负载特性曲线

mt
d 2xp dt 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱBp
dx p dt
Kx p
FL
二、方框图与传递函数： 根据阀控液压缸的基本方程进行拉氏变换得：
QL Kq X v Kc PL
QL
ApsX p
Ctp PL
Vt
4e
sPL
ApPL mts2X p BpsX p KX p FL
根据阀控液压缸的拉氏变换方程式绘出系统方框图。
别有哪几个？它们对系统动态特性有什么影响？ 4、何谓液压弹簧刚度?为什么要把液压弹簧刚度理解为动态刚
度？ 5、液压固有频率和活塞位置有关．在计算系统稳定性时，四
通阀控制双作用液比缸和三通阀控制差动液压缸应取活塞的什 么位置?为什么? 6、为什么液压动力元件可以得到较大的固有频率? 7、为什么说液压阻尼比是一个“软量”?提高阻尼比的简单方 法有哪几种?它们各有什么优缺点？ 8、何谓液压动力元件的刚度?代表什么意义? 9、三通阀控制液压缸和四通阀控制液压缸的固有顾率有什么 不同?为什么?
QL
Dm s m
Ctm PL
Vt
4e
sPL
DmPL J ts2m Bmsm Gm TL
二、方框图与传递函数：
m
J tVt
4 e Dm2
s3
Kq
Dm
J t Kce Dm2
Xv
Kce Dm2
1
Vt
4 e K ce
s TL
BmVt
4 e Dm2
s
2
1
Bm Kce Dm2
GVt
第四项是活塞运动速度；
第五项：Bp Kce
Ap2
sX p
是粘性力引起的泄漏流量所产生的活 塞速度；
第六项： KVt
4e Ap2
sX
p
是弹性力变化引起的压缩流量所产生 的活塞速度；
第七项：KKce
Ap2
X
p
是弹性力引起的泄漏流量所产生的活 塞速度。
三、传递函数简化
（一）、无弹性负载：
Xp
Kq Ap
Xv
1
1
Kq
Ap Kq
Xp Xv
1
Ap
K Kh
s
K ce K Ap2
K ce K s 1
r
Kq
X p Ap Xv s
四、频率响应分析
（一）、无弹性负载系统频率分析：
(1)速度放大系数 由于传递函数中包含一个积分环节、 所以在稳态时，液压缸活塞的输出速度与阀的输入位 移成比例．比例系数即为速度放大系数(速度增益)。 它表示阀对液压活塞速度控制的灵敏度。速度放大系 数直接影响系统的稳定件、响应速度和精度。提高速 度放大系数可以提高系绽的响应速度和精度。但使系 统的稳定性变坏。速度放大系数随阀的流量增益变化 而变化。
FL*
2 3
Ap ps
vL*
q0m 3Ap
当供油压力确定后，推得液压缸活塞面积为：
阀的最大空载流量为：
Ap
3 2
FL* ps
q0m 3vL* Ap
思考题
1、什么叫液压动力元件?有哪些控制方式?有几种基本组成类 型？
2、负载类型对液压动力元件的传递函数有什么影响? 3、无弹性负载和有弹性负载时，描述传递函数的性能参数分
Kce Ap2
1
Vt
4 e K ce
s FL
s
mtVt
4e Ap2
s2
mt Kce Ap2
BpVt
4e Ap2
s
1
简化为：
Xp
Kq Ap
Xv
Kce Ap2
1
Vt
4 e K ce
s
s2
h2
2 h h
s
1
s FL
液压固有频率： 液压阻尼比：
h
4e Ap2
mtVt
由方框图求得液压缸输出位移传递函数：
Xp
mtVt
4e Ap2
s3
Kq Ap
Xv
Kce Ap2
1
Vt
4 e K ce
s FL
mt Kce Ap2
BpVt
4e Ap2
s2
1
Bp Kce Ap2
KVt
4e Ap2
s
KKce Ap2
式中，分子的第一项是液压缸活塞的空载速度。第
Kq
m
Dm
Xv
s
s2
h2
2 h h
s
1
对外负载力矩TL的传递函数：
m
Kce Dm2
1
Vt
4 e K ce
s
TL
s
s2
h2
2 h h
s
1
3.3 三通阀控制液压缸
基本结 构形式
一、基本方程：
QL Kq X v Kc PL
QL
AhsX p
CipPc
V0
e
sPc
Pc Ah mts2 X p BpsX p KX p FL
思考题
10、阀控液压马达和泵控液压马达的特性有何不同，为什么? 11、为什么把称为速度放大系数?速度放大系数的量纲是什么? 12、何谓负载匹配?满足什么条件才算最佳匹配? 13、如何根据最佳负载匹配确定动力元件参数? 14、泵控液压马达系统有没有负载匹配问题?满足什么条件才
是泵控液压马达的最佳匹配? 15、在长行程时，为什么不宜采用液压缸而采用液压马达？
h2
2 h h
s
1
K Kh
s
K ce K Ah2
液压固有频率：
h
液压阻尼比：
Kh mt
e Ah2
mtV0
h
Kce 2 Ah
emt Bp
V0 2 Ah
V0
emt
传递函数近似式：
Xp
Kq Ah
Xv
Kce Ah2
1
V0
e K ce
s FL
s
K ce K Ah2
s2
h2
2 h h
2
x
x0
2
FI
x0m 2
1
负载特性曲线：
（二） 粘性负载特性 粘性负载特性的数学表达式：
Fv B x
x x0 sint 负载特性曲线：
x Fv B
（三） 弹性负载特性 弹性负载特性的数学表达式：
负载特性曲线：
2
x
x0
Fp Kx0
2
1
（四） 合成负载特性 负载特性的数学表达式：
二、传递函数：
Xp
mtV0
e Ah2
Kq Ah
Xv
Kce Ah2
1
V0
e K ce
s FL
s3
mt Kce Ah2
BpV0
e Ah2
s
2
1
Bp Kce Ah2
KV0
e Ah2
s
KKce Ah2
三、传递函数简化
Xp
Kq Ah
Xv
Kce Ah2
1
V0
e K ce
s FL
s2
4 e Kce
s FL
K Kh
s
Kce K Ap2
综合固有频率：
o h
1 K Kh
综合阻尼比：
o
1
2o
Vt
4 e K ce
1 K Kh
Bp mt
忽略Bp后近似为：
h
Kce Ap
emt
Vt
2 h h
Kcmt Ap2
标准传递函数形式：
Xp
K ps Ap K
Xv
1 K
1
Vt
s
1
（二）、有弹性负载：
Xp
mtVt
4e Ap2
s3
Kq Ap
Xv
Kce Ap2
1
Vt
4 e Kce
s FL
mt K Ap2
ce
BpVt
4e Ap2
s2
1
KVt
4e Ap2
s
KKce Ap2
简化为：
Xp
Kq Ap
Xv
s2
h2
2 h h
Kce Ap2
1
s 1
Vt
（二）、有弹性负载系统频率分析：
分析系统的主要参数对系统的性能的影响。由于 惯性环节的存在，使系统变成了一阶系统，对单 位阶跃输入就是有差的了。
K ps Ap
Xp
K
Xv
s
r
1
s2
o2
2 o o
s
1
3.2 四通阀控制液压马达
基本结 构形式
一、基本方程：
QL Kq X v Kc PL
V02
dp2 dt
Ap xp
2e
dp1 dt
dp2 dt
根据：V01 = V02 = V0 = Vt /2
同时：
Ap xp
V0，
dp1 dp2 0 dt dt
则液压缸流量连续性方程简化为：
qL
Ap
dx p dt
Ctp pL
Vt
4e
dpL dt
(三) 液压缸和负载的力平衡方程：
Ap pL
4 e Dm2
s
KKce Dm2
三、传递函数简化
Xp
Kq Dm
Xv
Kce Dm2
1
Vt
4 e K ce
s
s2
h2
2 h h
s
1
s TL
液压固有频率：
h