电气比例伺服技术现状及其发展

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1、2005年6月农业机械学报第36卷第6期电气比例ö伺服技术现状及其发展彭太江　杨志刚　阚君武　程光明　　【摘要】　随着气动技术的发展,电气比例ö伺服技术在伺服控制系统中得到广泛的应用。对现有电气比例ö伺服控制阀的结构及工作原理作了简单的叙述,结合新型驱动方法阐述了未来电气比例ö伺服控制元件的发展。关键词:气动元件　电气比例ö伺服技术　压电驱动　超磁致伸缩中图分类号:TP214文献标识码:AStatusandDevelopmentofElectric-pneumaticProportionöservoTec

2、hnologyPengTaijiangYangZhigangKanJunwuChengGuangming(JilinUniversity)AbstractWiththedevelopmentofpneumatictechnology,electric2pneumaticproportionöservotechnologyhasbeenwidelyusedinindustryautomatization,moreandmoreproportionöservovalveshavebeendevelopedan

3、dusedinpneumaticorientationsystem.Theirstructuresandprinciplewerenarratedindetailsandatthesametime,thenewactuatorsusedinelectric2pneumaticproportionöservovalveinthefuturewerepresented.KeywordsPneumaticelement,Electric2pneumaticproportionöservotechnology,P

4、iezoelectricdrive,Giantmagnetostriction引言1　电气比例ö伺服技术现状气动技术是一门正在蓬勃发展的技术,随着电气动技术是通过控制和调节气流的运动方向、子技术、计算机技术、材料科学、控制技术等现代工流量、压力来实现被控对象的运动方向、速度以及力[1,2]业技术的迅猛发展,气动技术得到广泛的应用,的控制。在传统气动控制系统中,通常采用换向阀改特别是在医疗、电气设备、IC制造、汽车、机床、食品变气流的方向,节流阀调节流量,调压阀调节压力,[3]加工以及搬运等领域。气动产品由

5、于成本低、结构然而这些气动元件的可调量都是以机械方式调定简单、适应范围广等优点,在工业自动化领域受到重的,适应不了高精度伺服定位系统的要求。[4～10]视,也是工业发达国家研究的热点。111　电气比例ö伺服控制阀气动技术的进步,离不开气动元件的发展,高性电气比例ö伺服控制阀都具有按输入信号控制能比例ö伺服控制阀、伺服气缸等元件的研究显得尤气流压力和流量的作用。传统电气比例ö伺服控制[11,12]为重要,气动元件的开发研究推动了气动技术阀采用机械力反馈控制原理,静态和动态特性往往的发展。但气动比例ö伺服控制

6、阀的研究开发尚有待不理想。随着传感技术、电子技术、控制技术等的发深入,目前所能见到的产品还不多,特别是高精度伺展,各种新型电气比例ö伺服控制阀相继出现并得[9,10]服定位系统的比例ö伺服控制阀。到广泛应用。气动比例ö伺服控制阀主要由控制收稿日期:20031030彭太江　吉林大学机械科学与工程学院　博士生,130025　长春市杨志刚　吉林大学链传动研究所　教授　博士生导师阚君武　吉林大学链传动研究所　副教授　博士程光明　吉林大学机械科学与工程学院　教授　博士生导师　第6期彭太江等:电气比例ö伺服技术现状及

7、其发展127器、可动部件驱动机构、气动放大机构以及传感器等输出压力超过设定值时,将排气用电磁阀打开,气流组成,如图1所示。一部分通过排气高速开关阀排出,直到输出压力与电气比例ö伺服控制阀按照输出量分为流量型输入信号成比例为止。这种比例阀结构紧凑,稳定性和压力型两种,它们在内部结构中都有反馈环节,流高(直线性为满值的±1%,迟滞为满值的±015%,量型控制阀多用位移传感器检测阀芯位移形成电反重复性为满值的±015%),响应快(无负载时[3]馈,而压力型控制阀多用压力传感器检测输出压力011s)。产生反馈信号

8、,经控制电路实现输入信号对输出信号的比例控制。比例阀与伺服阀区别在于:①比例阀能应用伺服机构以外的开环回路。②比例阀加工精度低于伺服阀。③比例阀的控制精度和动态性能低于伺服阀。④操作比例阀的输入功率较大。控制器直流比例电磁铁动铁式力马达电磁式动铁式力矩马达动圈式力马达驱动机构动圈式力矩马达机械式气动比例ö气压式图3　高速开关电磁阀型比例控制阀原理及框图伺服控制阀叠堆式压电式Fig.3Principleofonöoffelect