)控制系統(tǒng)壓力的液壓控制閥。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，比例壓力閥可分為直動(dòng)式比例壓力閥和先導(dǎo)式比例壓力閥兩大類。11直動(dòng)式比例壓力閥的工作原理4321PT12比例電磁鐵直動(dòng)式比例壓力閥的調(diào)節(jié)特性n

直動(dòng)式比例壓力閥是以比例電磁鐵取代常規(guī)直動(dòng)式溢流閥的彈簧調(diào)節(jié)裝置，以產(chǎn)生與輸入電信號(hào)成比例的輸入力

。n

受比例電磁鐵吸力大小限制，直動(dòng)式比例壓力閥僅適用于中、低壓液壓系統(tǒng)，或高壓、小流量的液壓系統(tǒng)。13先導(dǎo)式比例壓力閥n

由直動(dòng)式比例壓力閥和主閥組成。n

直動(dòng)式比例壓力閥起調(diào)壓作用。n

主閥的大流量溢流對(duì)定壓精度影響較小。n

主要應(yīng)用于高壓、大流量的液壓系統(tǒng)中。14直動(dòng)式、先導(dǎo)式比例溢流閥直動(dòng)式比例溢流閥先導(dǎo)式比例溢流閥15先導(dǎo)式比例溢流閥的結(jié)構(gòu)先導(dǎo)閥主閥比例電磁鐵16先導(dǎo)式比例減壓閥先導(dǎo)閥主閥175.6.3

比例流量閥n

比例流量閥是按輸入電信號(hào)的大小來(lái)控制液流流量的液壓控制閥，如電液比例節(jié)流閥、電液比例調(diào)速閥等。比例節(jié)流閥的工作原理比例電磁鐵思考題：如何提高比例閥閥芯位置控制精度？19位移電反饋比例節(jié)流閥及其工作原理閥芯位移閉環(huán)控制閥芯位移傳感器比例電磁鐵閥芯20位移電反饋比例節(jié)流閥42XY3B1BAGAX

Y21比例節(jié)流閥的流量調(diào)節(jié)特性n

比例節(jié)流閥控制的是閥心位移或節(jié)流口面積，但流經(jīng)節(jié)流口的流量還受節(jié)流口前后壓差的影響。因此，節(jié)流口前后壓差變化將影響比例節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量的穩(wěn)定性。22比例調(diào)速閥n

壓差補(bǔ)償型比例流量閥，也稱比例調(diào)速閥，由比例節(jié)流閥和定差減壓閥串接組成。n

比例電磁鐵調(diào)節(jié)節(jié)流口的開度，對(duì)通過(guò)閥的流量進(jìn)行控制；而定差減壓閥對(duì)系統(tǒng)壓力波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，使節(jié)流口壓差保持恒定。n

調(diào)節(jié)流量只與節(jié)流口大小有關(guān)。比例調(diào)速閥及其工作原理比例電磁鐵節(jié)流口24比例調(diào)速閥和放大器比例放大器比例調(diào)速閥255.6.4

比例方向節(jié)流閥n

比例方向節(jié)流閥是按輸入電信號(hào)的正、負(fù)和數(shù)值大小同時(shí)實(shí)現(xiàn)液流方向和流量比例控制的液壓控制閥。其結(jié)構(gòu)與普通電磁方向閥相似。按功率級(jí)分，比例方向閥有直接控制式和先導(dǎo)控制式兩種。26比例方向節(jié)流閥的工作原理比例閥閥芯27思考題：比例方向閥如何進(jìn)行流量控制？比例控制放大器工作框圖比例閥位移反饋電液比例方向閥6324

5放大器1TPA

B29位移反饋【案例】電液比例方向閥應(yīng)用n

大型活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)調(diào)平系統(tǒng)n

電液比例方向閥n

液壓馬達(dá)

+絲杠【案例】電液比例方向閥應(yīng)用n

電液比例位置閉環(huán)控制n

電液比方向控制閥：

D1FB(NG06)n

普通液壓缸：Φ25mm×Φ18mm×250mmn

直線位移傳感器：

250mm，精度0.01mmn

A/D采集：12位，0-10Vn

D/A轉(zhuǎn)換：12位，±10Vn

控制軟件：C++程序設(shè)計(jì)比例閥的靜態(tài)特性n

在穩(wěn)態(tài)工況下，輸入信號(hào)由零增加至額定值，再?gòu)念~定值減小到零的一個(gè)循環(huán)工作過(guò)程中，被控參數(shù)壓力或流量隨輸入信號(hào)的變化關(guān)系來(lái)描述

。比例閥的靜態(tài)性能指標(biāo)n

比例閥靜態(tài)特性所反映的主要特征指標(biāo)nnnnn滯

回重復(fù)性死

區(qū)分辨率線性度33比例閥的滯回和重復(fù)性重復(fù)性滯回34比例閥的死區(qū)和分辨率死區(qū)分辨率35比例調(diào)速閥的靜態(tài)特性曲線36比例閥的動(dòng)態(tài)性能n

比例閥的動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)37頻率響應(yīng)階躍響應(yīng)頻率響應(yīng)n

在不同頻率等幅值正弦輸入信號(hào)掃描下，計(jì)算不同頻率下輸出信號(hào)幅值相對(duì)于輸入信號(hào)幅值之比，即為幅頻特性，輸出信號(hào)相位相對(duì)于輸入信號(hào)相位差，即相頻特性。比例方向閥的頻率特性幅頻特性：

-3dB幅頻寬相頻特性：

-90°相頻寬階躍響應(yīng)n

在額定供油壓力下，當(dāng)比例閥輸入信號(hào)從零至額定值之間作不同幅值的階躍時(shí)，閥心位移(對(duì)應(yīng)輸出量從

0％～100％)隨時(shí)間的變化關(guān)系。通常用上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量來(lái)衡量比例閥動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)劣。40比例方向閥的階躍響應(yīng)n

比例閥放大電路對(duì)輸入信號(hào)