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1、燕山大學(xué)《液壓伺服與比例控制系統(tǒng)》課程組歡迎使用《液壓伺服與比例控制系統(tǒng)》多媒體授課系統(tǒng)第1章緒論本章摘要液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的工作原理及組成液壓伺服與比例控制的分類介紹液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用一、采用電壓比較的液壓工作臺位置控制系統(tǒng)傳感器1被控對象傳感器2比較元件執(zhí)行元件放大元件指令元件電壓比較KaKaUi-UPDUKa控制框圖控制系統(tǒng)組成：被控對象指令元件比較元件指令傳感器反饋傳感器動(dòng)力元件（閥、缸）擾動(dòng)指令電位器反饋電位器伺服閥液壓能源I液壓缸電放大KaIUiE-電壓
2、比較UPKa被控工作臺XP工作臺指令Xi液壓動(dòng)力元件放大元件二、采用電壓比較的電動(dòng)工作臺位置控制系統(tǒng)傳感器1被控對象傳感器2比較元件執(zhí)行元件放大元件指令元件電動(dòng)力元件控制框圖擾動(dòng)指令電位器反饋電位器可控硅電源I電放大KaEUiE-電壓比較UPKa被控工作臺XP工作臺指令Xi電機(jī)控制系統(tǒng)組成：被控對象指令元件比較元件指令傳感器反饋傳感器動(dòng)力元件（可控硅、電機(jī)）將液壓動(dòng)力元件（伺服閥、缸）換成電動(dòng)力元件（可控硅與電動(dòng)機(jī)）三、采用力比較的液壓工作臺位置控制系統(tǒng)指令傳感器K1反饋傳感器K2F1F2F1=Xi*K1F2=Xp
3、*K2比較元件1K1+K2力比較XiK1指令傳感器K2反饋傳感器xvDFF1F1-F2F2伺服閥XP液壓動(dòng)力元件控制框圖采用力比較方式，用彈簧作為位移-力傳感器，以閥芯作為力比較元件。擾動(dòng)液壓缸1K1+K2DF-力比較Ka被控工作臺XP工作臺指令XiF1F1F2F2指令傳感器K1指令傳感器反饋傳感器K2反饋傳感器伺服閥液壓能源xv四、采用直接位置比較的液壓工作臺位置控制系統(tǒng)指令元件與閥芯相連受控對象與閥套相連Xi=X芯Xp=X套閥芯與閥套閥芯閥套直接位置比較Xv-位置比較XiX芯X套1指令與閥連1對象與閥套連伺服閥
4、XP閥芯與閥套控制框圖采用閥芯閥套直較方式擾動(dòng)液壓缸Xv-位置比較Ka被控工作臺XP工作臺指令XiX芯X套1指令傳感器1反饋傳感器伺服閥五、液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的組成液壓伺服與比例控制系統(tǒng)由以下一些基本元件組成：輸入元件：也稱指令元件，它給出輸入信號(指令信號)加于系統(tǒng)的輸入端，是機(jī)械的、電氣的、氣動(dòng)的等。如靠模、指令電位器或計(jì)算機(jī)等。反饋測量元件：測量系統(tǒng)的輸出并轉(zhuǎn)換為反饋信號。這類元件也是多種形式的。各種傳感器常作為反饋測量元件。比較元件：將反饋信號與輸入信號進(jìn)行比較，給出偏差信號。放大轉(zhuǎn)換元件：將偏差信號故
5、大、轉(zhuǎn)換成液壓信號(流量或壓力)。如伺服放大器、機(jī)液伺服閥、電液伺服閥、電液比例閥等。執(zhí)行元件：產(chǎn)生調(diào)節(jié)動(dòng)作加于控制對象上，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)任務(wù)。如液壓缸與液壓馬達(dá)等?？刂茖ο螅罕豢刂频臋C(jī)器設(shè)備或物體，即負(fù)載。其它：各種校正裝置，以及不包含在控制回路內(nèi)的液壓能源裝置。1.2液壓伺服與比例控制的分類一、按系統(tǒng)輸入信號的變化規(guī)律分類定值控制系統(tǒng)：當(dāng)系統(tǒng)輸入信號為定值時(shí)稱為定值控制系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入信號按預(yù)先給定的規(guī)律變化時(shí)，稱為程序控制系統(tǒng)伺服系統(tǒng)：也稱隨動(dòng)系統(tǒng)，其輸入信號是時(shí)間的未知函數(shù)，而輸出量能夠準(zhǔn)確、快速地
6、復(fù)現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。二、按被控物理量的名稱分類位置伺服控制系統(tǒng)、速度伺服控制系統(tǒng)、其它物理量的控制系統(tǒng)。三、按液壓動(dòng)力元件的控制方式或液壓控制元件的形式分類節(jié)流式控制(閥控式)系統(tǒng)：閥控液壓缸系統(tǒng)與閥控液壓馬達(dá)系統(tǒng) 容積式控制系統(tǒng)：伺服變量泵系統(tǒng)與伺服變量馬達(dá)系統(tǒng)。四、按信號傳遞介質(zhì)的形式分類機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)、電氣液壓伺服系統(tǒng)與氣動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)等。1.3液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)（一）、液壓伺服控制的優(yōu)點(diǎn)(1)液壓元件的功率—重量比與力矩-慣量比大可以組成結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、加速性好的伺服系統(tǒng)。(2)液
7、壓動(dòng)力元件快速性好，系統(tǒng)響應(yīng)快。(3)液壓伺服系統(tǒng)抗負(fù)載的剛度大，即輸出位移受負(fù)載變化的影響小，定位準(zhǔn)確，控制精度高。（二）、液壓伺服控制的缺點(diǎn)(1)液壓元件，特別是精密的液壓控制元件(如電液伺服閥)抗污染能力差，對工作油液的清潔度要求高。(2)油溫變化時(shí)對系統(tǒng)的性能有很大的影響。(3)當(dāng)液壓元件的密封設(shè)計(jì)、制造相使用維護(hù)不當(dāng)時(shí)．容易引起外漏，造成環(huán)境污染。(4)液壓元件制造精度要求高，成本高。(5)液壓能源的獲得與遠(yuǎn)距離傳輸都不如電氣系統(tǒng)方便。1.4液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用液壓伺服控制是一門新興的科學(xué)技
8、術(shù)。它不但是液壓技術(shù)的一個(gè)重要分支．而且也是控制領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分。 在第一次與第二次世界大戰(zhàn)期間及以后，由于軍事工業(yè)的刺激，液壓伺服控制因響應(yīng)快、精度高、功率—重量比大等特點(diǎn)而受到特別的重視，特別是近幾十年，隨著整個(gè)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，促使液壓伺服與比例控制得到迅速發(fā)展，使這門技術(shù)元論在元件與系統(tǒng)分面，還是在評論與應(yīng)用方面都日趨完善與成熟，形成一門新興的
