《机液伺服系统》PPT课件

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1、第4章机液伺服系统本章摘要概念：由机械反馈装置和液压动力元件所组成的反馈控制系统称为机械液压伺服系统。主要用来：进行位置控制，也可以用来控制其它物理量，如原动机的转速控制等。第4章机液伺服系统本章摘要机液位置伺服系统结构柔度对系统稳定性的影响动压反馈装置和液压转矩放大器由液压放大元件和液压执行元件所组发的液压动力元件，实际上就是一个开环控制系统。如果将液压执行元件的输出位移量与指令信号相比较后的误差信号再控制液庄放大元件，就是闭环位置控制系统。也就是说，在开环控制的基础上，通过负反馈装置—即比较元件+测量反馈元件就可以构成闭环液压控制系统。第4章机液伺服系统将输入量与反馈量比较后的误差信号对输

2、出量不断调整以求减少误差的系统称随动系统或伺服系统。如果比较反馈元件由机械元件充当，则称为“机液伺服系统”，以区别于电反馈系统。“机液伺服系统”广泛的应用于飞机舵面控制、火炮瞄准机构操纵、车辆转向控制、仿形机床以及伺服变量泵等处。第4章机液伺服系统第4章机液伺服系统4.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）－、工作原理及传递函数XPXi升力阻力飞机舵机液控制系统上应用pS飞机舵机指令位移比较杠杆舵机位移XPXV-杠杆比较XP手XiX1X2比较反馈原理X1指令baXi舵机位移-X2XPabXPXi舵机位移XV手动XV=X1-X24.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）指令液压动力元件扰动液压缸飞机

3、舵机XPXV伺服阀液压能源pS飞机舵机XV文字方框图XPXi比较杠杆舵机位移手动ab-杠杆比较Xi比较元件要求：1）与指令元件相连（手）2）与被控对象相连（舵机）3）与放大元件相连（阀芯）－、工作原理及传递函数指令液压动力元件扰动液压缸飞机舵机XPXV伺服阀液压能源-杠杆比较Xi不考虑反馈的阀控缸传递函数－、工作原理及传递函数动力元件-杠杆比较Xi阀控缸传递函数指令液压动力元件扰动液压缸飞机舵机XPXV伺服阀液压能源-杠杆比较Xi－、工作原理及传递函数方框图简化动力元件-杠杆比较Xi开环传递函数一、工作原理及传递函数开环传递函数开环传递函数传递函数4.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）方框图

4、的画法穿越频率相位裕量30°～60°幅值裕量开环传递函数4.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）4.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）4.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）4.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）4.1外反馈机液伺服系统（杠杆比较反馈）影响机液伺服系统稳定性的主要因素：1系统开环增益2积分环节3系统固有频率和阻尼比4延时环节和非最小相位环节4.1外反馈机液伺服系统系统稳定的充要条件控制理论中所讨论的稳定性是指自由振荡下的稳定性，即讨论输入线性定常系统为零而初始偏差不为零时，自由振荡是收敛的还是发散的。线性定常系统稳定的充要条件：是特征方程的根具有负实部；或者说系统的闭环极点

5、均位于复平面的左半部。稳定判据：（1）劳斯判据：是一种代数判据（2）乃氏判据：是一种几何判据（3）对数频率特性的稳定判据即利用开环系统的波德图来判别系统的稳定性。系统的频域指标:1、开环频域指标：穿越频率：wc(又称增益交界频率）。指开环波德图上幅频特性的幅值（增益）L=0处的频率值。相位裕量γ：指在wc处[开环剪切（穿越）频率]的开环相频特性与－180°线的相位差，即γ＝180°+φ(wc)。一般要求：γ＝30°～60°幅值裕量Kg：又称增益裕量。指在相位等于－180°时的频率处wg处（称相位交界频率）幅频特性幅值的相反数，即Kg＝－L（wg）（dB)，一般要求Kg＞6dB。系统的频域指标2

6、、闭环频域指标：谐振频率：wγ。指闭环波德图上的幅值（增益）为最大Lmax处的频率值。一般要求wγ＞300rad/s。谐振峰值Mγ：指对应于Lmax的闭环频率特性的幅值，一般要求Mγ＜1.04闭环截止频率wb：指闭环波德图上,当幅值特性的增益值下降到零频率处增益值以下3dB时所对应的频率。相应0～wb称为系统频宽。一般要求wb＝0～400rad/s。系统频宽有时称幅频宽，用w-3dB表示。-90°带宽w-90°。指在闭环波德图上，零频率到相频特性＝-90°处所对应频率的频率范围，一般要求w-90＝0～350rad/s。带宽w-90有时称相频宽穿越频率相位裕量30°～60°幅值裕量4.1外反馈机

7、液伺服系统二、稳定性分析幅值稳定性裕量14.2结构柔度对系统稳定性的影响影响机液伺服系统稳定性的主要因素：1系统开环增益2积分环节3系统固有频率和阻尼比4延时环节和非最小相位环节4.2结构柔度对系统稳定性的影响一、基本方程与传递函数：4.2结构柔度对系统稳定性的影响一、基本方程与传递函数：4.2结构柔度对系统稳定性的影响一、基本方程与传递函数：4.2结构柔度对系统稳定性的影响4.2结构柔度对系统稳