液压控制系统的分析与设计课件.ppt

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1、液压控制系统分析与设计硕士研究生课程内容简介液压控制系统概述：包括液压控制系统的工作原理、组成、分类、优缺点、发展和应用；液压控制阀：包括液压控制阀的结构和分类、液压控制阀静态特性的一般分析、零开口四边滑阀的静态特性、正开口四边滑阀的静态特性、双边滑阀的静态特性、滑阀受力分析、滑阀的功率和效率、滑阀的设计、喷嘴挡板阀的分析和设计、射流管阀；液压动力机构：包括阀控液压马达、四通阀控制对称液压缸、三通阀控制差动液压缸以及泵控液压马达的传递函数、动态特性和性能参数，结构柔度对液压动力机构动态特性的影响，液压动力机构的负载特性及优化

2、匹配；电液伺服阀：包括电液伺服阀的构成和分类、力矩马达、力反馈二级电液伺服阀、直接反馈二级滑阀式电液伺服阀、电液伺服阀的结构形式及其特点、电液伺服阀实验特性和主要性能参数；机液伺服系统的分析与设计：机液伺服系统的类型和基本原理、机液伺服系统的分析、机液伺服系统的设计、机液伺服系统的校正方法；电液伺服系统的分析与设计：电液位置伺服系统的构成和基本类型、电液位置伺服系统的分析与设计、具有弹性负载的液压位置伺服系统、电液伺服系统的校正、电液速度控制系统的分析与设计、电液力控制系统的分析与设计、液压能源。第一章液压控制系统概述伺服亦

3、称控制或随动。液压伺服控制是液压技术的一个新分支，是控制工程领域的一个重要组成部分。液压伺服控制系统不仅具有液压传动系统所固有的一系列优点，同时还具有高精度、高响应等显著优点。因此，近50年来，液压控制的理论和应用都得到了很大的发展。目前已广泛应用于航空、武器系统、机床、船舶、冶金、锻压、试验机、煤矿机械和动力设备等许多方面。液压伺服控制系统（简称液压控制系统）是由液压控制元件和液压执行元件作动力元件（动力机构）组成的控制系统。§1-1液压控制系统的工作原理和组成一、液压控制系统的工作原理(图1-1)在图1-1中，液压泵4是

4、系统的能源装置，它以恒定的压力向系统供油；溢流阀3用来调定供油压力。液压动力元件由伺服阀1和液压缸2组成。伺服阀1是控制元件,液压缸2是执行元件。伺服阀1按照节流原理控制流入执行元件的液流的流量、压力和液流方向，该系统又称为阀控式液压伺服系统。伺服阀阀体与液压缸缸体刚性连接，构成反馈回路，从而组成闭环控制系统。图1-1系统工作过程：伺服阀处于中间位置（零位）时，四个阀口均关闭，阀没有流量流出，液压缸不动。给阀一个输入位移xi→阀口a和b产生一个相应的开口量xv（=xi）→压力油经窗口a进入液压缸右腔→推动缸体右移；液压缸左腔

5、油液经窗口b排出。缸体右移的同时，带动阀体也右移，使阀的开口量减小，即xv=xi-xp。当xp=xi时，xv=0，液压缸停止运动，在一个新的位置上处于平衡，从而完成了液压缸输出位移xp对阀输入位移xi的跟随移动。如果阀芯反向移动，液压缸也反向跟随运动。因此，该系统是一个自动跟随系统（也称随动系统），该系统的工作原理可用图1-2的方块图表示。液压控制系统的特点输入输出间存在反馈连接，从而组成闭环控制系统；系统的主反馈为负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得出偏差信号。该偏差信号控制液压能源输入到液压执行元件的能量，使其

6、向减小偏差的方向运动，即以偏差来消除偏差；系统输入信号的功率很小，而系统输出功率可很大，因而它是一个功率放大装置。二、液压控制系统举例1、恒流式液压仿形刀架（图1-3）仿形刀架由单边滑阀控制单杆液压缸，通过阀体与液压缸刚性连接在一起构成反馈连接。仿形刀架由恒流液压能源供油，即供油流量等于常数，所以称为恒流式液压仿形刀架。与液压泵相连的压力阀起安全阀作用。图1-3图1-3恒流式液压仿形刀架液压控制系统液压缸活塞杆一侧油腔的压力p1由单边阀控制，无活塞杆侧油腔的压力pr由背压阀调定,为一常值,作为参考压力,以使液压缸能够产生反向

7、运动。在空载平衡位置时，p1Ar=prAh,滑阀开口量为xv0。在切削圆柱面时，仿形刀架在切削力F的作用下产生退让，改变了刀具相对触头的位置，这个位置变化量称为负载误差。在切削圆锥面时，滑阀开口量xv减小，控制压力p1升高，推动液压缸体后退，为了保证缸体后退速度，滑阀开口量要有一变化，由此引起刀具位置的变化量称为速度误差。恒压系统与恒流系统比较恒压系统的供油压力是恒定的，而供油流量是变化的；恒流系统的供油流量是恒定的，而供油压力是变化的。在恒压系统中，与泵相连的压力阀是常开的，起溢流阀作用；在恒流系统中，必须采用正开口的控制

8、阀，以构成旁路泄漏通道，这样才能改变输入到液压缸的流量。2、电液位置系统（图1-4）该系统由指令电位器、反馈电位器、电放大器、电液伺服阀、液压缸和工作台等组成。该系统控制台（负载）的位置，使之按照指令电位器给定的规律变化。因为采用电液伺服阀液压控制元件，该系统也称为阀控式电液伺服阀系统。图