第6章 电液伺服系统ppt课件.ppt

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1、第9章电液伺服系统本章摘要介绍电液伺服系统类型，重点讲述了三种典型电液伺服系统（位置、速度、力）的分析，并对电液伺服系统的校正方法加以论述。9.1电液伺服系统的类型一、模拟伺服系统在模拟伺服系统中，全部信号都是连续的模拟量，模拟伺服系统重复精度高，但分辨能力较低(绝对精度低)。伺服系统的精度在很大程度上取决于检测装置的精度，另外模拟式检测装置的精度一般低于数字式检测装置．所以模拟伺服系统分辨能力低于数字伺服系统。另外模拟伺服系统中微小信号容易受到噪声和零漂的影响、因此当输入信号接近或小于输入端的噪声和零

2、漂时，就不能进行有效的控制了。二、数字伺服系统在数字伺服系统中，全部信号或部分信号是离散参量。因此数字伺服系统又分为全数字伺服系统和数字—模拟伺服系统两种。6.1电液伺服系统的类型9.2电液位置伺服系统的分析9.2.1系统的组成及其传递函数电液伺服系统的动力元件不外乎阀控式和泵控式两种基本型式，但由于所采用的指令装置、反馈测量装置和相应的放大、校正的电子部件不同，就构成了不同的系统。如果采用电位器作为指令装置和反馈测量装置，就可以构成直流电液位置伺服系统（如第一章所介绍的双电位器电液位置伺服系统）。当采

3、用自整角机或旋转变压器作为指令装置和反馈测量装置时，就可构成交流电液位置伺服系统。二、系统的稳定性分析二、系统的稳定性分析角度同步变压器机可以看作为比例环节：交流放大和解调器同样视为比例环节：伺服放大器的输入电压与输出电流近似成比例：伺服阀的传递函数：二、系统的稳定性分析式中i——马达轴与负载间齿轮传动比；TL——系统输出轴阻力矩；只考虑惯性负载，则阀控马达的滑阀位移对马达输出转角的传递函数为二、系统的稳定性分析系统的开环传递函数为式中Kv——系统开环增益。系统的开环传递函数为式中Kv——系统开环增益。

4、单位反馈时，系统的闭环传递函数为利用劳斯判据可知，欲使系统稳定，需满足：Kv＜2hhh值的计算不易准确又不易测定。一般取h=0.1~0.2。所以系统稳定条件为Kv＜(0.2~0.4)h为了防止系统中由于元件参数变化造成的影响，也为了得到满意的性能指标，一般相位裕量在30~60之间，幅值裕量为6~12分贝。故特征方程为：B．位置控制系统的闭环频率特性系统的闭环传递函数为分母的三次多项式可以分解为一个一阶因式和一个二阶因式的乘积：闭环惯性环节转折频率的无因次曲线bKv当h和Kv/h较小

5、时，当h和Kv/h较小时，nch当h和Kv/h较小时，2nc2h—Kv/h简化方框图：系统的闭环刚度特性系统的闭环刚度远远大于系统的开环刚度，系统的闭环刚度与开环放大系数成正比。为了减小由外负载力矩所引起的位置误差，希望提高外环放大系数，但开环放大系数的提高受系统稳定性的限制。为了得到较高的闭环刚度，可以在系统中加入校正装置，如滞后校正或在小回路中加入速度反馈校正等。6.3电液伺服系统的校正以上讨论了比例控制的电液位置伺服系统，其性能主要由动力元件参数所决定，对这种系统，单纯靠调整

6、增益往往满足不了系统的全部性能指标，这时就要对系统进行校正，高性能的电液伺服系统一般都要加校正装置。一、滞后校正滞后校正的主要作用是通过提高低频段增益，减小系统的稳态误差，或者在保证系统稳态精度的条件下，通过降低系统高频段的增益，以保证系统的稳定性。系统的精度分析系统对于干扰信号的闭环传递函数为此式称为系统闭环柔度特性，其倒数即为闭环刚度特性：系统闭环静态刚度为对于干扰信号TL来说，系统的结构是零型，干扰力矩引起位置误差为：静态误差：对于只有惯性负载的位置控制系统，对输入信号来说，系统的结构是I型。I型

7、系统没有位置误差而只有速度误差。速度误差等于输入速度Vi被开环放大系数除，即伺服阀死区和零飘引起的位置误差：如果伺服阀的死区、液压马达和负载摩擦的死区折合为电流误差il，电液伺服阀的零飘为i2，伺服放大器零飘折合到电液伺服阀为i3；这些因素引起的位置误差为Ke、Kd、Kf——反馈取出点经反馈通路到伺服阀输入的增益。C)测量元件的误差测量元件与负载连接，测量元件的固有误差、安装调试和校准误差会反映到输出轴上，其值假设为a。总位置误差为：位置控制系统的校正A)串联滞后校正作用：提高开环增益以提高精

8、度，其传递函数为：式中——超前环节的转折频率；——滞后超前比＞1。典型滞后校正网络校正后系统的开环传递函数为加入滞后校正的位置系统开环波德图一般要求：选择不超过10~20；Kg＝10~20dB、＝40~60；c位于rc和h之间的-20dB/dec区间。参数选取方法：当c确定后，取rc＝(1/4~1/5)c，调整rc满足稳定裕量要求。B)速度及加速度反馈校正反馈校正回路的闭环传递函数为式中K1——单有速度反馈校正时校