液壓傳動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)備課講稿.ppt

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1、第11章液壓伺服系統(tǒng)§11.1概述§11.2典型的液壓伺服控制元件§11.3電液伺服閥§11.4液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例伺服系統(tǒng)又稱隨動(dòng)系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng)，是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，執(zhí)行元件能以一定的精度自動(dòng)地按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律動(dòng)作。液壓伺服系統(tǒng)是用液壓元件組成的伺服系統(tǒng)。液壓伺服系統(tǒng)(1/1)這里將節(jié)流閥的開口大小定義為輸入量，將液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度定義為輸出量或被調(diào)節(jié)量。在上述系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載、油溫等參數(shù)的變化而引起輸出量（液壓缸速度）變化時(shí)，這個(gè)變化并不影響或改變輸入量（閥的開口大?。?，這種輸出量不影響輸入

2、量的控制系統(tǒng)被稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)不能修正由于外界干擾引起的輸出量或被調(diào)節(jié)量的變化，因此控制精度較低。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(2/10)液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(3/10)為了提高系統(tǒng)的控制精度，可以設(shè)想節(jié)流閥由操作者來調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)過程中，操作者不斷地觀察液壓缸的測(cè)速裝置所測(cè)出的實(shí)際速度，并判斷實(shí)際速度與所要求的速度之間的差別。然后，操作者按這一差別來調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口量，以減少這一差值（偏差）。例如，由于負(fù)載增大而使液壓缸的速度低于希望值時(shí)，操作者就相應(yīng)地加大節(jié)流閥的開口量，從而使液壓缸

3、的速度達(dá)到希望值。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(4/10)使液壓缸的速度達(dá)到希望值的調(diào)節(jié)過程可表示為：液壓缸速度調(diào)節(jié)過程示意圖由此可以看出，輸出量（液壓缸速度）通過操作者的眼、腦和手來影響輸入量（節(jié)流閥的開口量）。這種反作用被稱為反饋。在實(shí)際系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，必須以電器、機(jī)械裝置來代替人，這就是反饋裝置。由于反饋的存在，控制作用形成了一個(gè)閉合回路，這種帶有反饋裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)，被稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(5/10)在圖示電液伺服閥控制的液壓缸速度閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)中不僅使液壓缸

4、速度能任意調(diào)節(jié)，而且在外界干擾很大（如負(fù)載突變）的工況下，仍能使系統(tǒng)的實(shí)際輸出速度與設(shè)定速度十分接近，即具有很高的控制精度和很快的響應(yīng)性能。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(6/10)閥控油缸閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖1－齒條；2－齒輪；3－測(cè)速發(fā)電機(jī)；4－給定電位計(jì)；5－放大器；6－電液伺服閥；7－液壓缸該系統(tǒng)的工作原理如下：在某一穩(wěn)定狀態(tài)下，液壓缸速度由測(cè)速裝置測(cè)得（齒條1、齒輪2和測(cè)速發(fā)電機(jī)3）并轉(zhuǎn)換為電壓uf0。這一電壓與給定電位計(jì)4輸入的電壓信號(hào)ug0進(jìn)行比較。其差ue0=ug0-uf0值經(jīng)積分放大器放大后，

5、以電流i0輸入給電液伺服閥6。電液伺服閥按輸入電流的大小和方向自動(dòng)地調(diào)節(jié)其開口量的大小和移動(dòng)方向，控制輸出油液的流量大小和方向。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(7/10)對(duì)應(yīng)所輸入的電流i0，電液伺服閥的開口量穩(wěn)定地維持在xv0，伺服閥的輸出流量為q0，液壓缸速度保持為恒值?0。如果由于干擾的存在引起液壓缸速度增大，則測(cè)速裝置的輸出電壓uf>uf0，而使ue=ug0-uf

6、連續(xù)變化時(shí)，液壓缸速度也隨之連續(xù)地按同樣規(guī)律變化，即輸出自動(dòng)跟蹤輸入。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(8/10)液壓伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：（1）反饋。把輸出量的一部分或全部按一定方式回送到輸入端，并和輸入信號(hào)進(jìn)行比較，這就是反饋。在上例中，反饋（測(cè)速裝置輸出）電壓和給定（輸入信號(hào)）電壓是異號(hào)的，即反饋信號(hào)不斷地抵消輸入信號(hào)，這是負(fù)反饋。自動(dòng)控制系統(tǒng)大多數(shù)是負(fù)反饋。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(9/10)（2）偏差。要使液壓缸輸出一定的力和速度，伺服閥必須有一定的開口量，因此輸入和輸出之間必須有偏差信號(hào)。液壓缸運(yùn)

7、動(dòng)的結(jié)果又力圖消除這個(gè)誤差。但在伺服系統(tǒng)工作的任何時(shí)刻都不能完全消除這一偏差，伺服系統(tǒng)正是依靠這一偏差信號(hào)進(jìn)行工作的。（3）放大。執(zhí)行元件（液壓缸）輸出的力和功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸入信號(hào)的力和功率，其輸出的能量是液壓能源供給的。（4）跟蹤。液壓缸的輸出量完全跟蹤輸入信號(hào)的變化。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)(10/10)2.液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)在速度伺服系統(tǒng)的職能方框圖中，圖中一個(gè)方框表示一個(gè)元件，方框中的文字表明該元件的職能。帶有箭頭的線段表示元件之間的相互作用，即系統(tǒng)中信號(hào)的傳遞方向。速度伺服

8、系統(tǒng)職能方框圖液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)(1/5)職能方框圖明確地表示了系統(tǒng)的組成元件、各元件的職能以及系統(tǒng)中各元件的相互作用。因此，職能方框圖是用來表示自動(dòng)控制系統(tǒng)工作過程的。由職能方框圖可以看出，上述速度伺服系統(tǒng)是由輸入（給定）元件、比較元件、放大及轉(zhuǎn)換元件、執(zhí)行元件、反饋元件和控制對(duì)象組成的。液壓伺服系統(tǒng)的職能方塊圖和系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)(2/5)速度伺服系統(tǒng)職能方框圖實(shí)際上，任何一個(gè)伺服系統(tǒng)都是由