液壓伺服系統(tǒng)控制

1、 液壓伺服控制系統(tǒng)是以液壓動力元件作驅(qū)動裝液壓伺服控制系統(tǒng)是以液壓動力元件作驅(qū)動裝 置所組成的反饋控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，輸出量置所組成的反饋控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，輸出量 ( (位移、速度、力等位移、速度、力等) )能夠自動地、快速而準確地復能夠自動地、快速而準確地復 現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。同時。還對輸入信號進行功現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。同時。還對輸入信號進行功 率放大，因此也是一個功率放大裝置。率放大，因此也是一個功率放大裝置。 滑閥是轉(zhuǎn)換放大元件，它將輸入的機械信號滑閥是轉(zhuǎn)換放大元件，它將輸入的機械信號(閥芯位閥芯位 移移)轉(zhuǎn)換成液壓信號轉(zhuǎn)換成液壓信號(流量、壓力流量、壓力)輸出，并加以功率放

2、輸出，并加以功率放 大。液壓缸是執(zhí)行元件，輸入是壓力油的流量，輸出大。液壓缸是執(zhí)行元件，輸入是壓力油的流量，輸出 是運動速度是運動速度(或位移或位移)。滑閥閥體與液壓缸體剛性連結(jié)。滑閥閥體與液壓缸體剛性連結(jié) 在一起，構(gòu)成反饋回路。因此，這是個閉環(huán)控制系統(tǒng)在一起，構(gòu)成反饋回路。因此，這是個閉環(huán)控制系統(tǒng) 。 液液壓伺服控制系統(tǒng)方塊圖壓伺服控制系統(tǒng)方塊圖 圖圖1.1 液壓伺服控制系統(tǒng)方塊圖液壓伺服控制系統(tǒng)方塊圖 液壓伺服控制具有下列之特性液壓伺服控制具有下列之特性 開回路與閉回路控制開回路與閉回路控制 圖1.4(a) 傳統(tǒng)之開回路液壓控制系統(tǒng) 傳統(tǒng)點到點閉回路液壓控制系統(tǒng)傳統(tǒng)點到點閉回路液壓控制系統(tǒng)

3、 閉回路液壓伺服機構(gòu)閉回路液壓伺服機構(gòu) 圖是泵控式電液速度控制系統(tǒng)的原理圖。該 系統(tǒng)的液壓動力元件由變量泵和液壓馬達組 成，變量泵既是液壓能源又是液壓控制元件。 泵控式電液速度控制系統(tǒng)的工作原理方塊圖 輸入訊號與輸出訊號關系 液壓伺服位置控制系統(tǒng) 液壓伺服速度控制系統(tǒng) 液壓伺服速度控制系統(tǒng) 微機液壓伺服控制系統(tǒng) 液壓伺服系統(tǒng)組成 輸入元件 反饋測量元件 比較元件 放大轉(zhuǎn)換元件 執(zhí)行元件 控制對象 伺服控制應用實例伺服控制應用實例 圖圖1.15 1.15 液壓伺服控制之車床靠模加工系統(tǒng)液壓伺服控制之車床靠模加工系統(tǒng) 圖圖1.16 CNC1.16 CNC數(shù)值控制機臺數(shù)值控制機臺X X、Y Y軸軸向

4、運動控制系統(tǒng)軸軸向運動控制系統(tǒng) 1.17 1.17 射出成型機射出壓力控制系統(tǒng)射出成型機射出壓力控制系統(tǒng) 圖圖1.18 1.18 軋鋼厚度控制軋鋼厚度控制 圖圖1.19 1.19 動力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1.2 液壓伺服與比例控制的分類 一、按系統(tǒng)輸入信號的變化規(guī)律分類 定值控制系統(tǒng)：當系統(tǒng)輸入信號為定值時稱為定值控 制系統(tǒng)。 程序控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入信號按預先給定的規(guī)律變 化時，稱為程序控制系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)：也稱隨動系統(tǒng)，其輸入信號是時間的未知 函數(shù)，而輸出量能夠準確、快速地復現(xiàn)輸入量的變化 規(guī)律。 二、按被控物理量的名稱分類 位置伺服控制系統(tǒng)、速度伺服控制系統(tǒng)、其它物 理量的控制系

5、統(tǒng)。 三、按液壓動力元件的控制方式或液壓控制元件的形 式分類 節(jié)流式控制(閥控式)系統(tǒng)：閥控液壓缸系統(tǒng)與閥 控液壓馬達系統(tǒng) 容積式控制系統(tǒng)：伺服變量泵系統(tǒng)與伺服變量馬 達系統(tǒng)。 四、按信號傳遞介質(zhì)的形式分類 機械液壓伺服系統(tǒng)、電氣液壓伺服系統(tǒng)與氣動 液壓伺服系統(tǒng)等。 1.3 液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點 （一）、液壓伺服控制的優(yōu)點 (1)液壓元件的功率重量比與力矩-慣量比大 可以 組成結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、加速性好的伺服系統(tǒng)。 (2)液壓動力元件快速性好，系統(tǒng)響應快。 (3)液壓伺服系統(tǒng)抗負載的剛度大，即輸出位移受負載 變化的影響小，定位準確，控制精度高。 （二）、液壓伺服控制的缺點 (

6、1) 液壓元件，特別是精密的液壓控制元件(如電液伺 服閥)抗污染能力差，對工作油液的清潔度要求高。 (2) 油溫變化時對系統(tǒng)的性能有很大的影響。 (3) 當液壓元件的密封設計、制造相使用維護不當 時容易引起外漏，造成環(huán)境污染。 (4) 液壓元件制造精度要求高，成本高。 (5) 液壓能源的獲得與遠距離傳輸都不如電氣系統(tǒng)方 便。 1.4 液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的發(fā)展與應用 液壓伺服控制是一 門新興的科學技術。它不但 是液壓技術的一個重要分支而且也是控制領域中的 一個重要組成部分。 在第一次與第二次世界大戰(zhàn)期間及以后，由于軍 事工業(yè)的刺激，液壓伺服控制因響應快、精度高、功 率重量比大等特點而受到特別

7、的重視，特別是近幾 十年，隨著整個工業(yè)技術的發(fā)展，促使液壓伺服與比 例控制得到迅速發(fā)展，使這門技術元論在元件與系統(tǒng) 分面，還是在評論與應用方面都日趨完善與成熟，形 成一門新興的科學技術。 目前，液壓伺服系統(tǒng)特別是電液伺服系統(tǒng)已成為 武器自動化與工業(yè)自動化的一個重要方面。在國防工 業(yè)與一般工業(yè)領域都得到了廣泛應用。 ABSABS（Anti-Lock Brake SystemAnti-Lock Brake System） 防鎖死煞車系統(tǒng)防鎖死煞車系統(tǒng) 主動式懸吊系統(tǒng)主動式懸吊系統(tǒng) 船舶操控系統(tǒng)船舶操控系統(tǒng)1 1 船舶操控系統(tǒng)船舶操控系統(tǒng)2 2 飛行操控系統(tǒng)飛行操控系統(tǒng) 液壓伺服系統(tǒng)應用實例液壓伺服

8、系統(tǒng)應用實例 防爆機器人防爆機器人 飛彈射控系統(tǒng)飛彈射控系統(tǒng) 太空梭太空梭 3D3D動態(tài)模擬器動態(tài)模擬器 動感電影院動感電影院 動態(tài)飛行模擬器動態(tài)飛行模擬器 手臂式升降平臺手臂式升降平臺 點焊機器人點焊機器人 雷射機械手追蹤系統(tǒng)雷射機械手追蹤系統(tǒng) 大白天，大白天，還吃飽了就睡還吃飽了就睡 液壓伺服系統(tǒng)組成 輸入元件 反饋測量元件 比較元件 放大轉(zhuǎn)換元件 執(zhí)行元件 控制對象 1.17 1.17 射出成型機射出壓力控制系統(tǒng)射出成型機射出壓力控制系統(tǒng) 圖圖1.18 1.18 軋鋼厚度控制軋鋼厚度控制 1.3 液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點 （一）、液壓伺服控制的優(yōu)點 (1)液壓元件的功率重量比與力矩-慣量比大 可以 組成結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、加速性好的伺服系統(tǒng)。 (2)液壓動力元件快速性好，系統(tǒng)響應快。 (3)液壓伺服系統(tǒng)抗負載的剛度大，即輸出位移受負載 變化的影響小，定位準確，控制精度高。 （二）、液壓伺服控制的缺點 (1) 液壓元件，特別是精密的液壓控制元件(如電液伺 服閥)抗污染能力差，對工作油液的清潔度要求高。 (2) 油溫變化時對系統(tǒng)的性能有很大的影響。 (3) 當液壓