《液壓伺服控制》(王春行版)課后題答案

第二章液壓放大元件習題1.有一零開口全周通油的四邊滑閥，其直徑，徑向間隙，供油壓力，采用10號航空液壓油在40工作，流量系數(shù)，求閥的零位系數(shù)。解：對于全開口的閥，由零開口四邊滑閥零位系數(shù)2.已知一正開口量的四邊滑閥，在供油壓力下測得零位泄漏流量，求閥的三個零位系數(shù)。解：正開口四邊滑閥零位系數(shù)3.一零開口全周通油的四邊滑閥，其直徑，供油壓力，最大開口量，求最大空載穩(wěn)態(tài)液動力。解：全開口的閥最大空載液動力：4.有一閥控系統(tǒng)，閥為零開口四邊滑閥，供油壓力，系統(tǒng)穩(wěn)定性要求閥的流量增益，試設計計算滑閥的直徑的最大開口量。計算時取流量系數(shù)，油液密度。解：零開口四邊滑閥的流量增益：故全周開口滑閥不產(chǎn)生流量飽和條件5.已知一雙噴嘴擋板閥，供油壓力，零位泄漏流量，設計計算、、，并求出零位系數(shù)。計算時取，，。解：由零位泄漏量即得：則：若：，則第三章液壓動力元件習題有一閥控液壓馬達系統(tǒng)，已知：液壓馬達排量為，馬達容積效率為95%，額定流量為，額定壓力，高低壓腔總?cè)莘e。拖動純慣性負載，負載轉(zhuǎn)動慣量為，閥的流量增益，流量-壓力系數(shù)。液體等效體積彈性模量。試求出以閥芯位移為輸入，液壓馬達轉(zhuǎn)角為輸出的傳遞函數(shù)。解：解：由閥控液壓馬達的三個基本方程由閥控液壓馬達的三個基本方程可得馬達的容積效率且得2.閥控液壓缸系統(tǒng)，液壓缸面積，活塞行程，閥至液壓缸的連接管路長度，管路截面積，負載質(zhì)量，閥的流量-壓力系數(shù)。求液壓固有頻率和液壓阻尼比。計算時，取，。解：總壓縮容積：則液壓固有頻率：由于較小可忽略不計，則3.變量泵控制定量馬達的慣性負載為，高壓側(cè)油液總?cè)莘e，泵及馬達的總泄漏系數(shù)，液體等效體積彈性模量，馬達排量，馬達機械效率，泵轉(zhuǎn)速。略去泵與馬達間的沿程阻力損失，求此裝置以馬達轉(zhuǎn)速為輸出，以泵排量為輸入的傳遞函數(shù)。解：變量泵的排量：變量泵流量方程拉氏變換為：力矩平衡：液壓馬達高壓腔流量方程拉氏變換：4.有一四邊滑閥控制的雙作用液壓缸，直接拖動負載作簡諧運動。已知：供油壓力，負載質(zhì)量，負載位移規(guī)律為，負載移動的最大振幅，角頻率，試根據(jù)最佳負載匹配求液壓缸面積和四邊閥的最大開面積。計算時，取，。解：有負載位移規(guī)律，得負載速度：負載力：則負載功率：當時，若負載匹配最佳，則此時液壓缸活塞面積為則最大空載流量最大開口面積5.變量泵控制定量馬達拖動純慣性負載作簡諧運動。其運動規(guī)律為，試中為負載角位移，為負載角位移的振幅，為角頻率。變量泵的額定工作壓力為，轉(zhuǎn)速為，系統(tǒng)總泄漏系數(shù)為。設低壓腔壓力為零。根據(jù)負載匹配求泵的排量和液壓馬達排量。解：當，時，功率最大功率最大時，對于泵控系統(tǒng)，馬達在最大轉(zhuǎn)速時，所需流量由泵提供。即：第四章機液伺服系統(tǒng)習題1.如圖4-15所示的機液位置伺服系統(tǒng)，供油壓力，滑閥面積梯度，液壓缸面積，液壓固有頻率，阻尼比。求增益裕量為時反饋杠桿比為多少？計算時，取，。圖4-15機液位置伺服系統(tǒng)解：增益裕量是相位穿越頻率處的增益倒數(shù)。即以dB表示時，依題得：，，計算得：由式（4-3）得：由式（2-40）得：根據(jù)圖4-15可得，，動作示意圖由三角形性質(zhì)可得整理得：由（1）（2）（3）式聯(lián)立并代入已知量?？傻茫?.如圖4-16所示機液伺服系統(tǒng)，閥的流量增益為，流量-壓力系數(shù)，活塞，活塞桿與負載連接剛度，負載質(zhì)量，總壓縮容積，油的體積彈性模量，閥的輸入位移，活塞輸出位移，求系統(tǒng)的穩(wěn)定條件。圖4-16考慮連接剛度的機液位置伺服系統(tǒng)解：由式4-16知系統(tǒng)穩(wěn)定條件由式4-3知由圖4-16知，，的幾何關系可知液壓彈簧剛度綜合剛度綜合諧振頻率由（4）（5）（6）三式可得綜合阻尼比總流量壓力系數(shù)：忽略泄露影響由（8）（9）得連接結(jié)構(gòu)的固有頻率將式（2）（3）（7）（10）（11）代入（1）整理得第五章電液伺服閥習題1.已知電液伺服閥在線性區(qū)域內(nèi)工作時，輸入差動電流，負載壓力，負載流量。求此電液伺服閥的流量增益及壓力壓力增益。解：電液伺服閥的流量增益為壓力增益2.已知一電液伺服閥的壓力增益為，伺服閥控制的液壓缸面積為。要求液壓缸輸出力，伺服閥輸入電流為多少？解：負載壓力：輸入電流：3.力反饋兩級伺服閥，其額定流量為，額定壓力為，閥芯直徑，為全周開口，如果要求此伺服閥頻寬，前置級噴嘴擋板閥的輸出流量至少為多少？取流量系數(shù)，油液密度。解：閥的最大開口面積：閥芯直徑：，且為全周開口頻寬：則4.力反饋兩級電液伺服閥，其額定流量為，額定壓力，額定電流為，功率滑閥全周開口，閥芯直徑，噴嘴中心至彈簧管旋轉(zhuǎn)中心距離，反饋桿小球中心至噴嘴中心距離，反饋桿剛度。求力矩馬達力矩系數(shù)。計算時取，。解：閥的最大開口面積：閥芯直徑：，且為全周開口力矩馬達的力矩系數(shù)?。?.已知電液伺服閥額定流量為，額定壓力為，額定電流，功率滑閥為零開口四邊滑閥，其零位泄漏流量為額定流量的4%，伺服閥控制的雙作用液壓缸，當伺服閥輸入電流為時，求液壓缸最大輸出速度和最大輸出力。解：流量增益流量-壓力系數(shù)壓力增益負載流量為則液壓缸最大輸出速度為最大輸出力為第六章電液伺服系統(tǒng)習題1.如圖6-39所示電液位置伺服系統(tǒng)，已知：，，，，，。求（1）系統(tǒng)臨界穩(wěn)定狀態(tài)時的放大器增益為多少？（2）幅值裕量為6dB時的為多少？（3）系統(tǒng)做等速運動時的位置誤差為多少？伺服閥零漂時引起的靜差為多少？圖6-39電液位置伺服系統(tǒng)解：解：1）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為則系統(tǒng)的開環(huán)增益由系統(tǒng)的穩(wěn)定條件得系統(tǒng)的零界狀態(tài)時求得2）幅值裕量即即求得（3）位置誤差：零漂：靜差：2.有一穩(wěn)定的電液位置伺服系統(tǒng)，其速度放大系數(shù)，為了保證穩(wěn)態(tài)精度的要求需將速度放大系數(shù)提高到，求滯后校正網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)。解：取3.有一振動臺，其方塊圖如圖6-40所示。已知系統(tǒng)參數(shù)為：，，，，，。求（1）不加加速度反饋校正時的系統(tǒng)增益裕量和閉環(huán)頻寬。（2）將系統(tǒng)開環(huán)阻尼比提高到時的加速度反饋和系統(tǒng)增益裕量及閉環(huán)頻寬。圖6-40液壓振動臺方塊圖解：（1）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：未校正時系統(tǒng)的增益裕量：閉環(huán)頻寬：（2）校