電液伺服系統(tǒng)及其控制文檔

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1、電液系統(tǒng)及其控制1概述1.1電液控制系統(tǒng)工作原理及組成一.工作原理電液控制系統(tǒng)又稱電液伺服系統(tǒng),是以電氣信號為輸入,以液壓信號為輸出,電氣檢測傳感器元件為反饋構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng).由于是電氣和液壓相結(jié)合,因而系統(tǒng)可發(fā)揮兩者的優(yōu)點.電氣信號便于測量轉(zhuǎn)換放大處理校正,電氣檢測傳感器元件便于檢測各種物理量,且快速和多樣性;液壓信號輸出功率大速度快,執(zhí)行元件具有慣性小等優(yōu)點.所以結(jié)合起來的電液控制系統(tǒng)具有控制精度高,響應(yīng)速度快,信號處理靈活,輸出功率大,結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕等優(yōu)點.輸入電氣信號通常有電位器,電子放大器,PLC控制器和計算機等.電氣檢測傳感器元件通

2、常有位置傳感器,壓力傳感器,速度傳感器,編碼器等元件.輸出是以液壓動力執(zhí)行元件(油缸和馬達)和伺服元件組成的反饋控制系統(tǒng).如圖所示:在此系統(tǒng)中,輸出量(位移,力,速度等)通過反饋傳感器(位移傳感器,力傳感器,速度傳感器等)能自動地快速地準確地反映其變化.并與原先的給定的給定量進行比較,再放大輸入給伺服閥,改變其閥芯位移,從而控制輸出的壓力和流量,驅(qū)動執(zhí)行元件運動,直至輸人量與輸出量一致為止.舉例:1.閥控式電液位置控制伺服系統(tǒng)(如上圖)圖中所示為雙電位器電液位置控制伺服系統(tǒng)的工作原理圖.該系統(tǒng)控制工作臺的位置,使其按指令電位器給定的規(guī)律變化.系統(tǒng)

3、由指令電位器,反饋電位器,電子放大器,電液伺服閥,液壓缸和工作臺組成.其工作原理如下:指令電位器將位置指令xi轉(zhuǎn)換成指令電壓ur,被控制的工作臺位置xp由反饋電位器檢測轉(zhuǎn)換成反饋電壓ui.兩個線性電位器接成橋式電路,從而得到偏差電壓ue=ur-uf.當工作臺位置xp與指令位置xi一致時,電橋輸出偏差電壓ue=0,此時伺服放大器輸出電流為零,電液伺服閥處于零位,沒有流量輸出,工作臺不動.當指令電位器位置發(fā)生變化,如向右移動一個位移Oxi,在工作臺位置發(fā)生變化之前,電橋輸出偏差電壓ue=KOx,偏差電壓經(jīng)伺服放大器放大后變?yōu)殡娏餍盘柸タ刂齐娨核欧y,

4、37電液伺服閥輸出壓力油到液壓缸,推動工作臺右移.隨著工作臺的移動,電橋輸出偏差電壓逐漸減小,當工作臺移動Oxp等于指令電位器位移Oxi時,電橋輸出偏差電壓為零,工作臺停止移動.反之亦然.系統(tǒng)的工作原理方塊圖如下:2.泵控式電液速度控制伺服系統(tǒng)該系統(tǒng)的液壓動力執(zhí)行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.由于操縱變量機構(gòu)所需要的力較大,通常采用一個小功率的液壓放大裝置作為變量控制機構(gòu).如圖所示為一泵控式電液速度控制伺服系統(tǒng)的原理圖.圖中所示系統(tǒng)采用閥控式電液位置控制機構(gòu)作為泵的變量控制機構(gòu).液壓馬達的輸出速度由測速發(fā)電機檢測

5、,轉(zhuǎn)換為反饋電壓信號uf,與輸入指令電壓信號ur相比較,得出偏差電壓信號ue=ur-uf,作為變量控制機構(gòu)的輸入信號.當速度指令為ur0時,負載以某個給定的轉(zhuǎn)速w0工作,測速機輸出反饋電壓uf0,則偏差電壓ue0=ur0-uf0,這個偏差電壓對應(yīng)于一定的液壓缸位置,從而對應(yīng)于一定的泵流量輸出,此流量為保持負載轉(zhuǎn)速w0所需的流量.如果負載變化或其它原因引起轉(zhuǎn)速變化時,則uf不等于uf0,假如w大于w0,即uf大于uf0,則ue=ur0-uf小于ue0,使液壓缸輸出位移減小,使泵輸出流量減小,液壓馬達轉(zhuǎn)速自動下調(diào)至給定值.反之,如果轉(zhuǎn)速下降,則uf小

6、于uf0,則ue=ur0-uf大于ue0,使液壓缸輸出位移增大,使泵輸出流量增大,液壓馬達轉(zhuǎn)速自動回升至給定值.結(jié)論:速度指令一定時,液壓馬達轉(zhuǎn)速保持恒定;速度指令變化時,液壓馬達轉(zhuǎn)速也相應(yīng)變化.系統(tǒng)的工作原理方塊圖如下:37二.電液伺服控制系統(tǒng)組成1.輸入元件---其功用是給出輸入信號加于系統(tǒng)的輸入端.可以是機械的,電氣的等如靠模,電位器,計算機等.2.反饋測量元件---測量系統(tǒng)輸出并轉(zhuǎn)換為反饋信號.如各類傳感器(位置傳感器,壓力傳感器,速度傳感器等).3.比較元件---將輸入信號與反饋信號進行比較,給出偏差信號.4.放大轉(zhuǎn)換元件---將偏差信

7、號放大,轉(zhuǎn)換成液壓信號.妲伺服放大器,電液伺服閥等.5.執(zhí)行元件---產(chǎn)生調(diào)節(jié)動作加于控制對象上,如液壓缸和液壓馬達等.6.控制對象---被控制的設(shè)備等,即負載.7.液壓能源裝置及各種校正裝置等.1.2電液伺服控制的分類電液伺服控制系統(tǒng)可按不同的原則分類,基本上有五大類.一.按被控對象的物理量名稱分類1.位置伺服控制系統(tǒng)主要是控制被控對象的位置精度的伺服控制系統(tǒng),妲機床工作臺的位置,板帶軋機的板厚,振動試驗臺等系統(tǒng).2.速度伺服控制系統(tǒng)主要是控制被控對象的速度精度的伺服控制系統(tǒng),如原動機的調(diào)速,雷達天線的速度控制等.3.力伺服控制系統(tǒng)以力為被調(diào)量

8、的伺服控制系統(tǒng),如材料試驗機,軋機張力控制系統(tǒng)等.二.按執(zhí)行元件的控制方式分類1.閥控式伺服控制系統(tǒng)利用伺服閥控制的伺服控制系統(tǒng)稱為閥控