液压伺服和比例控制系统历年试题
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五、已知阀控缸动力机构如图，假定：活塞处于中位，忽略缸体质量，液压缸内外泄漏和粘性摩擦影响。写出该动力机构的基本方程。（6分）
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组合机床动力滑台液压控制系统设计文献综述
1、前言 毕业设计是在南昌理工学院修完机械设计及其自动化专业的绝大部分课程后，由指导老师据生产实践选题分配给学生进行的一次综合性设计，全面考察我们作为本科教育的知识点的全面性与系统性。 组合机床是一种高效率的专用机床，动力滑台是组合机床用来实现进给运动的一种通用部件，其中液压滑台在生产机械中被广泛采用，液压传动系统易获得很大的力矩，运动传递平稳、均匀，准确可靠，控制方便，易于实现自动化。 液压动力滑台是典型的电液控制装置，它由滑台、滑座和液压缸组成，由于它自身带油泵、油箱等装置，需要单独设置专门的液压站及配套，液压动力滑台由电动机带动中的油泵送出压力油，经电气和液压元件的控制，推动油缸中的活塞来带动工作台。 根据控制工艺要求，液压动力滑台可组成多种工作循环，如一次工进、二次工进、死挡铁停留、跳跃进给、分级进给等。具有一次工进及死挡铁停留的工作循环是组合机床比较常用的工作循环之一。其控制方式可以采用电气控制，部分场合采用PLC控制液压系统中的阀门的线圈来实现系统功能。 根据任务书的要求对此课题的研究中涉及液压系统的分析与设计、液压元件的选择；采用继电-接触器控制系统；采用PLC程序控制方法实现。即在了解以前控制方法上采用目前市场或生产过程中常见的控制方法来实现其控制功能，具有实用价值。 2.文献资料综述 （一）百度文库《组合机床设计1》中对组合机床进行了以下介绍 组合机床是采用模块化原理设计的，以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按已确定的工序进行加工，广泛应用于汽车、内燃机、电动机、阀门等大批量成产行业的高效专用机床。其功能：能对工件进行多刀、多面、多工位同时加工；完成钻孔、镗孔、扩孔、攻丝、铣削、车端面等切削工序和焊接、热处理、测量、装配、清洗等非切削工序。其运动特点：由机械传动实现刀具的旋转主运动，由机械或液压传
液压伺服控制系统的优缺点
液压伺服控制系统的优缺点 参考资料：https://www.360docs.net/doc/681269848.html,/s/blog_71facf0001010n63.html 液压伺服控制系统，是在液压传动和自动控制理论基础上建立起来的一种自动控制系统。近年来,随着自动控制的发展,无论是电气或液压伺服系统,在所有的工业部门中都开始得到应用,并普遍地为人们所熟知起来。由于其具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、出力大,刚性好,响应快,精度高等特点，因而在工业上获得了广泛的应用。 一、液压伺服控制系统的优点 现对液压伺服控制系统在设计和应用中体现的优缺点进行一下归纳和总结。同机电伺服系统、气动伺服系统相比较，液压伺服系统具有以下的突出特点，以致成为采用液压系统而不采用其他控制系统的主要原因： 1、重量比大 在同样功率的控制系统中，液压系统体积小，重量轻。这是因为对机电元件，例如电动机来说，由于受到激磁性材料饱和作用的限制，单位重量的设备所能输出的功率比较小。液压系统可以通过提高系统的压力来提高输出功率，这时只受到机械强度
和密封技术的限制。在典型的情况下，发电机和电动机的功率比仅为16.8W/N，而液压泵和液压马达的功率——重量比为 168W/N，是机电元件的10倍。在航空、航天技术领域应用的液压马达是675W/N。直线运动的动力装置更加悬殊。 这个特点，在许多场合下，在采用液压伺服而不采用其他伺服系统的重要原因，也是直线运动系统控制系统中多用液压系统的重要原因。例如在航空、特别是导电、飞行器的控制中液压伺服系统得到了很广泛的应用。几乎所有的中远程导弹的控制系统都是采用液压控制系统。 2、力矩惯量比大 一般回转式液压马达的力矩惯量比是同容量电动机的10倍至20倍，一般液压马达为61x10Nm/Kgm2。力矩惯量比大，意味着液压系统能够产生大的加速度，也意味着时间常数小，响应速度快，具有优良的动态性能。因为液压马达或者电动机消耗的功率一部分来克服负载，另一部分消耗在加速液压马达或者电动机本身的转子。所以一个执行元件是否能够产生所希望的加速度，能否给负载以足够的实际功率，主要受到它的力矩惯量比的限制。 这个特点也是许多场合下采用液压系统，而不是采用其他控制系统的重要原因。例如火箭炮武器的防真系统中，要求平台
液压系统比例阀控制器
第六章 液壓系統比例閥控制器 6.1 前言 比例控制閥主要用於開迴路控制(open loop control);比例控制閥的輸出量與輸入信號成比例關係，且比例控制閥內電磁線圈所產生的磁力大小與電流成正比。 在傳統型式的液壓控制閥中，只能對液壓進行定值控制，例如:壓力閥在某個設定壓力下作動，流量閥保持通過所設定的流量，方向閥對於液流方向通/斷的切換。因此這些控制閥組成的系統功能都受到一些限制，隨著技術的進步，許多液壓系統要求流量和壓力能連續或按比例地隨控制閥輸入信號的改變而變化(圖6-1.1)。液壓伺服系統雖能滿足其要求，而且精度很高，但對於大部分的工業來說，他們並不要求系統有如此高的品質，而希望在保證一定控制性能的條件下，同時價格低廉，工作可靠，維護簡單，所以比例控制閥就是在這種背景下發展起來的。 比例控制閥可分為壓力控制閥，流量控制及方向控制閥三類(如圖6-1.2所示)。 1.壓力控制閥:用比例電磁閥取代引導式溢流閥的手調裝置便成為 引導式比例溢流閥，其輸出的液壓壓力由輸入信號連續 或按比例控制。 2.流量控制閥:用比例電磁閥取代節流閥或調速閥的手調裝置而以 輸入信號控制節流閥或調速閥之節流口開度，可連續或 按比例地控制其輸出流量。故節流口的開度便可由輸入 信號的電壓大小決定。 3.方向控制閥:比例電磁閥取代方向閥的一般電磁閥構成直動式比 例方向閥，其滑軸不但可以換位，而且換位的行程可以 連續或按比例地變化，因而連通油口間的通油面積也可 以連續或按比例地變化，所以比例方向控制閥不但能控 制執行元件的運動方向外，還能控制其速度。 以上各種比例閥所作動的液壓元件為液壓缸或液壓馬達。
我司液压伺服控制系统的控制原理
概述 随着国内经济的高速发展，塑料制品行业对高速，高精密注塑机的需 求量与日剧增，而液压机高速，精密成型的保证，就是一必须拥有合 理而高刚性的锁模和射胶机构，二它必须拥有强劲的动力和反应灵敏 而精确的液控系统。其中，液压伺服控制系统是使执行元件以一定的 精度自动地按照输入信号的变化规律而动作的一种自动控制系统。其 可从不同的角度加以分类，按输出的物理量分类，有位置伺服系统， 速度伺服系统，力（或压力）伺服系统等；按控制信号分类，有机液 伺服系统，电液伺服系统，气液伺服系统；按控制元件分类，有阀控 系统和泵控系统两大类。下面，我们讨论阀控伺服系统。阀控伺服系 统主要由压力传感器，位置传感器，控制器和伺服阀等构成一个闭环 的系统，按系统的需求来分别做到或按序做到速度伺服控制，位置伺 服控制和压力伺服控制。最终，达到系统的要求和重复精度。 如图，传感器与控制卡（也可集成在塑机工控电脑中），伺服阀的有 机组合，就形成了一个闭环控制系统，随着系统工作情况要求的不同，来实现不同的伺服控制。在注射过程，注射到终点前，注射速度较为 重要，则此系统以速度闭环控制为主，控制器对位置传感器高频采样，测出活塞的瞬时速度与塑机电脑要求的速度对比，再发出调整后的信 号给伺服阀。最终，使活塞的运动速度达到塑机电脑要求的速度。进 入快到射胶终点，保压和熔胶背压阶段，这时压力较为重要，则此系 统以压力闭环控制为主，装在射胶油缸两侧的压力传感器传回的信号 起主要作用，控制卡将其与塑机电脑给出的压力信号对比，来调整给 伺服阀的信号，最终，使注射腔的压力值与设定值相同。在塑机电脑
没有发出任何指令的情况下，此时位置保持就比较重要，所以，系统 这时会主要进行位置闭环的控制。同理，在锁模油缸伺服控制的情形下，也是如此按顺序控制，锁模开始，快速移模可作速度闭环控制， 模具快合上时，切换到位置控制，有快速锁模到锁模油缸活塞停止的 位置之间的转换也是可控的，最后，模具合上时，切换的压力控制。 上述只是某种工艺要求下的伺服控制逻辑，随着不同的要求，控制的 逻辑，种类也都不尽相同，但是，其控制理念，是相同的。最终的目的，都是为了精确，迅速的达到塑机电脑的指令要求和保证动作的重 复精度。 下面对伺服闭环控制系统各组成部分作简单介绍。 传感器 任何好的系统，都必须具有迅捷，准确的感知部件，只有及时，准确 的监测执行机构当前所处的状态，控制器才能主动地发出新的指令， 来调整执行机构的运动，使之接近控制电脑所要求的运动状态。因此，全方位的了解执行机构，是伺服系统的必备条件。主要由压力，位置 等传感器来共同构成准确，及时的跟踪监测系统。传感器的固有特性，包括线性，最大采样频率，抗干扰能力等都对准确，及时地感知有重 要影响。 伺服阀 伺服系统中最重要，最基本的组成部分，它起着信号转换，功率放大 及反馈等控制作用。常见的伺服阀有直动式阀（滑阀），射流管先导 级伺服比例阀喷嘴挡板阀伺服电磁阀等。下面简单介绍它们的结构原 理及特点。 *直动式阀 将一与所期望的阀芯位移成正比的电信号输入阀内放大电路，此信号 将转换成一个脉宽调制电流作用在线性马达上，力马达产生推力推动 阀芯产生一定的位移。同时激励器激励阀芯位移传感器产生一个与阀 芯实际位移成正比的电信号，解调后的阀芯位移信号与输入指令信号 进行比较，比较后得到的偏差信号将改变输入至力马达的电流大小； 直到阀芯位移达到所需值。阀芯位移的偏差信号为零。最后得到的阀
液压伺服控制
1液压传动系统与液压控制系统的异同： 同：液压控制技术是在液压传动技术的基础上发展起来的（介质相同、元件大部分相同、遵循的物理规律相同、融合了控制理论） 异：①目的不同（传递动力；对运动量进行精确的控制） ②组成不同（5个组成部分、开环；7个组成部分、闭环） ③设计理念不同（以静态参数设计为主；静动态结合，动为主） ④特点不同（有的缺点被放大（对污染的敏感度），有点缺点被消除（传动比）） 2液压控制系统的工作原理 3液压控制系统的组成及作用： ①输入元件：（指令元件）给出输入信号(指令信号)加于系统的输入端。②反馈测量元件：测量系统的输出并转换为反馈信号。 ③比较元件：将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。④放大转换元件（中枢元件）：将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压力)。⑤执行元件：产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。⑥控制对象：被控制的机器设备或物体，即负载。 ⑦液压能源装置：定压源 4液压控制系统的特点 具有负反馈的闭环控制系统 优：(1)液压元件的功率—重量比和力矩-惯量比大 可以组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的控制系统。(2)液压动力元件快速性好，系统响应快。(3)液压控制系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。 缺：(1) 液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。(2) 油温变化时对系统的性能有很大的影响。(3) 当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时．容易引起外漏，造成环境污染。(4) 液压元件制造精度要求高，成本高。(5) 液压能源的获得和远距离传输都不如电气系统方便。 22 控制系统的分类： ⑴按系统输入信号的变化规律：定值，程序，伺服（随动），比例； ⑵按被控物理量的名称：位置，速度，力； ⑶按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式：节流式（阀控），容积式（变量泵控或变量马达控），阀控系统根据液压能源型式的不同可分为恒压控制系统和恒流控制系统； ⑷按信号传递的介质的形式：机械，电液，气动。 5液压放大元件的功能（液压放大元件考了定义） 也称液压放大器，是一种以机械运动控制流体动力的元件。将输入的机械信号（位移或转角）转换为液压信号（流量，压力）输出，并进行功率放大 6液压放大元件分为：滑阀，喷嘴挡板阀和射流管阀等 7滑阀 ⑴结构分类及其特点 通道数（4、3、2）工作边数（4、2、1）凸肩数（2、3、4）预开口型式（+、0、-） ⑵滑阀的P-Q 特性方程 ⑶滑阀的静态特性曲线 流量特性曲线 压力特性曲线 压力-流量特性曲线 ⑷滑阀的三个阀系数 ①流量增益：定义为 ，是流量特性曲线在某一点的切线斜率，表示负载压降一定时，阀单位输入位移所引起的负载流量变化的大小，其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏。直接影响系统的开环增益，对系统的稳定性，响应特性，稳态误差有直接影响。 ②流量-压力系数：定义为 ，是压力-流量曲线的切线斜率冠以负号，流量-压力系数表示阀开度一定时，负载压降所引起的负载流量变化。K 值小，阀抵抗负载变化的能力大，即阀的刚度大。直接影响阀空执行元件的阻尼比和速度刚度。 ③压力增益：定义为 ，是压力特性曲线的切线斜率，通常压力增益是指q =0时阀单位输入位移所引起的负载压力变化的大小。此值大，阀对负载压力的控制灵敏度高。表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力。 8三种液压放大元件的性能特点及适用场合比较 圆柱滑阀 双喷嘴挡板阀 射流管阀 ①工作原理：前两者流量特性，后者能量转换和守恒定理； ②输入量：阀芯位移，挡板位移，射流管摆角； ③输出量：负载流量和压力，皆为负载压力 ④运动惯量：滑阀>射流管阀>双； ⑤响应速度：双>射流管阀>滑阀； ⑥功放系数：滑阀>射流管阀>双； ⑦抗污染能力：射流管阀>双>滑阀； ⑧适用场合： 9液压动力元件的基本概念及其分类 液压动力元件(或称液压动力机构)是由液压放大元件(液压比控制元件)、液压执行元件以及负载组成。四种基本型式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸、泵控液压马达。 10阀控液压缸 ⑴模型组成：比例环节，积分换节，二阶振荡环节 ⑵阀控缸动力机构主要性能参数为阀控液压缸的增益Kq/Ap 、液压固有频率 、液压阻尼比 ①动力机构的增益速度放大系数Kq/Ap ：直接影响系统的稳定性、响应速度和精度。提高增益可以提高系统的响应速度和精度，但使系统的稳定性变坏。 ②液压固有频率 表示液压动力元件的响应速度。 ③液压阻尼比表示系统的相对稳定性。 ⑶提高“阀控缸”动力机构的液压固有频率 ①提高油液的体积弹性模量 ；（可通过提高供油压力来实现）②增大液压缸活塞面积③减小总压缩容积 ，主要是减小液压缸的无效容积和连接管道的容积 ④减小折算到活塞上的总质量 ⑷提高阻尼比（因素：总流量-压力系数K ，负载的粘性阻尼洗漱B ）①设置旁通泄漏通道②采用正开口阀，正开口阀的K 值大，可以增加阻尼③增加负载的粘性阻尼 11阀控马达动力机构数学模型（化解为最简单） 12泵控马达动力机构数学模型（化解为最简单） 13三种动力机构的性能特点比较 控制元件相同，执行元件不同（阀控缸与阀控马达）时的比较：两者的动态特性完全相同（只需做变量替换，数学模型即完全一致） 控制元件不同，执行元件相同（阀控马达与泵控马达）时的比较：两者的动态特性类似（数学模型结构一致，但参数特征不同） 阀控响应速度高于泵控（80%-90%），但能量损失大（至少三分之一），效率低；泵控工作效率高，最大效益可达90%，适应于大功率，对响应速度要求不高的系统。 14电液伺服阀的组成及个部分功能 ⑴力矩马达（或力马达）即电机转换元件—把输入的电气控制信号转换为力矩或力控制液压放大器运动； ⑵液压放大器（先导级和功率级）即机液转换元件—控制液压能源流向液压执行机构的流量或压力； ⑶反馈机构（平衡机构）--将输出级（功率级）的阀芯位移，或输出流量，或输出压力以位移，力或电信号的形式反馈到第一级或第二级的输入端，也有反馈到力矩马达衔铁组件力矩马达输入端的。 15采用反馈机构是为了使伺服阀的输出流量或输出压力获得与输入电气控制信号成比例的特性。由于反馈机构的存在，使伺服阀本身成为一个闭环控制系统，提高了伺服阀的控制性能。 16按反馈形式可分为： 滑阀位置反馈 负载流量反馈 负载压力反馈 17典型电液伺服阀的结构及工作原理 ⑴力矩马达 ⑵力反馈两级电液伺服阀（闭环）考了工作原理 （不能直接控制负载信号，因为反馈信号不是力，是滑阀的位移） 第一级液压放大器为双喷嘴挡板阀，由永磁动铁式力矩马达控制，第二级液压放大器为四通滑阀，阀芯位移通过反馈杆与衔铁挡板组件相连，构成滑阀位移力反馈回路。 ⑶直接反馈两级电液伺服阀（闭环）前置级是带两个固定节流孔的四通阀（双边滑阀），功率级是零开口四边滑阀，功率级阀芯也是前置级的阀套，构成直接位置反馈 ⑷弹簧对中型两极（开环）第一级是双喷嘴，第二级是滑阀，阀芯两端各有一根对中弹簧，当有控制电流输入时，对中弹簧力与喷嘴挡板阀输出的也压力相平衡，使阀芯取得一个相应的位移，输出相应流量 18电液伺服阀的性能参数（电液伺服阀考了定义）
液压闸门控制系统概述
550m2烧结机液压闸门控制系统概述 炼铁作业部耿丹 1概述 提高布料质量，对于改善料面的点火状况，降低能耗起着相当大的作用[1]。首钢京唐550m2烧结机利用烧结机圆辊上部安装的液压闸门实现了混合料的精确布料，保证了台车宽度方向上的烧结速度一致。 圆辊液压闸门安装于烧结机混合料仓下部，可实现大闸门（200mm行程）和6个小闸门（50mm行程）开度的自动调节，用来调整混合料的下料量，现场设备如图1所示。大闸门由2个液压执行器控制，同步调节。6个小闸门附着在大闸门上，由6个液压执行器控制，单独调节。液压闸门系统能够实现闸门位置的实时调节、反馈、锁死并能够实现闭环控制。 图1 液压闸门现场设备图 2工作原理 2.1工作原理 液压闸门系统的工作压力为18.0 MPa，由2台90/45-200液压系统(带位移传感器、比例阀组、液压锁、单向节流阀) 和6台50/28-50液压系统(带位移传感器、比例阀组、液压锁、单向节流阀)的位置控制、液压站（含2台电动液压泵(一用一备)、滤油器）、1套PLC 控制柜及系统内相关的管路（连接件）等组成，液压原理图如图2所示。 2.2工作过程
1、手动开启油泵（主、备可选），PLC自动控制液压系统的压力，同时检测系统故障，即时报警。 2、大闸门控制。大闸门由南北两个油缸同步控制，现场有“自动”和“手动”两种选择方式，选择手动时，当任意按下油缸缩按钮，油缸提升打开闸门，当任意按下油缸伸按钮，油缸伸出闸门关闭；选择自动时，两个油缸检测同一个设定开度输入信号实现自动同步，控制大闸门到指定位置。大闸门自动控制时设有同步过程，当两个油缸位置偏差较大时，较慢的油缸加快速度以实现同步，若位置偏差超出一定范围时则停机报警，并输出大闸门故障信号到PLC控制系统。 图2 液压系统原理图 3、小闸门控制。当液压泵站开启后可进行小闸门的控制，小闸门共6个，可分别选择手动或自动控制。选择手动时，按下控制柜上的开按钮，PLC输出开信号到比例调节阀，闸门开启，按下关按钮，闸门关闭；选择自动时，此时PLC接收中控室的设定开度信号，自动输出比例调节阀控制信号，将闸门调整到指定位置。小闸门在一定的时间（20秒）不能调节到位便停止工作并输出小闸门故障信号到PLC控制系统。 3重要组成部分描述
液压系统综述
本科毕业 论文 文献综述 毕业论文题目：1000吨四柱液压机台面及顶出结构 设计 学生姓名： 学号： 系别： 专业班级：机械设计制造及其自动化
液压系统综述 前言作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 1液压传动发展概况 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动 原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。 我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。 2液压传动在机械行业中的应用 机床工业——磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、 加工中心等 工程机械——挖掘机、装载机、推土机等
液压伺服控制课后题答案大全(王春行版).
第二章 液压放大元件 习题 1. 有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3 108-?=，径向间隙m r c 6105-?=，供油压力Pa p s 51070?=，采用10号航空液压油在40C ?工作，流量系数62.0=d C ，求阀的零位系数。s pa ??=-2104.1μ3/870m kg =ρ 解：对于全开口的阀，d W π= 由零开口四边滑阀零位系数 s m p w C K s d q /4.1870/107010814.362.02530=????=?=-ρ ()s p m r K a c c ??=???????=?=----/104.410 4.13210814.310514.3323 122 3620μπ m p K K r p C K a c q c s d p /1018.332110 02 0?== ?= πρ μ 2. 已知一正开口量m U 3 1005.0-?=的四边滑阀，在供油压力Pa p s 51070?=下测得零位泄漏流量min /5L q c =，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀零位系数ρ s d q p w c k 20= s s d co p p wu c k ρ = ρ s d c p wu c q 2= s m q K c q /67.11005.060/1052 3 30 =??==--ν s a s c c p m p q K ?--?=???==/1095.51070260/10523125 30 m p K K K a c q p /1081.2110 00?==
3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3 108-?=，供油压力Pa p s 510210?=，最大开口量m x m 30105.0-?=，求最大空载稳态液动力。 解：全开口的阀d W π= 最大空载液动力： 4.11310 5.010********.343.043.035300=???????=??=--?m s s x p W F 4. 有一阀控系统，阀为零开口四边滑阀，供油压力Pa p s 510210?=，系统稳定性要求阀的流量增益s m K q /072.22 0=，试设计计算滑阀的直径d 的最大开口量m x 0。计算时取流量系数62.0=d C ，油液密度3 /870m kg =ρ。 解：零开口四边滑阀的流量增益： 870 /1021014.362.0072.25 0????=??=d p W C K s d q ρ 故m d 3 1085.6-?= 全周开口滑阀不产生流量饱和条件 67max >v X W mm X om 32.0=
《液压伺服与比例控制系统》教学大纲
液压伺服与比例控制系统课程教学大纲 英文名称：Hydraulic servo and proportional control system 课程编码：01111490 学时：40 学分：2.5 课程性质：专业方向限选课课程类别：理论课 先修课程：液压流体力学、液压元件和液压传动系统、电磁理论、控制理论基础、模拟电子电路和数字电子电路 开课学期：第七学期 适用专业：机电控制工程方向 一、课程综述 1.1 教学目标(参照课程能力要求制定) 本课程是流体传动及控制专业的一门重要的专业课程，教学过程应实现如下目标。 (1) 使学生了解液压伺服与比例控制系统的现状、前沿及发展趋势； (2) 使学生掌握液压伺服与比例控制领域的基本理论及相关应用技术； (3) 使学生掌握液压控制元件的基本性能； (4) 使学生初步掌握文献检索、资料查询、调研及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法； (5) 使学生初步具备实验数据分析和解释的能力； (6) 使学生初步掌握液压伺服系统分析、设计和应用的基本方法； (7) 使学生具备一定的调整、维护知识和实验技能； (8) 使学生具备一定的工程概念； (9) 培养学生的责任感和职业道德；并使学生具备一定的组织管理能力、较强的表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力，初步具备交流、竞争与合作能力。
液压伺服与比例控制系统课程教学大纲1.2 课程能力矩阵 2
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液压伺服与比例控制系统课程教学大纲 1.3 目标能力达成度的评价 (1) 目标能力1、2、3、4、5、6的达成度通过结课考试进行考评； (2) 目标能力3、4、5、6的达成度通过结课考试和讨论课成绩综合考评； (3) 目标能力8、9、10、11的达成度通过讨论课和三级项目成绩综合考评； (4) 目标能力12的达成度通过平时作业、结课考试、讨论课和三级项目成绩综合考评； (5) 目标能力13的达成度通过讨论课和三级项目成绩综合考评； (6) 目标能力14的达成度通过平时作业、讨论课、三级项目和实验成绩综合考评； (7) 目标能力15、16的达成度通过实验成绩进行考评； (8) 目标能力17的达成度通过三级项目成绩进行考评； 1.4 教学安排 本课程由课堂教学、讨论课、三级项目及实验四部分组成。 课堂教学围绕本门课程的基本概念、公式及相关设计计算，以讨论课和三级项目为牵引，采用综合运用探究式、启发式和互动式的教学方法，并辅助大量的实物及现场图片、影像资料等进行授课。 讨论课共两次，分别设置在第四章及第六章结束后进行。讨论课分别围绕液压伺服比例控制元件及液压伺服比例控制系统的相关理论及设计方法进行探讨。 三级项目以围绕液压伺服比例控制元件及液压伺服比例控制系统的相关理论及设计方法为内容，以工业上常见的电液伺服阀及电液位置/速度/力控制系统为对象，要求学生分组完成液压主控元件的设计分析、液压控制系统的设计分析及校正等工作。 本课程包含三次实验，分别针对本课程的基本概念和理论进行实验验证。 1.5 课程要求及成绩评定 本门课程依据全程监控的理念进行考核。课程考核包括6个部分，分别为出勤、作业、讨论课、项目、实验和结课考试。具体要求及评分方法如下： (1) 出勤本门课程的所有环节均要求学生参与并签到，不得缺勤。出勤成绩占总成绩的5%。每缺勤一次扣1分。无故缺勤5次者，取消本门课程的考试资格； (2) 作业本门课程有6次课内作业，要求学生必须独立完成并在规定课程上课前提交，上课后不再接收作业。上课前不能提交作业者，按未按时提交作业处理。作业成绩占总成绩的5%。未按
《液压伺服与比例控制系统》学习指南
学习指南 一、课堂教学 第一章绪论 [教学目的与要求]： 目的是使学生了解课程的目的与任务，与其它课程之间的关系，课程在工程及科学研究方面的意义，培养课程兴趣。 要求学生对液压伺服与比例控制系统的工作原理、分类方法、基本组成牢记在心，同时对本门课程的前沿发展方向有所了解。 [本章主要内容]： 第一节液压伺服控制系统的工作原理及组成 第二节液压伺服控制的分类 第三节液压伺服控制的优缺点 第四节液压伺服控制的发展和应用 [本章重点]： 液压伺服与比例控制系统的工作原理、组成及分类。 [本章难点]： 无 第二章液压放大元件 [教学目的与要求]： 目的是使学生重点掌握液压放大元件的基本理论及一些典型液压放大元件的数学建模及分析方法，培养学生的软件分析能力和工程实践理念。 要求对常见液压放大元件的基本理论有所了解，并重点研究圆柱滑阀的结构形式及分类方法，理想零开口、正开口四边滑阀的静态特性，理想零开口、正开口双边滑阀的静特性，阀系数的推导与计算，滑阀的受力分析和计算，理想零开口四边滑阀的效率和设计；掌握力反馈二级电液伺服阀、直接反馈两极滑阀式电液伺服阀的传递函数推导方法。同时对电液比例控制阀组成和分类、静动态特性、选择方法有所了解。 [本章主要内容]： 第一节圆柱滑阀的结构型式及分类 第二节滑阀静态特性的一般分析 第三节零开口四边滑阀的静态特性 第四节正开口四边滑阀的静态特性 第五节双边滑阀的静态特性 第六节滑阀受力分析 第七节滑阀的输出功率及效率 第八节滑阀的设计
第九节喷嘴挡板阀 第十节射流管阀 [本章重点]： 滑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、滑阀受力分析及滑阀的输出功率及效率。 [本章难点]： 滑阀机理的液阻理论分析方法，滑阀受力分析。 第三章液压动力元件 [教学目的与要求]： 目的是使学生重点掌握液压元件的数学模型、动态特性，尤其是常见的四通阀控液压缸的相关理论，同时结合工程案例和软件辅助的方式使学生达到对枯燥理论的深入理解。 要求学生能够自主分析四通阀控液压缸参数对其动态特性的影响；并能够推导其他形式的液压动力元件基本理论，掌握一些二次调节技术及液压动力元件与负载匹配的方法。 [本章主要内容]： 第一节四通阀控制液压缸 第二节四通阀控制液压马达 第三节三通阀控制液压缸 第四节泵控液压马达 第五节液压动力元件与负载的匹配 [本章重点]： 四通阀控制液压缸、四通阀控制液压马达。 [本章难点]： 四通阀控制液压缸的数学模型建立及分析，四通阀控液压缸参数对其动态特性的影响分析。 第四章机液伺服系统 [教学目的与要求]： 目的是使学生对机液位置伺服控制系统的基本理论有所了解，掌握结构刚度、液压刚度对系统动态特性的影响，掌握动压反馈等改善伺服系统阻尼特性的技术及理论问题。 要求学生能够对机液位置伺服控制系统的数学模型、动态特性清楚掌握，同时能够根据液压控制系统数学模型绘制系统方块图。 [本章主要内容]： 第一节机液位置伺服系统 第二节结构柔度对系统稳定性的影响 第三节动压反馈装置 第四节液压转矩放大器 [本章重点]： 机液位置伺服系统、结构柔度对系统稳定性的影响、动压反馈装置。 [本章难点]： 机液位置伺服系统理论是本章难点。 第五章电液伺服阀
液压系统的概况发展及在各个领域的应用
液压系统的概况发展及在各个领域的应用 教学系：机电工程系 专业：机械制造及自动化 班级：2009级机械2班 姓名：--- 指导教师:---
技术创新及其管理是当今管理科学的重要学科，对于提高国家、地方和企业的科技竞争力，实现可持续发展具有十分重要的意义。无论是发达国家还是发展中国家，都非常重视对这一问题的研究。20世纪80年代初，我国开始重视技术创新理论问题的研究，研究范围包括技术创新的模式、机制，技术创新的扩散，技术创新经济学，技术创新的区域研究以及有关技术创新的政策、体系等诸多方面。经过20多年的研究，人们已经注意到创新在生产各个方面所起的关键作用，并将创新作为企业、产业和国家竞争获胜的中心环节。近年来，流体动力传动由于应用了电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料等后取得了新的发展，是液压气动系统和元件在技术水平上有很大提高。它已成为工业机械、工程建筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术。而其向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、轻量化方向发展，是不断提高它与电传动、机械传动竞争能力的关键。为了保持现有的良好发展势头，必须重视液压传动固有缺点的不断改进和创新。走向21世纪的流体传动除不断改进现有液压气动技术外，最重要的是移植现有的先进技术，使流体技术创造新的活力，以满足未来发展的需要。
一、前言 (1) 二、摘要 (3) 三、液压系统的概况 (4) 1、液压系统的概述 (4) 2、液压系统发的发展史 (4) 3、液压系统的力学基础 (5) 4、液压元件近年来主要成果 (7) 5、液压系统的节能技术 (7) 6、液压系统的密封技术 (9) 四、液压技术在各个领域的应用 (11) 1、液压技术在工业中的应用 (11) 2、液压技术在风力发电领域的应用 (12) 3、液压技术在军事领域中的应用 (14) 4、液压技术在工程机械领域的应用 (16) 5、液压技术在海底作业领域中的应用 (17) 6、液压技术在矿山机械领域中的应用 (17) 7、液压技术在日常设施领域的应用 (18) 五、结论 (19) 六、致谢 (20) 七、参考文献 (21)
比例阀控制系统传递函数
0 引言 最近10年来发展起来的电液比例控制技术新成员——伺服比例阀，实际上是电液比例技术与电液伺服阀的进一步的“取长补短”式的融合。伺服比例阀(闭环比例阀)内装放大器，具有伺服阀的各种特性：零遮盖、高精度、高频响，但其对油液的清洁度要求比伺服阀低，具有更高的工作可靠性。 电液伺服控制系统多数具有良好的控制性能，并具有一定的鲁棒性，有广泛的应用。电液伺服系统的动态特性是衡量一套电液伺服系统设计及调试水平的重要指标。电液伺服系统由电信号处理装置和若干液压元件组成，元件的动态性能相互影响，相互制约及系统本身所包含的非线性，致使其动态性能复杂，因此，电液伺服控制系统的仿真受到越来越多的重视。 电液技术的不断发展和人们对电液系统性能要求的不断提高，了解电液伺服系统过程中的动态性能和内部各参变量随时间的变化规律，已成为电液伺服系统设计和研究人员的首要任务在系统工作过程中，主要液压元件的动态响应、系统各部分的压力变化，执行元件的位移和速度等，都是人们非常关心的。 本文以电液伺服比例阀控液压缸为例，针对Matlab/Simulink 在电液伺服控制系统仿真分析中的局限性，采用AMESim 和Matlab/Simulink 联合仿真模型，取得了良好的效果。 1 系统组成及原理 电液伺服控制系统根据被控物理量（即输出量）分为电液位置伺服系统，电液速度伺服系统，电液力伺服系统三类。本文主要介绍电液位置伺服系统的仿真研究。其中四通阀伺服比例阀控液压缸的原理如图所示。 图1 阀控缸－负载原理图系统组成图 电液位置伺服控制系统是最为常见的液压控制系统，实际的伺服系统无论多么复杂，都是由一些基本元件组成的。控制系统结构框图见图2所示。 图2 电液伺服控制系统的结构框图 2 液压系统数学模型建立 活塞杆内径（直）d＝45cm，活塞的行程H＝40cm，油缸外径＝80mm，查手册知内径
液压比例与伺服控制考试复习
电液比例与伺服控制期末复习题初步整理（神话） 第一章一、电液比例与伺服控制分类 1、按液压控制元件分：1电液比例控制系统，2液压伺服控制系统。 2、按被控物理量分：1位置控制，2速度控制，3力控制系统，4压力控制系统，5其他控制系统 3、按动力元件类型分：1阀控液压缸，2阀控液压马达，3泵控液压缸，4泵控液压马达 阀控优点：响应速度快，控制精度高，结构简单。缺点：效率低 泵控优点；效率高。缺点：响应速度慢，结构复杂 4、按系统控制方式：开环和闭环系统 二、电液比例与伺服控制分类：1指令输入元件，2检测反馈元件， 3比较元件，4放大、转换、控制元件，5也压制性元件，6控制对象 第二章液压放大元件定义:一种依据对液体的节流原理，已输入机械可控制信号（位移与转角）来控制液压信号输出的元件。 一、放大元件结构与分类（分类：滑阀、喷嘴挡板阀、射流式控制阀） 1、圆柱滑阀分类（控制性能好）a、按进出口通道数分：四通阀、三通阀、二通阀。 b、按节流工作边数分：四边阀、双边阀、单边阀 c、按阀预开口形式分：负开口（优点：密封性好，结构简单。缺点：由于流量增益又死区，故影响系统稳态误差）、零开口（优：有线性流量增益，缺：加工制造困难）、正开口（开口范围内流量增益大，超出正开口范围，增益降低;灵位压力灵敏度低，泄漏量大，功率损耗大） d、按阀芯阀套节流窗口形状分：矩形（窗口面积与阀芯位移成正比，有线性流量增益）、圆形、三角形 e、按阀芯凸肩数目分：二凸肩、三凸肩、四凸肩 2、喷嘴挡板阀优：制造成本低，移动部件挡板的惯量小，响应速度高。缺：零位泄漏大 3、射流式控制阀优：清洁度要求不高，抗污能力强，可靠性强。缺：压力过高容易震动，性能不易预测，容易 产生故障 二、阀的性化和阀系数 1、阀流量增益Kq：表示负载压降一定时，单位负载压降增加引起负载流量的减少量。（越大越灵敏） 2、流量—压力系数Kc：表示阀开度一定时，单位负载压降引起的负载流量的减少量。（影响稳定性） 3、阀的压力增益Kp：指Q=0时单位阀位移引起的负载压力变化大小。（阀对负载的控制能力） 4、Kp=Kq/Kc 5、线性化流量方程：Δql=Kq*ΔXv—Kc*Δpl （零位工作点稳定性最差，增益量最大） 6、理想滑阀:径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 三、单喷嘴挡板阀工作原理：单喷嘴挡板阀实际是三通阀，只有一条负载通道，控制控制腔，有杆腔与控制腔比较，控制缸的双向运动。当挡板与喷嘴的间隙间小时，由于可变液阻增大，使控制压力Pc增大， Pc*Ah > Ps*Ar时，液压缸向上运动。当挡板与喷嘴间的间隙增大时，由于可变液阻增小，使控制压力Pc减小，Pc*Ah < Ps*Ar时，液压缸向下运动。 第三章1、液压动力元件：由液压控制元件和也压执行元件组成。 分类：1阀控液压缸，2阀控液压马达，3泵控液压缸，4泵控液压马达 2、提高固有频率Wh措施：a,增大液压缸作用面积Ap；b、减少总压缩容积Vt；c、提高油液等效体积弹性模量βe; d、减少活塞上的总等效质量Mt。 3、提高阻尼比措施：a、采用正开口阀；b、设置旁路泄露通道。C、增大负载粘性阻尼。 4、负载匹配定义：根据负载轨迹来进行负载匹配时，只要使动力元件的输出持性曲线能够包围负载轨迹，同时使输出特性曲线与负载轨迹之间的区域尽量小，便认为液压动力元件与负载相匹配。 5、最佳负载匹配：元件最大输出功率点与负载最大功率点重合，功率得到充分利用，效率高，且阀的流量增益和
液压机文献综述
文献综述 一前言 压力机是一种结构精巧的通用性压力机。具有用途广泛，生产效率高等特点，压力机可广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件。机械压力机工作时由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮(通常兼作飞轮)，经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行。机械压力机在锻压工作完成后滑块程上行，离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。 液压机是一种以液体为工作介质，用来传递能量以实现各种工艺的机器。液压机除用于锻压成形外，也可用于矫正、压装、打包、压块和压板等。液压机包括水压机和油压机。以水基液体为工作介质的称为水压机,以油为工作介质的称为油压机。液压机的规格一般用公称工作力（千牛）或公称吨位（吨）表示。锻造用液压机多是水压机，吨位较高。为减小设备尺寸，大型锻造水压机常用较高压强（35兆帕左右），有时也采用 100兆帕以上的超高压。其他用途的液压机一般采用 6～25兆帕的工作压强。油压机的吨位比水压机低。 按结构形式现主要分为：四柱式、单柱式（C型）、卧式、立式框架等。 按用途主要分为金属成型、折弯、拉伸、冲裁、粉末（金属，非金属）成型、压装、挤压等。 热锻液压机 大型锻造液压机是能够完成各种自由锻造工艺的锻造设备，是锻造行业使用最广泛的设备之一。目前有800T、1600T、2000T、2500T、3150T、4000T、5000T等系列规格的锻造液压机。 二正文 二．一液压系统 液压传动是以液体为工作作为工作介质，以液体的压力能进行运动和动力的传递的一种传动方式。它先通过能量转换装置（液压泵），将原动机（电动机）的机械能转变为液体的压力能，再通过封闭管道、液压控制元件等，经另一能量转换装置（液压缸、液压马达）将液体的压力能转变为机械能，以驱动负载，实现执行机构所需的直线或旋转运动。与机械传动相比液压系统具有许多优点，因此在机械工程中广泛应用。 液压系统基本上由以下五个部分组成。 ①动力元件指各种液压泵，它的作用是把机械能转变成有也得压力能，给液压系统提供压力油，事业呀系统的动力源。 ②执行元件指各种类型的液压缸、液压马达。其作用是将油液的压力能转变为机械能，其工作机能驱动负载，实现规定的运动。
第一章 液压伺服系统概述
第一章液压伺服系统概述 液压伺服控制是一门新兴的科学技术。它不但是液压技术的一个重要分支，而且也是控制领域中的一个重要组成部分。 早在第一次世界大战前，液压伺服控制已开始应用于海军舰艇中，作为操舵装置。到第二次世界大战期间及以后，由于军事的刺激，自动控制特别是武器和飞行器控制系统的研究得到进一步的发展。液压伺服控制因响应快，精度高和功率一重量比大等特点而受到特别的重视。特别是近几十年，由于整个工业技术的发展，尤其是军事和航空航天技术的发展，促使液压伺服控制得到迅速发展。使这门技术无论在元件和系统方面，还是在理论与应用方面都日趋完善和成熟，形成一门新兴的科学技术。 机械液压伺服控制出现较早，用在飞机上作为液压助力器，操纵飞机舵面。40年代，首先在飞机上出现了电液伺服系统。但该系统中的滑阀由伺服电动机驱动，作为电液转换器。由于伺服电动机时间常数较大，限制了电液伺服系统的响应速度。随着超音速飞机的发展，要求伺服系统反应速度越来越高，特别是像导弹控制，这就促进了快速电液伺服控制系统的产生与发展。50年代初，出现了快速响应的永磁力矩马达，力矩马达与滑阀结合，形成了电液伺服阀。50年代末，又出现了以喷嘴挡板阀作为第一级的电液伺服阀，进一步提高了电液伺服阀的快速性。60年代，各种结构的电液伺服阀相继出现，其性能Et趋完善。由于电液伺服阀和电子技术的发展，使电液伺服系统得到迅速的发展。 目前，液压伺服系统特别是电液伺服系统已成为武器自动化和工业自动化的一个重要方面。凡是需要大功率、快速、精确反应的控制系统，都已经有了应用。在国防工业中，如飞机的操纵系统、导弹的自动控制系统、火炮操纵系统、坦克火炮稳定装置、雷达跟踪系统和舰艇的操舵装置等系统中。在一般工业中，用于机床、冶炼、轧钢、铸锻、动力、工程机械、矿山机械、建筑机械、拖拉机、船舶等系统中。
液压伺服与比例控制系统基本知识
第七章 液压伺服与比例控制系统基本知识 第一节 概述 液压传动的三个阶段：开关控制、伺服控制和比例控制。在普通液压传动系统应用中，控制方式无论是采用手动、电磁、电液等形式，还是采用计算机或可编程控制器（PLC ），都属于开关式点位控制方式，控制精度和调节性能不高。 狭义上讲，伺服系统是指输出能以一定精度跟随输入的位置控制系统。目前常把各种机械量（位移、速度和力）的自动控制系统统称为伺服系统。故液压伺服系统是指以液压为动力的机械量自动控制系统。系统中信号的传输和控制部分如采用电气，则为电液伺服系统，也属于液压伺服系统的范畴。和电气伺服系统相比，液压伺服系统具有体积小、重量轻、响应快等优点。 指令元件：按要求给出控制信号的器件，如计算机、可编程控制器、指令电位器或其它电器等； 检测反馈元件：检测被控制量，给出系统的反馈信号，如各种类型的传感器； 比较元件：把具有相同形式和量纲的输入控制信号与反馈信号加以比较，给出偏差信号。比较元件有时不一定单独存在，而是与指令元件反馈检测元件及放大器组合在一起，由一个结构元件完成； 放大、转换和控制元件：将偏差信号放大，并作为能量形式转换（电—液；机—液等），变成液压信号，去控制执行元件（液压缸、液压马达等）运动。一般是放大器、伺服阀、电液伺服阀等； 执行元件：直接对被控对象起作用的元件。如液压缸、液压马达等； 被控对象：液压系统的控制对象，一般是各类负载装置。 按被控制量是否被检测与反馈：开环控制系统，闭环控制系统。 按液压控制元件的不同：阀控系统，泵控系统。 按信号产生和传递方式的不同：机械—液压伺服系统，电气—液压伺服系统。 按被控对象的不同：流量控制，压力控制，位置控制，速度控制，复合控制。 按输入信号的变化规律：定值控制，程序控制，伺服控制。 液压伺服控制系统的优点：系统刚度大、控制精度高、响应速度快，可以快速启动、停止和反向。 缺点：其控制元件（只要是各类伺服阀）和执行元件因为加工精度高，所以价格贵、怕污染，对液压油的要求高。 第二节 伺服阀与伺服控制系统 一、伺服阀 伺服阀是一种以小的电气信号去控制系统内液体压力或流量的伺服元件。它是伺服控制系统的核心，它可以按照给定的输入信号连续成比例地控制流体的压力、流量和方向，使被控对象按照输入信号的规律变化。 伺服阀按输出特性分：流量控制阀、压力控制阀、压力—流量控制阀。