液压与气压传动技术教学课件作者林灿东第9章.ppt

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1、第9章液压伺服系统第1节液压伺服系统概述第2节液压伺服阀第3节电液伺服阀第4节液压伺服系统应用返回第1节液压伺服系统概述液压伺服系统是在液压传动和自动控制理论的基础上，建立起来的一种液压自动控制系统。液压伺服系统又称随机系统或跟踪系统，也是一种功率放大装置。在这种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律动作。液压伺服系统除了具有液压传动的各种优点外，还有响应快、惯性小、系统刚性大和伺服精度高等特点，所以得到了广泛应用。一、液压伺服系统工作原理图9一1所示为一种简单的液压传动系统。当给阀芯输入位移二l，则滑阀移动一个开口量二v，此时压力油进入无杆腔，推动缸体向右运动，即有一输出

2、位移x。它与输入位移大小二1无直接关系，而与液压缸结构尺寸有关。下一页返回第1节液压伺服系统概述若将上述滑阀和液压缸组合成一个整体，上述系统就变成了一个简单的液压伺服系统，如图9-2所示。如果控制滑阀处于中间位置，没有信号输入，即xi=0时，阀芯凸肩正好堵住液压缸的两个油口，缸体不动，系统的输出量xo=0，负载停止不动，处于静止平衡状态。若给控制滑阀输入一个向右的位移xi,阀芯偏离其中间位置，液压缸进出油路同时打开，进油口相应的输入量为xv,，压力油经过节流口进入液压缸的无杆腔，而液压缸有杆腔的油通过另一个节流口回油，液压缸产生一个向右的位移xv,，由于控制阀的阀体和液压缸的缸体连在一起，成为

3、一个整体，随着输出量增加，滑阀的开口量x、逐渐减少，当xo增加到xi时，开口量xv,=0，油路关闭，液压缸停止运动，负载停止在一个新的平衡位置上。如果继续给控制滑阀向右的输入信号，液压缸就会跟随这个信号继续向右运动。上一页下一页返回第1节液压伺服系统概述反之，若给控制滑阀输入一个向左位移的输入信号，则液压缸就会跟随这个信号向左运动。由此可以看出，伺服系统与一般的液压传动系统不同，控制阀的阀体与液压缸的缸体实现刚性连接成为一个整体，因而两者必然同步运动。控制阀移动多少距离，液压缸也移动多少距离;控制阀移动的速度快，液压缸移动的速度也快;控制阀向哪个方向移动，液压缸也向哪个方向移动)只要给控制阀一

4、定规律的输入信号，执行元件就会自动地、准确地跟随控制阀运动。所以，只要给控制阀以某一规律的输入信号，则执行元件(系统输出)就会自动地、准确地跟随控制阀，并按照这个规律运动，这就是液压伺服系统的工作原理。上一页下一页返回第1节液压伺服系统概述在液压伺服系统中，一般控制元件(控制阀)称为控制环节或输入环节，加给控制元件的信号称为输入信号，输入信号的大小称为输入量。伺服液压缸产生的位移变化量称为输出量。液压伺服系统的基本工作原理可用如图9一3所示的方框图表示。二、液压伺服系统的特点及组成1.液压伺服控制系统的基本特点①液压伺服系统是一个自动位置跟随系统，输出量能够自动地跟随输入量的变化规律发生变化。

5、②液压伺服系统是一个负反馈系统。因为缸体和阀体的刚性连接使输出信号与输入信号变化方向相反，叠加的结果将使净输入信号减弱以至消除，所以液压伺服系统是一个负反馈系统。上一页下一页返回第1节液压伺服系统概述如果没有负反馈，只要控制滑阀的控制口有一个输入位移，液压缸就会以一定的速度运动，一直到走完缸的全部行程为止。所以说反馈环节是液压伺服系统中必不可少的组成部分。③液压伺服系统是一个功率(或力)的放大系统。移动滑阀所需信号的功率很小，而系统的输出功率是由液压缸的压力油的流量和压力决定的，可以很大，输出力比输入力大几百倍甚至数千倍。④液压伺服系统是一个误差系统。液压缸位移x和阀芯位移x}之间不存在偏差时

6、(即当控制滑阀处于零位)，系统处于静止状态。由此可见，欲使系统有输出信号，首先必须保证控制滑阀具有一个开口量，即x:}0。系统的输出信号和输入信号之间存在偏差是液压伺服系统工作的必要条件，也就是说没有误差，伺服系统就不工作而处于静止状态。上一页下一页返回第1节液压伺服系统概述2.液压伺服系统的组成如图9-4所示，液压伺服系统由以下一些基本元件组成:①输入元件:也称指令元件，它给出输入信号(指令信号)加于系统的输入端，可以是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电位器或计算机等。②反馈元件:检测输出量，将其转成相应反馈信号，送回比较元件，传感器常作为反馈测量元件。③比较元件:将反馈信号与输入信号

7、进行比较，给出偏差信号，作为放大转换元件的输入信号。上一页下一页返回第1节液压伺服系统概述④放大变换元件:将偏差信号放大、变换后控制执行元件，如机液伺服阀、电液伺服阀等。⑤执行元件:直接带动控制对象动作的元件，如液压缸和液压马达等。⑥控制对象:被控制的机器设备或物体，即负载，如工作台、刀架等。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。上一页返回第2节液压伺服阀一、液压伺服系