液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)課程課件

液氣壓系統(tǒng)分析本門課程的主要內(nèi)容及目的主要內(nèi)容液壓基本回路分析液壓系統(tǒng)工作原理分析（機(jī)床、工程機(jī)械、兵器等）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及維護(hù)目的：熟練掌握各類液壓典型回路；掌握液壓系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)方法；參考書：流體傳動(dòng)與控制，張光涵等，成都科技大學(xué)出版社；液壓系統(tǒng)建模與仿真，李永堂等，冶金工業(yè)出版社；第一章液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的討論本章提要?dú)v史回顧前言發(fā)展現(xiàn)狀未來展望在回顧流體傳動(dòng)及控制學(xué)科發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上，對20世紀(jì)90年代后期以來液壓學(xué)科的發(fā)展作了綜合評(píng)述，它集眾多學(xué)科于一體，具有顯著的機(jī)電液一體化特征，尤其是與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使得液壓學(xué)科在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制、故障診斷、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面有了長足的進(jìn)步。最后對流體傳動(dòng)及控制技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測，指出關(guān)注環(huán)保性能，提高效率；元件與系統(tǒng)的集成化、模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化；新材料的使用將是未來的發(fā)展方向。流體傳動(dòng)與控制技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為一門與其它學(xué)科相互關(guān)聯(lián)、交叉的綜合性學(xué)科。它是集液壓技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制及現(xiàn)代控制理論等眾多學(xué)科于一體的高交叉性、高綜合性的技術(shù)學(xué)科，具有顯著的機(jī)電液一體化特征。流體傳動(dòng)與控制學(xué)科是人類在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步發(fā)展起來的。一、歷史回顧1流體力學(xué)流體力學(xué)尤其是流體動(dòng)力學(xué)作為一門嚴(yán)密的科學(xué)，卻是在經(jīng)典力學(xué)建立了速度、加速度，力、流場等概念，以及質(zhì)量、動(dòng)量、能量三個(gè)守恒定律之后才逐步形成的。1648年法國人帕斯卡(B.Pascal)提出靜止液體中壓力傳遞的基本定律，奠定了液體靜力學(xué)基礎(chǔ)?！?7世紀(jì)，力學(xué)奠基人牛頓(Newton)研究了在流體中運(yùn)動(dòng)的物體所受到的阻力，針對粘性流體運(yùn)動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦力提出了牛頓粘性定律?！魧α黧w力學(xué)學(xué)科的形成作出第一個(gè)貢獻(xiàn)的是古希臘人阿基米德(Archimedes)，他建立了物理浮力定律和液體平衡理論。◆1738年瑞土人歐拉(L.Euler)采用了連續(xù)介質(zhì)的概念，把靜力學(xué)中的壓力概念推廣到運(yùn)動(dòng)流體中，建立了歐拉方程，正確地用微分方程組描述了無粘性流體的運(yùn)動(dòng)。伯努利(D.Bernoulli)從經(jīng)典力學(xué)的能量守恒出發(fā)，研究供水管道中水的流動(dòng)，進(jìn)行試驗(yàn)分析，得到了流體定常運(yùn)動(dòng)下的流速、壓力、流道高度之間的關(guān)系——伯努利方程。

歐拉方程和伯努利方程的建立，是流體動(dòng)力學(xué)作為一個(gè)分支學(xué)科建立的標(biāo)志，從此開始了用微分方程和實(shí)驗(yàn)測量進(jìn)行流體運(yùn)動(dòng)定量研究的階段?！簟簟簟?827年法國人納維(C.L.M.Navier)建立了粘性流體的基本運(yùn)動(dòng)方程；1845年英國人斯托克斯(G.G.Stokes)又以更合理的方法導(dǎo)出了這組方程，這就是沿用至今的N-S方程，它是流體動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ)。1883年英國人雷諾(O.Reynolds)發(fā)現(xiàn)液體具有兩種不同的流動(dòng)狀態(tài)——層流和湍流，并建立湍流基本方程——雷諾方程。2液壓傳動(dòng)◆1795年英國人布拉默(J.Bramsh)發(fā)明了第一臺(tái)液壓機(jī)，它的問世是流體動(dòng)力應(yīng)用于工業(yè)的成功典范，到1826年液壓機(jī)已被廣泛應(yīng)用，此后還發(fā)展了許多水壓傳動(dòng)控制回路，并且采用機(jī)能符號(hào)取代具體的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，方便了液壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。19世紀(jì)是流體傳動(dòng)技術(shù)走向工業(yè)應(yīng)用的世紀(jì)，它奠基于的流體力學(xué)成果之上，而工業(yè)革命以來的產(chǎn)業(yè)需求為液壓技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了先決條件?！?905年美國人詹尼(Janney)首先將礦物油引入傳動(dòng)介質(zhì)，并設(shè)計(jì)研制了帶軸向柱塞機(jī)械的液壓傳動(dòng)裝置，并于1906年應(yīng)用于軍艦的炮塔裝置上，為現(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展揭開了序幕。◆◆1922年瑞士人托馬(H.Thoma)發(fā)明了徑向柱塞泵。1936年美國人威克斯(H.Vickers)一改傳統(tǒng)的直動(dòng)式機(jī)械控制機(jī)構(gòu)，發(fā)明了先導(dǎo)控制式壓力控制閥。稍后電磁閥和電液換向滑閥的問世，使先導(dǎo)控制形式多樣化。◆3控制論20世紀(jì)是流體傳動(dòng)與控制技術(shù)飛速發(fā)展并日趨成熟的世紀(jì)，也是控制理論與工程實(shí)踐相互結(jié)合飛速發(fā)展的世紀(jì)，它為流體控制工程的進(jìn)步提供了強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持?！?9鴨22面年美孫國人倍米諾肺爾斯鮮基(米N.炒M魔in另or歷sk盡y)柜提出良用于泄船舶刃駕駛誓伺服凈機(jī)構(gòu)園的比患例、也積分算、微腫分(畜PI艦D)齡控制甘方法愉。◆◆19使32吊年瑞商典人尸奈奎勵(lì)斯特兔(H釣．N寺yq仁ui魯st秧)提婆出根廁據(jù)頻什率響應(yīng)禍判斷電系統(tǒng)沸穩(wěn)定像性的們準(zhǔn)則周。19炕48倍年美組國科搬學(xué)家扣埃文黎斯(斤W．鏡R．暖Ev窩an倡s)染提出薪了根羞軌跡亡分析棍方法遮，同副年申弦農(nóng)(純C．鑼E．脖Sh瘦an稀no愿n)蘿和維萬納(宰N.暴W晚ie擠ne蓬r)臨出版暈《信旺息論咸》與辨《控日制論額》。4約液汽壓傳絹動(dòng)及攪伺服羅系統(tǒng)◆19所50釋年摩稿根(萍Mo駁og內(nèi))研蒸制成叫功采秘用微葬小輸挑入信喘號(hào)的興電液叛伺服盯閥后宣，美盟國麻涂省理度工學(xué)置院的周布萊趙克本士(B潛la光ck欄bu橋rn藝)、危李(偶Le汗e)車等人屯在系皆統(tǒng)高斥壓化開和電爽液伺回服機(jī)而構(gòu)方毫面進(jìn)芒行了錫深入帝研究欺?！?9學(xué)70切年前駐后信衣號(hào)功叉率介緊于開懇關(guān)控熔制和湖伺服哈控制密之間規(guī)的比何例閥奇問世。二戰(zhàn)和后液愉壓技少術(shù)在就航天植、國滾防、爽汽車監(jiān)和機(jī)蘇床工冰業(yè)中潔得到德廣泛站應(yīng)用悉，并怠且走桂向產(chǎn)只業(yè)獨(dú)恰立發(fā)梅展，飾西方帶各國膨相繼勉成立刃了行庭業(yè)協(xié)構(gòu)會(huì)和曲專業(yè)隸學(xué)會(huì)饑，液點(diǎn)壓傳雁動(dòng)和雪控制瘦被作矮為新蠅興技觀術(shù)得認(rèn)到重歷視。怨這一鋸時(shí)期案稱得鄰上是鳳液壓悅工業(yè)涉的黃挖金歲稻月。4探液鍛壓傳聞動(dòng)及辭伺服證系統(tǒng)◆l9癥60壺年布竊萊克浪本(各Bl亞ac萌kb售ur和n)攀的《陳液動(dòng)金氣動(dòng)悄控制術(shù)》和魚l9飾67雖年梅瓣里特匯(M貼er歌ri肅tt斑)的翅《液衣壓控亞制系雨統(tǒng)》買兩部撓科學(xué)州著作蠅相繼鉗問世可，對氧液壓猴控制慎理論禮作出桂了系塑統(tǒng)、數(shù)科學(xué)壇的闡壓述。◆從1霉96造2年鋒開始稼制定碰液壓欣元件框的標(biāo)懸準(zhǔn)(譯CE絡(luò)TO初P，竹IS畫O／剖TC采l3瘦1)勤?！粼谥鹘g閥結(jié)某構(gòu)上毒，早者期采均用水能介質(zhì)雜時(shí)大健多選灶擇錐歷閥結(jié)趨構(gòu)；萍油壓密控制霧發(fā)展迫后圓士柱滑胡閥結(jié)簽構(gòu)成凈為主竿流。王19支70戰(zhàn)年前差后二拘通插獻(xiàn)裝閥飲(大愧中功癢率)徒以及赤螺紋專插裝因閥(冒中小獻(xiàn)功率茂)問溪世并碰快速庫發(fā)展蒙，使尋得滑覽閥結(jié)凱構(gòu)受哭到?jīng)_站擊。20糧世紀(jì)石是流便體傳糕動(dòng)及炸控制怖技術(shù)織逐步裙走向燃成熟家的時(shí)繩代。暗隨著孕現(xiàn)代互科學(xué)補(bǔ)技術(shù)腸的飛臺(tái)速發(fā)甘展，讀它不火僅可勻以充盯當(dāng)一羅種傳托動(dòng)方排式，梯而且尼可以移作為培一種占控制政手段懂，充蹤蝶當(dāng)了占連接鞠現(xiàn)代狼微電唇子技妖術(shù)和康大功毯率控冰制對歌象之養(yǎng)間的養(yǎng)橋梁凈，成巷為現(xiàn)醫(yī)代控踩制工挽程中消不可歐缺少敞的重暮要技濤術(shù)手蓋段。二、損發(fā)展著現(xiàn)狀進(jìn)入染20寺世紀(jì)輔90近年代盯后期芽，隨勸著自收動(dòng)控江制技鞭術(shù)，活計(jì)算脖機(jī)技魚術(shù)，勻微電艷子技賽術(shù)、洗可靠典性技錦術(shù)的座發(fā)展拾以及獵新材樓料的裳應(yīng)用復(fù)，使導(dǎo)傳統(tǒng)名的液勉壓技貓術(shù)有止了新移的進(jìn)昂展，還也使寒液壓杰系統(tǒng)洞和元敗件的禮水平碧有很虜大提末高。1桃液槍壓傳概動(dòng)與尿微電狠子技貿(mào)術(shù)相麗結(jié)合眨，實(shí)濾現(xiàn)機(jī)骨電一敬體化膨集成是新窯型元警件和白系統(tǒng)框發(fā)展極的主刊要方飄向?！舳喙ι滥芗俺呻娛ヒ涸昙⑼哂械緮?shù)字揭接口鳥的電殲液元昌件和秋檢測贏元件投快速乎發(fā)展正?！粲捎谥T內(nèi)置垂電子濫線路睡以及嬌串行己通訊攜總線欠技術(shù)基的發(fā)泉展，撐在一版些大打型現(xiàn)含代化罷的電婦液系臨統(tǒng)，堤如冶破金、教大型屈礦山咐機(jī)械恐及工偶程機(jī)心械中吐，泵響、馬放達(dá)、乘閥等店元器顏件裝掩有各此種必陳要的憤傳感樸器和軌兩路尸數(shù)據(jù)爺連接受器，繡不僅倍可實(shí)飛現(xiàn)各共種功轟能的歌控制件，還植可實(shí)唐現(xiàn)各壘元件男狀態(tài)路的監(jiān)術(shù)測，閉使液朵壓系努統(tǒng)故雁障診問斷技箏術(shù)有潑了進(jìn)洗一步柏的發(fā)封展。◆現(xiàn)代栽的液露壓系帆統(tǒng)是瘡高度英機(jī)電已一體施化的跑大型熱復(fù)雜因控制妹系統(tǒng)性。◆中央僅計(jì)算甜機(jī)不碎斷訪長問所傅有元催件的埋當(dāng)前殺特性御，并征且與吧標(biāo)準(zhǔn)廟特性之相比塊較，閥若顯槳著超宏出，選可發(fā)類出必視要的融警報(bào)棕。2屢計(jì)算謙機(jī)的每廣泛好應(yīng)用態(tài)和性矛能的嘉不斷婚提高職使得麻流體五傳動(dòng)藥及控令制技龜術(shù)有由了新酷的發(fā)隆展計(jì)算舞機(jī)輔熊助設(shè)蛙計(jì)大結(jié)大地脾提高超了工池作效鵲率。柜利用轟CA院D/解CA稿E技洞術(shù)全垮面支漫持液映壓產(chǎn)沈品從塘概念竟設(shè)計(jì)弦、外躬觀設(shè)通計(jì)、孩性能謊設(shè)計(jì)鞭、可爆靠性睛設(shè)計(jì)導(dǎo)到零培部件尤設(shè)計(jì)易的全叼過程幣。對股現(xiàn)有睬的液要壓C紡AD大/C沃AE渡設(shè)計(jì)淚軟件期進(jìn)行下二次齒開發(fā)掙，建揀立知姨識(shí)庫鈴信息艙系統(tǒng)就，它棚將構(gòu)我成設(shè)寧計(jì)—肅—制阻造—岔—銷吹售—賭—使焰用—裁—設(shè)青計(jì)的朗閉式烘循環(huán)押系統(tǒng)陽?！簟簟鬉集新罩控制靈策略就不斷冤被采緊用。自適羊應(yīng)控尚制(量AC槽)是丘指當(dāng)像被控單對象仰本身導(dǎo)特性在及其鋸?fù)獠块啳h(huán)境凝了解著不多條時(shí)或肥者它慣們在飛正常靜運(yùn)行協(xié)中存趁在變刮化時(shí)泛，對深其有酸自適很應(yīng)能昌力和嚴(yán)魯棒弓性魯棒蓬控制拉指的快是當(dāng)獨(dú)系統(tǒng)浙模型扎包含凱不確恭定性艇因素磁時(shí)，攏仍然密希望害控制蒜系統(tǒng)鏟始終托保持定良好普性能室的一尊種控絹制方槍式。蚊近年榴出現(xiàn)就的可設(shè)沸計(jì)方門法是質(zhì)魯棒景控制羽的代憲表。智能炊控制房誠(I郵C)的通過躍對系兆統(tǒng)特派征的票描述掏和提訪取，垃符號(hào)功和環(huán)棚境的海識(shí)別凍，知支識(shí)庫你和推致理機(jī)挖的開淚發(fā)以籌及控叛制規(guī)巧律的蘇在線精學(xué)習(xí)爭和修贈(zèng)正，伸對改子善液涉壓伺降服系悼統(tǒng)的泄控制勾性能骨有巨太大潛少力。￥H◆◆◆B棄虛掙擬技襪術(shù)在咸液壓證行業(yè)喪中得期到應(yīng)籍用。虛擬僅現(xiàn)實(shí)濾(V辮ir妻tu劣al泳R冷ea舒li鳥ty撥)通桿常是虎指通吹過頭興盔顯陷示器處和傳羽感手堂套等吼一系航列新吉型交手互設(shè)京備構(gòu)竭造出敗的一社種計(jì)臺(tái)算機(jī)肺軟硬況件環(huán)誼境，蓮操作貌者通俯過這欺些設(shè)別施以封自然惑的技涉能向?yàn)跤?jì)算猛機(jī)送鄭入各果種命未令，楊并得歐到計(jì)艦算機(jī)喬對用摔戶的賀視覺沈、聽喚覺及蠢嗅覺役等多詳種器耗官的上反饋膽。包括巷與計(jì)央算機(jī)償系統(tǒng)踏有關(guān)述的具通有自祝然模謠擬、樹逼真扭體驗(yàn)勉的技亡術(shù)與門方法束。它酷最主山要的寶目標(biāo)抄就是株真實(shí)刪的體姐驗(yàn)和修方便奔的人赴機(jī)交釘互。虛擬刊實(shí)現(xiàn)忠系統(tǒng)夾具有咱“沉毛浸（腐Im段me乘rs滋io杰n）體”，濁“交哲互（疤In截te暢ra匹ct吧io哄n）矮”和累“想管象（念I(lǐng)m萍ag寒in熱at剩io窮n）處”三船個(gè)基騾本特顆征?！簟簟艄收霞徳\斷宴技術(shù)猛有了埋長足孝的進(jìn)符步并興向智壇能化殖發(fā)展傳。軟測異量(哄So棵ft卵-s葬en贏si框ng蠅)特杠點(diǎn)就蠟是以蔥計(jì)算網(wǎng)機(jī)和亞軟件鑰為核烈心，竊根據(jù)成某種訂最優(yōu)株準(zhǔn)則心，選擠擇比執(zhí)較容濃易測驗(yàn)得的播一種厭或幾界種輔季助變乞量，鉗來估勤計(jì)不檢能直峰接測主量的頓主要掉變量貼。網(wǎng)絡(luò)裝技術(shù)葛將促姨進(jìn)流但體傳目動(dòng)行幫業(yè)多施方面淡的發(fā)徑展。通過私網(wǎng)絡(luò)搜技術(shù)長，可鉤以使貍液壓乳氣動(dòng)竊產(chǎn)品仙的設(shè)謝計(jì)、狠生產(chǎn)猾、銷背售和礎(chǔ)用戶侍信息偽反饋驗(yàn)及時(shí)泰掛起炮鉤來薦。用夾戶要攝求和軌設(shè)計(jì)搖信息宮可傳卵給設(shè)穩(wěn)計(jì)部陷門，錯(cuò)設(shè)計(jì)睜結(jié)果疾通過敏網(wǎng)絡(luò)晉傳達(dá)斤到相歪應(yīng)的希生產(chǎn)贈(zèng)部門棗及其席他機(jī)純構(gòu)，僚可以毯在網(wǎng)滲上就滑出現(xiàn)量的問雪題交外流看促法和叨提出途建議墊，最換終實(shí)純現(xiàn)整克個(gè)產(chǎn)滿品設(shè)執(zhí)計(jì)與扛生產(chǎn)慕過程保的無貢紙化睜、文蛇件的宴電子肺化?？傊至黧w苗傳動(dòng)馳與電池子、貪計(jì)算抬機(jī)、饑通信清等技連術(shù)相鈔結(jié)合倒，大統(tǒng)大促忽進(jìn)了挨流體扎傳動(dòng)紙?jiān)蛹跋荡私y(tǒng)的臨發(fā)展油。流廟體傳況動(dòng)及曲控制噴技術(shù)條已經(jīng)派成為攻現(xiàn)代狠機(jī)械配工程薯的基臉本要予素和吩工程唯控制臨關(guān)鍵拿技術(shù)嗽之一納。三、未來駕展望有統(tǒng)攻計(jì)資腸料表芳明：六近2厚0年線來液斧壓技賓術(shù)的厲發(fā)展溉來源忍于自尚身的忌科研蟲成果掠僅約瞎20睡%，嫁來源粗于其才他領(lǐng)夏域發(fā)理明的室占5洪0%映，移譜植其霜它技忠術(shù)研商究成僻果占農(nóng)30訪%，爛沒有辯任何者一種竹學(xué)科走能關(guān)砌起門裹來發(fā)謙展，最這也櫻是所壇有學(xué)郊科的鞏共同剃趨勢麥。未宋來液掘壓技李術(shù)難足有驚蘋人的瘋技術(shù)陶突破趙，應(yīng)濟(jì)當(dāng)主夠要靠梯現(xiàn)有恥技術(shù)疤的改拾進(jìn)和云擴(kuò)展蠅，不訓(xùn)斷擴(kuò)料大其發(fā)應(yīng)用番領(lǐng)域擁以滿禽足未濁來的獸要求沸。其鏡主要韻的發(fā)形展趨疼勢將削集中嚇在以注下幾熊個(gè)方章面。1愧流體法傳動(dòng)劍與控應(yīng)制設(shè)魚備更恭加注分重其擔(dān)環(huán)保妥性能◆◆◆◆污染傾環(huán)境漲是流該體傳李動(dòng)工雪業(yè)面貫臨的跌最大掙挑戰(zhàn)淋之一酒，也喪是妨械礙它菌與電捷氣和哪機(jī)械恰傳動(dòng)蒜系統(tǒng)脆有效構(gòu)競爭暢的一辨大因舅素。治理團(tuán)泄漏責(zé)和降貓低噪側(cè)聲是威液壓崇系統(tǒng)這需要克解決吼的兩兆大倍問題賽。加大鳳非石泥油基追液壓經(jīng)油的否使用乒力度境。水壓豪技術(shù)蓄將會(huì)段得到允大力預(yù)發(fā)展錘。2節(jié)聰能降啞耗，宗提高園效率職。◆◆◆廣泛俗采用帽在負(fù)貿(mào)載敏觸感系談統(tǒng)，史使之譯具有謎流量驕適應(yīng)喘控制療和壓扎力自型動(dòng)補(bǔ)石償功嘗能。發(fā)展丙變頻蔥電機(jī)避驅(qū)動(dòng)紫系統(tǒng)閉及二司次調(diào)尺節(jié)技所術(shù)。輕量逆化畫、小脊型化打、節(jié)霉能元保器件袍。3佳更為對集成倆化、密模塊財(cái)化、恨智瓶能化勵(lì)和網(wǎng)狀絡(luò)化鑰。◆◆◆由電烏子直囑接控演制的士元件摘將得乒到廣庸泛采卷用借助項(xiàng)現(xiàn)場譽(yù)總線協(xié)，實(shí)摘現(xiàn)高嶄水平臟的信蜓息傳圾遞，?？梢曰蛯α餍朋w傳喉動(dòng)及憐控制訪大系雹統(tǒng)實(shí)懼現(xiàn)綜濁合多配目標(biāo)扇最優(yōu)餃控制郊——貝效率墳最優(yōu)碌、功手能最賊優(yōu)或鹿預(yù)選帆目標(biāo)鉤最優(yōu)黃。流體俱傳動(dòng)曲及控從制系米統(tǒng)可框?qū)崿F(xiàn)葉加工犧、裝核配和慣調(diào)試感等過蔽程的摩全球陸化虛眉擬