液压与气压传动 教学课件 作者 倪春杰 主编 赵忠宪 副主编 chapter9第九章液压伺服控制系统.ppt

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1、学习目标1.了解液压伺服控制系统的工作原理、组成、类型；2、了解液压伺服控制系统的优缺点。第九章液压伺服控制系统第一节液压伺服控制系统概述响应速度快、负载刚度大、控制功率大。在这种系统中，输出量(位移、速度、力等)能够自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。与此同时，还对输入信号进行功率放大，因此也是一个功率放大装置。一、液压伺服控制系统的工作原理和组成液压缸的运动（输出量）自动而准确地复现了阀芯的运动（输入量）变化规律。图示状态下，液压缸处于相对平衡状态。当滑阀5右移xi时，b口增大，b口前后压差减小

2、，活塞2无杆腔压力增加，流量增大；同时a口增大，a口前后的压差减小，活塞2有杆腔的压力减小。液压缸在左右两腔压差的作用下随滑阀5右移xp直至液压缸重新达到平衡。1－液压缸2－活塞3－溢流阀4—液压泵5—滑阀1.原理2．组成输入元件：也称指令元件，将输入信号(指令信号)加于系统的输入端。放大转换元件：将误差信号放大、转换成液压能量。如机液伺服阀、电液伺服阀等。执行元件：将产生调节动作的液压能量加于控制对象上，实现调节任务。如液压缸和液压马达等。反馈测量元件：测量系统的输出并转换为反馈信号。如各种传感器。比较

3、元件：将反馈信号与输入信号进行比较，得出误差信号。多为减法器。控制对象：被控制的机器设备或物体，即负载。此外，还可能有各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装置。二、液压伺服控制系统的特点位置跟踪（随动）；力（或功率）放大；有反馈；依靠误差工作。三、液压伺服控制系统的分类1、按输入信号介质分：机液伺服系统、气液伺服系统、电液伺服系统等。2、按输出物理量分：位置伺服系统、速度伺服系统、力(或压力)伺服系统等。3、按控制元件分：阀控系统和泵控系统两类。四、液压伺服控制系统的优缺点液压伺服系统与电气伺服

4、系统相比有三个优点﹕（1）体积小﹐重量轻﹐惯性小﹐可靠性好﹐输出功率大﹔（2）快速性好﹔（3）刚度大(即输出位移受外负载影响小)﹐定位准确。缺点是加工难度高﹐抗污染能力差﹐维护不易﹐成本较高。第二节液压伺服阀双边阀单边阀四边阀单边、双边控制滑阀用于一般精度要求的系统；四边控制滑阀多用于精度要求较高的系统。一、机液伺服阀1．滑阀按滑阀零位时开口型式：负开口（正遮盖或正重叠）、零开口（零遮盖或零重叠）和正开口（负遮盖或负重叠）。一、机液伺服阀1．滑阀2．射流管阀压力油从1的锥形喷嘴射出，经接收孔a、b进入液压

5、缸两腔。当射流管处于两接收孔的中间位置时，两接收孔内油压力相等，液压缸不动。当输入信号使射流管向左摆动一小角度时，Pb>Pa，液压缸向左移动,接收板(一体)也向左移动，形成负反馈，直至射流管又处于两接收孔中间位置时，液压缸停止运动。同理，当输入信号使射流管绕O轴向右摆动一小角度时，液压缸随之向右移动。2．射流管阀优点：射流管阀结构简单、加工精度要求低，抗污染能力强，工作可靠。缺点：射流管运动部件惯性较大、工作性能较差，能量损耗大，响应速度低；供油压力过高时易引起振动。应用：只适用于低压小功率场合。3．喷嘴

6、挡板阀当挡板处于中间位置时，p1=p2，液压缸不动。当输入信号使挡板向左偏摆时，可变节流孔道1小，2大，p1>p2，缸体向左移动。因负反馈作用，喷嘴跟随缸体左移，直至挡板两边对称时，停止运动。3．喷嘴挡板阀优点：结构简单，加工方便，挡板运动阻力小，惯性小，反应快，灵敏度高，对油液污染不太敏感。缺点：功率损耗大。应用：多用于小功率系统，或多级放大液压控制阀中的第一级。二、电液伺服阀电液伺服阀能将小功率的电信号转换为大功率的液压能输出，从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。电液伺服阀是一种比电液比例阀的精

7、度更高、响应更快的液压控制阀。其输出流量或压力受输入的电信号控制，主要用于高速闭环液压控制系统，而比例阀多用于响应速度相对较低的开环控制系统中。液压放大器的第一级是双喷嘴挡板阀，称前置放大级；第二级是四边滑阀，称功率放大级。二、电液伺服阀电液伺服阀由电-机械转换器（力马达或力矩马达）和液压放大器两部分组成。力矩马达液压放大器的第一级是双喷嘴挡板阀，称前置放大级；第二级是四边滑阀，称功率放大级。二、电液伺服阀三、典型液压伺服系统实例一、轮式车辆液压助力转向控制系统二、钢带张力控制系统在转向辊4的轴承上设置一

8、力传感器5，以检测带钢的张力，并用伺服液压缸1带动浮动辊6来调节张力。当实际张力>给定值时，产生的误差信号经电放大器9放大后输入给电液伺服阀7，使其有一定的开口量，供给一定的流量，液压缸1内活塞向上移动，浮动辊6上移，使张力减小直至5检测的实际张力值达到给定值。反之，当实际张力<给定值时，产生的误差信号控制活塞向下移动，浮动辊6下移，使张力增大，以减小其误差。用直流电机D1作牵引，直流电机D2作为负载，以产生所需张力。三、轧钢