液压控制系统1PPT课件
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完整液压系统ppt课件
元件的检查与保养
总结词
元件的检查与保养是液压系统维护的基础工作，能够及时发现并解决潜在问题，防止故 障扩大。
详细描述
在日常检查中，应重点关注油泵、油缸、阀件等关键元件的工作状态，检查其是否有异 常声响、泄漏、卡滞等现象。对于出现问题的元件，应及时进行维修或更换。同时，为
了保持元件的性能和寿命，还需要定期对元件进行保养，如清洗、润滑、除锈等。
排除技巧
先易后难、逐一排查、利用系统本身 进行控制等。
实践经验
定期维护保养、保持油液清洁、合理 设计液压系统等。
THANKS
感谢观看
速度控制回路
速度控制回路主要用于调节和控 制系统中的执行元件的运动速度
。
速度控制回路通常由节流阀、调 速阀等组成，通过调节这些阀门 的参数，可以实现对执行元件运
动速度的精确控制。
速度控制回路在液压系统中具有 重要的作用，能够提高系统的生
产效率和精度。
方向控制回路
方向控制回路主要用于控制液压 系统中执行元件的运动方向。
06
液压系统故障诊断与 排除
故障分类与原因分析
故障分类
泄漏故障、噪声故障、振动故障 、性能故障、液压冲击等。
原因分析
密封件损坏、元件磨损、油液污 染、液压系统设计不合理等。
故障诊断方法与流程
诊断方法
感官诊断、仪表测量、逻辑分析等。
诊断流程
初步检查、元件检查、系统测试、综 合分析等。
故障排除技巧与实践
负载分析
负载分类
固定负载、变位负载、加 速负载、减速负载
负载特点
随工作条件、工况和工艺 要求而变化
负载计算
根据工作需求，计算各执 行元件所承受的负载，为 后续元件选择提供依据
液压控制系统课件
27
第二章 伺服阀 （液压放大元件）
28
一、伺服阀的概念 • 是液压伺服系统中的核心元件 • 是能量转换元件 • 是功率放大元件 • 其作用是将各种功率很小的输入信号转 变成功率较大的液压输出量，用以控制 液压执行元件的动作。
29
二、伺服阀的分类
１、按输入信号及转换器类型分类 • 电液伺服阀 • 气液伺服阀 • 机液伺服阀 ２、按级数分类 • 单级伺服阀 • 双级伺服阀：常采用此阀，它具有两级液 压放大。其中第一级称为前置级，末级称 为功率级。 • 三级伺服阀：当流量很大时，可采用此阀。 30
35
32
３、按滑阀阀芯的台肩数目分为： • 二台肩滑阀（图2-1a) • 三台肩滑阀（图2-1b) • 四台肩滑阀（图2-1c) 1)、二台肩滑阀： 结构最简单，但阀芯轴向移动时导 向性差，阀芯台肩易落入阀套槽中。由 于阀芯两端回油管道中阻力不同，使阀 芯在轴向处于静不平衡状态。此阀采用 液压或气动操纵有困难。
7
一、工作原理
１、图１-１所示为 操纵管道１中阀板 ２转角的液压传 动装置：
8
1)、作用： 利用这种普通的液压传动装置，阀 板转角就可随操纵者的期望任意变化或 保持不变。 2)、工作过程： • 首先在操作者脑中有一个期望的阀板转 角 r（给定值），他必须观察阀板转角 的实际值 （实际值对人的反馈）。然后 判断如何操作手动换向阀5，以使阀板转 角的实际值和给定值无偏差为止。 • 当阀板在外力干扰作用下再出现偏差时， 上述操作过程仍需进行。
电位器，直到电桥达到平衡为止。
15
• 阀板转角 与给定值xi是一一对应的。电 桥具有位移输出负反馈及与输入信号相 比较的功能。此电液伺服系统同样具有 输出转角 跟踪输入信号xi及消除外力干 扰而引起输出偏离的功能。 3)、结论 在该伺服系统中，采用了电液伺服 阀（由电磁力推动阀芯运动的液压伺服 阀），电桥和放大器等电器元件，故称 为电液伺服系统。
第二章 伺服阀 （液压放大元件）
28
一、伺服阀的概念 • 是液压伺服系统中的核心元件 • 是能量转换元件 • 是功率放大元件 • 其作用是将各种功率很小的输入信号转 变成功率较大的液压输出量，用以控制 液压执行元件的动作。
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二、伺服阀的分类
１、按输入信号及转换器类型分类 • 电液伺服阀 • 气液伺服阀 • 机液伺服阀 ２、按级数分类 • 单级伺服阀 • 双级伺服阀：常采用此阀，它具有两级液 压放大。其中第一级称为前置级，末级称 为功率级。 • 三级伺服阀：当流量很大时，可采用此阀。 30
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３、按滑阀阀芯的台肩数目分为： • 二台肩滑阀（图2-1a) • 三台肩滑阀（图2-1b) • 四台肩滑阀（图2-1c) 1)、二台肩滑阀： 结构最简单，但阀芯轴向移动时导 向性差，阀芯台肩易落入阀套槽中。由 于阀芯两端回油管道中阻力不同，使阀 芯在轴向处于静不平衡状态。此阀采用 液压或气动操纵有困难。
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一、工作原理
１、图１-１所示为 操纵管道１中阀板 ２转角的液压传 动装置：
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1)、作用： 利用这种普通的液压传动装置，阀 板转角就可随操纵者的期望任意变化或 保持不变。 2)、工作过程： • 首先在操作者脑中有一个期望的阀板转 角 r（给定值），他必须观察阀板转角 的实际值 （实际值对人的反馈）。然后 判断如何操作手动换向阀5，以使阀板转 角的实际值和给定值无偏差为止。 • 当阀板在外力干扰作用下再出现偏差时， 上述操作过程仍需进行。
电位器，直到电桥达到平衡为止。
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• 阀板转角 与给定值xi是一一对应的。电 桥具有位移输出负反馈及与输入信号相 比较的功能。此电液伺服系统同样具有 输出转角 跟踪输入信号xi及消除外力干 扰而引起输出偏离的功能。 3)、结论 在该伺服系统中，采用了电液伺服 阀（由电磁力推动阀芯运动的液压伺服 阀），电桥和放大器等电器元件，故称 为电液伺服系统。
液压系统原理讲解课件PPT
压力机动作循环图
压力机液压原理图
活塞杆较粗，无杆腔与有杆腔的有效工作面积之比为2：1，使快速进给和快速退回的速度相等。
液压动力滑台用液压缸驱动，它在电气和机械装置的配合下可以实现各种自动循环。
（3）采用专用的QFI型释压阀来实现上滑块快速返回时上缸换向阀的换向，保证液压机动作平稳，不会在换向时产生液压冲击和噪声
④调速阀4和10 这两个阀串联在进油路 上，实现节流调速。由调速阀4控制一工 进速度(慢速)，由调速阀5控制二工进速度 (更慢速)，由二位二通阀9控制两种工进速 度的换接。
⑤行程阀8 用于控制快进和工进的速度 换接。
⑥背压阀1 由于采用进口节流调速，液压 缸8运动的平稳性差，所以在回油路上设置 背压阀1，用以提高液压缸7运动的平稳性。
A工进 + + ⑤采用限压式变量泵，流量随压力变化自动调节，使快进转工进后，没有溢流造成的功率损失，系统的效率较高。
⑥背压阀1 由于采用进口节流调速，液压缸8运动的平稳性差，所以在回油路上设置背压阀1，用以提高液压缸7运动的平稳性。
慢速加压 上滑块接触工件时开始，缸5上腔压力升高， I1关闭，油液流动与快速下行相同；
下液压缸驱动下滑块，实现“向上顶出 向下退回 原位停止”的动作循环。
保压延时 压力升高8作用，1YA断，3和7处于中位，保压时间由时间继电器控制 — 快退 —— 原位停止
B工进
+
+
进回：油变 路量泵14：缸单1向1（Y阀下A1）3
换向阀12(左) 行程阀8(右) 2（左） 油箱 ；
液压缸7左腔；
在保压阶段，9上位工作，当2YA通电，3右位，控制油路的压力油到9下端，但9上端的高压未释放，阀芯不动
回油路 液压缸7左腔单向阀6 换向阀12(右位) 油箱。
第一部分液压控制系统及部套
第一部分液压控制系统及部套1 EH液压控制系统1.1 EH系统构成及功能EH液压控制系统是汽轮机数字式电液控制系统（DEH）中的一个组成部分，主要由供油系统（EH油站、再生装置、抗燃油）、执行机构（高主油动机、高调油动机、中主油动机、中调油动机、旋转隔板油动机）、危急遮断系统（危急保安装置、隔膜阀）、EH油压低试验模块及油管路系统（油管路、高压蓄能器）组成。
1)供油系统既是一个动力源，也是一个油液贮存和处理中心，通过它，系统可得到所必需的工作介质--高压抗燃油。
2)执行机构响应挂闸和DEH的指令信号，以驱动汽轮机各蒸汽阀门开度。
3)危急遮断系统则接受汽轮机所有的停机信号和103%超速信号，当有信号发出时，危急遮断系统动作而快关汽轮机所有汽阀，或只关闭调节汽阀，以保证汽轮机正常安全的运行。
4)EH油压低试验模块是一个可在线试验压力开关的装置，可随时在线检测压力开关动作的可靠性。
5)油管路系统为各液压部件输送工作介质并可将供油系统与执行机构等连接起来，从而构成液压控制系统工作回路。
1.2 EH系统工作原理原理框图见如下所示开调门或加负荷：DEH给定一开调门或加负荷指令，经运算比较后输出一正偏值电流△X，并作用在伺服阀上，伺服阀动作，从而驱动油动机动作并往上开启调门。
此调门位移经油动机LVDT反馈回DEH进行比较运算，直至其偏值电流△X为零后，调门便停止移动，并停留在一个新的工作位置上。
关调门或减负荷：作用过程与上相反。
伺服阀油动机LVDT1.3 调节保安系统图2 供油系统供油系统由EH油站、再生装置及抗燃油组成。
2.1 EH油站EH油站为EH液压控制系统动力源，主要功能是向EH液压控制系统提供合格的动力油。
它主要由油站箱体、油站出口组件、油泵组、吸油滤器、磁性过滤器、流量计、蓄能器、冷油器、PH 仪表接线盒、压力表、变送器、温度及压力开关、滤油系统和冷却系统等组成。
2.1.1 工作原理简图：2.1.2 主要电气元件参数：主油泵电机(2台): 30 KW 380VAC 50HZ 三相滤油泵电机(1台): 0.75KW 380VAC 50HZ 三相冷却油泵电机(1台): 1.5 KW 380VAC 50HZ 三相电加热器(1组): 5 KW 220VAC 50HZ 单相2.1.3 EH油站工作原理油泵启动后（最大流量约为100L/min），经过吸油滤器，从油箱中吸入抗燃油。
《液压系统图解》课件
液压系统特点
高功率密度
相对于电动机，液压系统具有更高的功率密度， 能够在更小的体积内提供更大的力量。
平稳且连续
液压系统的输出可以平稳、无级调节和连续， 适用于长时间、高精度的运动。
可靠性高
液压系统由较少的工作部件组成，易于制造和 维护，且不容易出现故障。
动态性好
液压系统响应速度快，能够在瞬间改变输出方 向、大小和速度。
行车、吊桥、升降机等
飞机制动、起落架、导航系统 等
应用场景 快速移动、加工或冲床等
重物搬运、高温环境等 高速、精确、安全
液压系统的构成
1
液压源
如液压泵、压力调节器和液压油箱等。
2
执行元件
如液压缸、液压马达和液压阀等。
3
控制元件
如控制阀、方向阀和流量阀等。
液压系统的分类
• 按压力等级分为低压和高压； • 按液压系统的用途分为动力液压系统和控制液压系统； • 按能源来源分为手动液压、电动液压等； • 按系统结构和控制方式分为开环和闭环液压系统。
《液压系统图解》PPT课 件
此课件介绍了液压系统的工作原理、构成和分类，以及在工业自动化中的应 用。了解液压系统的基础知识，是进行工程和机械设计的必要条件。
液压系统原理
流体力学
介绍流体的压力、速度和流量等 基本概念。
压力传递
介绍流体的压力如何随着管道的 长度和形状传递。
流体输出
介绍液压系统是如何利用流体输 出力量和动能。
液压系统的优缺点
优点
• 高功率密度 • 动态性好 • 平稳连续
Hale Waihona Puke 缺点• 噪音大 • 易泄漏 • 易受污染
液压系统的故障分析
液压压力
液压系统课件(完整) PPT
出流量的大小；改变电流信号极性，即可改变运动方向。
图形符号含义
位—用方格表示，几位即几个方格
通—↑
不通— ┴ 、┬
箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通.
p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口
A.B—与执行元件连接的工作油口
弹簧—W、M，画在方格两侧。
常态位置：
锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为12 °～
20 °，阀口关闭时为线密封，密封性能好
且动作灵敏。
球阀 性能与锥阀相同。
三、方向控制阀
方向控制阀的作用：
流方向
在液压系统中控制液
方向控制阀包括： 单向阀和换向阀
3.1 单向阀
单向阀包括：普通单向阀和液控单向阀
1）普通单向阀
使油液只能沿一个方向流动，反向则被 截止的方向阀。
齿轮泵的原理图
在一个紧密配合的 壳体内相互啮合旋 转，这个壳体的内 部类似“8”字形， 两个齿轮装在里面， 齿轮的外径及两侧 与壳体紧密配合
齿轮泵的原理图
挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这 一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合 时排出
Hale Waihona Puke 齿轮泵的特点 齿轮泵对油液的要求最低，最早的时候因 为压力低，所以一般用在低压系统中，先 随着技术的发展，压力可以做到25MPa左 右，常用在廉价工程机械和农用机械方面， 当然在一般液压系统中也有用的，但是他 的油液脉动大，不能变量，好处是自吸性 能好。
液动换向阀
液动换向阀特征：
利用液体压力改变滑阀位置以控制流 向
液动换向阀工作原理
图示位置： p 不通 A、B、均 → T
k1通压力油：p→A，B→T k2通压力油：p→B，A→T
图形符号含义
位—用方格表示，几位即几个方格
通—↑
不通— ┴ 、┬
箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通.
p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口
A.B—与执行元件连接的工作油口
弹簧—W、M，画在方格两侧。
常态位置：
锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为12 °～
20 °，阀口关闭时为线密封，密封性能好
且动作灵敏。
球阀 性能与锥阀相同。
三、方向控制阀
方向控制阀的作用：
流方向
在液压系统中控制液
方向控制阀包括： 单向阀和换向阀
3.1 单向阀
单向阀包括：普通单向阀和液控单向阀
1）普通单向阀
使油液只能沿一个方向流动，反向则被 截止的方向阀。
齿轮泵的原理图
在一个紧密配合的 壳体内相互啮合旋 转，这个壳体的内 部类似“8”字形， 两个齿轮装在里面， 齿轮的外径及两侧 与壳体紧密配合
齿轮泵的原理图
挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这 一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合 时排出
Hale Waihona Puke 齿轮泵的特点 齿轮泵对油液的要求最低，最早的时候因 为压力低，所以一般用在低压系统中，先 随着技术的发展，压力可以做到25MPa左 右，常用在廉价工程机械和农用机械方面， 当然在一般液压系统中也有用的，但是他 的油液脉动大，不能变量，好处是自吸性 能好。
液动换向阀
液动换向阀特征：
利用液体压力改变滑阀位置以控制流 向
液动换向阀工作原理
图示位置： p 不通 A、B、均 → T
k1通压力油：p→A，B→T k2通压力油：p→B，A→T
液压系统基础知识PPT课件
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二、液压传动的工作介质
（3）
液压系统运行中由于油箱密封不完善以及元件密封装置损 坏而由系统外部侵入的灰尘、砂土、水分等污染物造成的污染。
（4）
液压系统运行过程中产生的污染物，如金属及密封件因磨 损而产生的颗粒、油液氧化变质的生成物等。
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二、液压传动的工作介质
1）帕斯卡原理
2.液体静力学
p F1 F2 F3 A1 A2 A3
F4 F5 10MPa A4 A5
帕斯卡原理示意图
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三、液压传动的工作原理与力学基础
2）液体压力的表示方法
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23
三、液压传动的工作原理与力学基础
绝对压力、相对压力及真空度的关系
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48
一、液压冲击和气蚀现象
1）空气分离压和饱和蒸气压
2.气蚀现象
在液体中总是溶解有一定量的空气。液压 油中能溶解的空气量比水中能溶解的要多，在 水中溶解的空气一般占水体积的 2%，油液则 可达到5%~6%，而且液体中气体的溶解度与 绝对压力成正比。
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1.回路分析
1—工作台； 2—液压缸； 3—活塞； 4—换向手柄； 5—三位四通手动换向阀； 6、8、16—回油管； 7—节流阀； 9—开停手柄； 10—开停阀； 11、12—压力管； 13— 14—钢球； 15—弹簧； 17—液压泵； 18—过滤器； 19—油箱
3
一、磨床工作台液压传动系统分析
四通换向阀的手柄使其工作在
左位，活塞向右伸出； （3）点击三位四通换向阀
液压控制系统素材PPT课件
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教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
当工作腔从进油孔侧转 过时，容积增大，产生真空， 油液便经进油孔吸入，当内转 子齿滑入外转子齿凹面时，油 液被移动挤出，在油泵出油孔 侧，油液被加压。
内转子齿在外转子齿上滑 动的作用防止了油液倒流回入 口。
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教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
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感谢您的观看！
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教学目标 教学过程 课堂小结
对于叶片泵的检查 不同叶片式油泵的更换需要不同的测量程序。泵的转子、 叶片和导轨都按原先在工厂中安装时的尺寸进行选取。在检修 中更换任何一个部件都可能破坏泵体的尺寸，如果某个部件需 要更换，必须保证与原来的尺寸相同。在不能保证尺寸的情况 下，建议整体更换。
教学目标 教学1.油泵的分类及结构； 2.油泵的工作原理； 3.油泵的检测；
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教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
一、油泵
油泵为液力变矩器和液压控制系统提供一定压力和 流量的液压油，并保证行星齿轮机构等各摩擦副的润滑。
油泵一般安装在液力变矩器的后方，由液力变矩器 壳体后端的轴套直接驱动。
3.叶片式油泵
叶片泵由定子、转子、叶 片、泵体及泵盖等组成。
当转子转动时，在离心力 的作用下叶片向外滑动，紧密 的密封在定子内表面上，并随 转子转动，在转子叶片槽内做 往复运动。
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教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
这使每个相邻叶片间形成 密封的工作腔。若转子沿顺时 针方向旋转，转子与定子中心 线右侧的工作腔容积逐渐增大， 产生一定的真空度，将液压油 从进油口吸入，转子与定子中 心线左侧的工作腔容积逐渐减 小，液压油压力提高，从出油 口排出。
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
当工作腔从进油孔侧转 过时，容积增大，产生真空， 油液便经进油孔吸入，当内转 子齿滑入外转子齿凹面时，油 液被移动挤出，在油泵出油孔 侧，油液被加压。
内转子齿在外转子齿上滑 动的作用防止了油液倒流回入 口。
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教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
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教学目标 教学过程 课堂小结
对于叶片泵的检查 不同叶片式油泵的更换需要不同的测量程序。泵的转子、 叶片和导轨都按原先在工厂中安装时的尺寸进行选取。在检修 中更换任何一个部件都可能破坏泵体的尺寸，如果某个部件需 要更换，必须保证与原来的尺寸相同。在不能保证尺寸的情况 下，建议整体更换。
教学目标 教学1.油泵的分类及结构； 2.油泵的工作原理； 3.油泵的检测；
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教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
一、油泵
油泵为液力变矩器和液压控制系统提供一定压力和 流量的液压油，并保证行星齿轮机构等各摩擦副的润滑。
油泵一般安装在液力变矩器的后方，由液力变矩器 壳体后端的轴套直接驱动。
3.叶片式油泵
叶片泵由定子、转子、叶 片、泵体及泵盖等组成。
当转子转动时，在离心力 的作用下叶片向外滑动，紧密 的密封在定子内表面上，并随 转子转动，在转子叶片槽内做 往复运动。
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教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
这使每个相邻叶片间形成 密封的工作腔。若转子沿顺时 针方向旋转，转子与定子中心 线右侧的工作腔容积逐渐增大， 产生一定的真空度，将液压油 从进油口吸入，转子与定子中 心线左侧的工作腔容积逐渐减 小，液压油压力提高，从出油 口排出。
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•动力元件（可控硅、 电机）
E Ka
工作台
Xi
指令
指令 Ui
电位器
将液压动力元件（伺 服阀、缸）换成电动 力元件（可控硅与电 动机）
电压
比较 E 电放大
- Ka
UP
电源
电动力元件
I
可控硅 电机
反馈 电位器
.
扰动
被控 X
指令传感器K1
F1
F1=Xi*K1
《液压控制系统》
南京工程学院
2014年2月 夏庆章
.
1
第1章 绪论
本章摘要
•液压伺服控制系统的工作原理及组成 •液压伺服控制的分类 •介绍液压伺服控制系统的优缺点 •液压伺服控制系统的发展与应用
.
2
课程特点
本课程首次在哈工大开设，创始人;李洪人 1. 一门综合性很强的课程(液压元件与系统、 流体力学、自动控制理论、计算机控制系统) 等） 2.流体传动及控制技术的理论基础 3.应用范围不断扩大，诸如:冶金行业、机械 化工工业行业、飞机、船交通、航天航空技 术、海洋工程技术、近代科学实验装置以及 武器控制等等，尤其在精密控制系统中。 4.在国内具有相当高的科研地位
（3）是放大系统：执行元件输出的力和功率远远大于输入信号的力和功率。 其输出的能量是液压能源供给的。
（4）是跟踪系统：液压缸的输出量完全跟踪输入信号的变化。
.
9
1.2 伺服系统职能方块图和系统的组成环节
下图是上述速度伺服控制系统的职能方框图。图中一个方框表示一个元件， 方框中的文字表明该元件的职能。带有箭头的线段表示元件之间的相互作用，即 系统中信号的传递方向。职能方框图明确地表示了系统的组成元件、各元件的职 能以及系统中各元件的相互关系。因此，职能方框图是用来表示自动控制系统工 作过程的。
速度伺服控制系. 统职能方框图
10
采用电压比较的液压工作台位置控制系统
执行元件 放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
.
传感器2 指令元件
11
1
2
3
100K (调50 k)
W 14
D +1 5V
4 D
7
给定(U 1) R 29 50 K
-2 - O P74 1
比较输出(D U )
反馈(U 2)
- Ka 比较输出(DU)
哈工大、浙大、北航、北理工: 机电一体化 燕大：重型机械(轧机、油压机、锻造 操作机)，工程机械，新型元件， 故障 诊断 5.从事研究及工作需要
.
3
一、液压伺服控制系统的概念
液压伺服控制系统，也叫反馈控 制系统，它是由液压控制元件和 液压执行元件作动力元件（动力 机 构）组成的反馈控制系统。
.
4
液压伺服控制系统的概念
伺服系统又称为随动系统或跟踪系 统，是一种自动控制系统。在这种系统 中，执行元件能以一定的精度自动地按 照输入信号的变化规律动作。液压伺服 系统是由液压元件组成的伺服系统。
.
5
1.1 伺服系统工作原理和特点
这是一种液压进口节流阀 式节流调速回路.在这种回路中， 调定节流阀的开口量后，液压 缸就以某一调定速度运动。通 过前述章节分析可知，当负载、 油温等参数发生变化时（不能 补偿液压缸、单向阀等元件泄 漏），这种回路将无法保证原 有的运动速度，因而其速度精 度较低且不能满足精确地连续 无级调速要求 .因此该系统不能 对被控制量进行检测，没有反 馈作用，当控制结果与希望值 不一致时无修正能力，故称之 为开环控制系统
+
给定(U 1)
4
A
-1 5V
Si ze
N umber
R evi sio n
A
A4
.
12
D ate:
9-Oc t-20 02
Fi le:
D :\陈奎生\电路\伺服电路板.ddb
Sh ee t of D raw n B y:
控制框图
放大元件
控制系统组成：
•被控对象
•指令元件
•比较元件
•指令传感器 •反馈传感器
I
Ka
•动力元件（阀、缸）
工作台
- Xi
指令
指令 Ui
电位器
电压
比较 E
电放大 Ka
液压能源
液压动力元件
I
伺服阀 液压缸
UP
反馈
电位器
扰动
被控 XP
工作台
.
13
采用电压比较的电动工作台位置控制系统
执行元件 放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
.
传感器2 指令元件
14
控制框图
控制系统组成：
•被控对象 •指令元件 •比较元件 •指令传感器 •反馈传感器
R30 50 K
3+
6
4
反馈(-U 2)
R 32
C
20 K
+
给定(U 1)
C
-1 5V 10 0K W 14
+1 5V
电压 Ui
比较
DU
- Ka
UP
B
7
1
U?
反馈(U 2)
2
8
6 比较输出(D U )
3
给定(U 1)
5
A D6 20A N (8 )
地
Ti tle
Ka
B
反馈(U 2)
-
比较输出(D U )
F2=Xp*K2
F2
反馈传感器K2
.
16
比较元件
F1
F2
指令传感器
反馈传 感器
力比较
Xi
F1
K1
-DF 1 K1+K2
xv
伺服阀
F2
K2
XP
.
17
控制框图
采用力比较
方式，用弹簧作 为位移-力传感 器，以阀芯作为 力比较元件。
指令传感器
F1
Ka
工作台
F2
反馈传 感器
.
7
此图为采用 电液伺服阀控制 的液压缸速度闭 环控制系统。这 一系统不仅使液 压缸速度能任意 调节，而且在外 界干扰很大（如 负载突变）的工 况下，仍能使系 统的实际输出速 度与设定速度十 分接近，即具有 很高的控制精度 和很快的响应性 能。
阀控油缸闭环控制系统原理图
.
8
通过分析上述伺服系统的工作原理，可以看出伺服系统的特点如下： （1）是反馈系统：把输出量的一部分或全部按一定方式回送到输入端，并和输 入信号比较，这就是反馈作用。在上例中，反馈电压和给定电压是异号的，即 反馈信号不断地抵消输入信号，这就是负反馈。自动控制系统中大多数反馈是 负反馈。 （2）靠偏差工作：要使执行元件输出一定的力和速度，伺服阀必须有一定的开 口量，因此输入和输出之间必须有偏差信号。执行元件运动的结果又试图消除 这个误差。但在伺服系统工作的任何时刻都不能完全消除这一偏差，伺服系统 正是依靠这一偏差信号进行工作的。
.
液压进口节流
6
液压缸速度调节过程图
由上图中可以看出，输出量（液压缸速度）通过操作者的眼、脑 和手来影响输入量（节流阀的开口量）。这种作用被称为反馈。在实 际系统中，为了实现自动控制，必须以电器、机械等装置来代替人来 判断比较，这就是反馈装置。由于反馈的存在,控制作用形成了一个 闭合回路，这种带有反馈装置的控制系统，被称为闭环控制系统。
E Ka
工作台
Xi
指令
指令 Ui
电位器
将液压动力元件（伺 服阀、缸）换成电动 力元件（可控硅与电 动机）
电压
比较 E 电放大
- Ka
UP
电源
电动力元件
I
可控硅 电机
反馈 电位器
.
扰动
被控 X
指令传感器K1
F1
F1=Xi*K1
《液压控制系统》
南京工程学院
2014年2月 夏庆章
.
1
第1章 绪论
本章摘要
•液压伺服控制系统的工作原理及组成 •液压伺服控制的分类 •介绍液压伺服控制系统的优缺点 •液压伺服控制系统的发展与应用
.
2
课程特点
本课程首次在哈工大开设，创始人;李洪人 1. 一门综合性很强的课程(液压元件与系统、 流体力学、自动控制理论、计算机控制系统) 等） 2.流体传动及控制技术的理论基础 3.应用范围不断扩大，诸如:冶金行业、机械 化工工业行业、飞机、船交通、航天航空技 术、海洋工程技术、近代科学实验装置以及 武器控制等等，尤其在精密控制系统中。 4.在国内具有相当高的科研地位
（3）是放大系统：执行元件输出的力和功率远远大于输入信号的力和功率。 其输出的能量是液压能源供给的。
（4）是跟踪系统：液压缸的输出量完全跟踪输入信号的变化。
.
9
1.2 伺服系统职能方块图和系统的组成环节
下图是上述速度伺服控制系统的职能方框图。图中一个方框表示一个元件， 方框中的文字表明该元件的职能。带有箭头的线段表示元件之间的相互作用，即 系统中信号的传递方向。职能方框图明确地表示了系统的组成元件、各元件的职 能以及系统中各元件的相互关系。因此，职能方框图是用来表示自动控制系统工 作过程的。
速度伺服控制系. 统职能方框图
10
采用电压比较的液压工作台位置控制系统
执行元件 放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
.
传感器2 指令元件
11
1
2
3
100K (调50 k)
W 14
D +1 5V
4 D
7
给定(U 1) R 29 50 K
-2 - O P74 1
比较输出(D U )
反馈(U 2)
- Ka 比较输出(DU)
哈工大、浙大、北航、北理工: 机电一体化 燕大：重型机械(轧机、油压机、锻造 操作机)，工程机械，新型元件， 故障 诊断 5.从事研究及工作需要
.
3
一、液压伺服控制系统的概念
液压伺服控制系统，也叫反馈控 制系统，它是由液压控制元件和 液压执行元件作动力元件（动力 机 构）组成的反馈控制系统。
.
4
液压伺服控制系统的概念
伺服系统又称为随动系统或跟踪系 统，是一种自动控制系统。在这种系统 中，执行元件能以一定的精度自动地按 照输入信号的变化规律动作。液压伺服 系统是由液压元件组成的伺服系统。
.
5
1.1 伺服系统工作原理和特点
这是一种液压进口节流阀 式节流调速回路.在这种回路中， 调定节流阀的开口量后，液压 缸就以某一调定速度运动。通 过前述章节分析可知，当负载、 油温等参数发生变化时（不能 补偿液压缸、单向阀等元件泄 漏），这种回路将无法保证原 有的运动速度，因而其速度精 度较低且不能满足精确地连续 无级调速要求 .因此该系统不能 对被控制量进行检测，没有反 馈作用，当控制结果与希望值 不一致时无修正能力，故称之 为开环控制系统
+
给定(U 1)
4
A
-1 5V
Si ze
N umber
R evi sio n
A
A4
.
12
D ate:
9-Oc t-20 02
Fi le:
D :\陈奎生\电路\伺服电路板.ddb
Sh ee t of D raw n B y:
控制框图
放大元件
控制系统组成：
•被控对象
•指令元件
•比较元件
•指令传感器 •反馈传感器
I
Ka
•动力元件（阀、缸）
工作台
- Xi
指令
指令 Ui
电位器
电压
比较 E
电放大 Ka
液压能源
液压动力元件
I
伺服阀 液压缸
UP
反馈
电位器
扰动
被控 XP
工作台
.
13
采用电压比较的电动工作台位置控制系统
执行元件 放大元件
被控对象 传感器1
比较元件
.
传感器2 指令元件
14
控制框图
控制系统组成：
•被控对象 •指令元件 •比较元件 •指令传感器 •反馈传感器
R30 50 K
3+
6
4
反馈(-U 2)
R 32
C
20 K
+
给定(U 1)
C
-1 5V 10 0K W 14
+1 5V
电压 Ui
比较
DU
- Ka
UP
B
7
1
U?
反馈(U 2)
2
8
6 比较输出(D U )
3
给定(U 1)
5
A D6 20A N (8 )
地
Ti tle
Ka
B
反馈(U 2)
-
比较输出(D U )
F2=Xp*K2
F2
反馈传感器K2
.
16
比较元件
F1
F2
指令传感器
反馈传 感器
力比较
Xi
F1
K1
-DF 1 K1+K2
xv
伺服阀
F2
K2
XP
.
17
控制框图
采用力比较
方式，用弹簧作 为位移-力传感 器，以阀芯作为 力比较元件。
指令传感器
F1
Ka
工作台
F2
反馈传 感器
.
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此图为采用 电液伺服阀控制 的液压缸速度闭 环控制系统。这 一系统不仅使液 压缸速度能任意 调节，而且在外 界干扰很大（如 负载突变）的工 况下，仍能使系 统的实际输出速 度与设定速度十 分接近，即具有 很高的控制精度 和很快的响应性 能。
阀控油缸闭环控制系统原理图
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通过分析上述伺服系统的工作原理，可以看出伺服系统的特点如下： （1）是反馈系统：把输出量的一部分或全部按一定方式回送到输入端，并和输 入信号比较，这就是反馈作用。在上例中，反馈电压和给定电压是异号的，即 反馈信号不断地抵消输入信号，这就是负反馈。自动控制系统中大多数反馈是 负反馈。 （2）靠偏差工作：要使执行元件输出一定的力和速度，伺服阀必须有一定的开 口量，因此输入和输出之间必须有偏差信号。执行元件运动的结果又试图消除 这个误差。但在伺服系统工作的任何时刻都不能完全消除这一偏差，伺服系统 正是依靠这一偏差信号进行工作的。
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液压进口节流
6
液压缸速度调节过程图
由上图中可以看出，输出量（液压缸速度）通过操作者的眼、脑 和手来影响输入量（节流阀的开口量）。这种作用被称为反馈。在实 际系统中，为了实现自动控制，必须以电器、机械等装置来代替人来 判断比较，这就是反馈装置。由于反馈的存在,控制作用形成了一个 闭合回路，这种带有反馈装置的控制系统，被称为闭环控制系统。