第6章电液速度控制系统
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 3108-⨯=，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2. 已知一正开口量m U 31005.0-⨯=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ρsd q p wc k 20= ssd co p p wuc k ρ=ρsd c p wuc q 2=3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，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. 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 /072.220=，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：故m d 31085.6-⨯=全周开口滑阀不产生流量饱和条件5. 已知一双喷嘴挡板阀，供油压力Pa p s 510210⨯=，零位泄漏流量s m q c /105.736-⨯=，设计计算N D 、0f x 、0D ，并求出零位系数。
计算时取8.00d =C ，64.0df =C ，3/870m kg =ρ。
解：由零位泄漏量ρπs f N df c p X D C q 02⋅⋅⋅= 即160Nf D X =得： mm p C q D s df cN 438.0216=⋅⋅=ρπ 则：若：8.00=d df C C ，1610=Nf D X 则mm D D N 193.044.00== 第三章 液压动力元件 习题1. 有一阀控液压马达系统，已知：液压马达排量为rad m D m /10636-⨯=，马达容积效率为95%，额定流量为s m q n /1066.634-⨯=，额定压力Pa p n 510140⨯=，高低压腔总容积34103m V t -⨯=。
机电液控制系统课程设计
机电液控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机电液控制系统的基本原理和组成，理解各部分功能及其相互关系；2. 使学生了解机电液控制系统在工程实际中的应用，并能结合实例分析系统的工作过程；3. 帮助学生掌握机电液控制系统相关部件的选型、安装与调试方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识对机电液控制系统进行仿真、设计和优化能力；2. 培养学生动手实践能力，能独立完成小型机电液控制系统的搭建和调试；3. 提高学生团队协作能力，能在小组合作中发挥个人专长，共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机电液控制系统相关工程领域的兴趣，激发学生探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作规范，养成安全意识和环保意识；3. 培养学生面对工程实际问题，能主动分析、解决问题的能力，增强自信心和责任感。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在培养学生的机电液控制系统设计、搭建和调试能力。
学生特点：学生具备一定的机电基础知识和实践技能，具有较强的学习兴趣和探究欲望。
教学要求：结合课本内容，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力和工程素养。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程和未来职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 机电液控制系统概述：介绍机电液控制系统的基本概念、发展历程、应用领域，使学生建立整体认识。
教材章节：第一章 绪论2. 机电液控制系统组成及原理：讲解各组成部分（电机、执行机构、传感器、控制器等）的工作原理及相互关系。
教材章节：第二章 机电液控制系统组成及原理3. 控制系统数学模型：分析机电液控制系统的数学模型，为学生进行系统分析和设计提供理论基础。
教材章节：第三章 控制系统数学模型4. 机电液控制系统设计与仿真：介绍系统设计方法、仿真软件应用，培养学生设计、仿真和优化能力。
教材章节：第四章 系统设计与仿真5. 机电液控制系统搭建与调试：讲解系统搭建、调试方法及注意事项，提高学生实践操作能力。
液压传动第六章
6.1.2 液压阀的分类 单向阀和换向阀
利用通流通道的更换来 溢流阀、减压阀、顺序 方向阀 阀和压力继电器 控制油液的流动方向
液 压 阀
压力阀 流量阀
节流阀、调速阀、 溢流节流阀
利用通流截面的节流作用 来控制系统的压力和流量
6.1.3 对液压阀的基本要求
液压系统中所使用的液压阀均应满足以下基本要求: (1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小。
4)液动换向阀 液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯 位置的换向阀。
当K1通压力油，K2通回油时,阀芯 右移,P与A通,B与T通；当K2通压 力油，K1通回油时,阀芯左移,P与 B通,A与T通；当K1和K2都不通压 力油时,阀芯在两端对中弹簧的 作用下处于中位。
三位四通液动换向阀
5)电液换向阀 电液换向阀是由电磁阀和液动阀结合在一起构成 的一种组合式换向阀。
A B
油路，防止油路间的互相干扰。
单向阀要以和其他阀组成组合阀，例如 单向顺序阀、单向节流阀等。
单向阀的职能符号
2.液控单向阀
当控制口K处无压力油 通入时,它的工作机制 和普通单向阀一样：压 力油只能从通口P1流向 通口P2,不能反向倒流； 当控制口K有控制压力 油时,活塞1右移,推动顶杆2顶开阀芯,使油口P1和P2接通,油液 就可在两个方向自由通流。此时液控单向阀相当于一条通路。
①缸的两腔被封闭，活塞在任一位置均可停住，且能承受一 定的正向负载和反向负载。 ②因P口封闭，泵不能卸荷，泵排出的压力油只能从溢流阀排 回油箱。 ③可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处 于中位时，仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工 作。
AB
H型机能
P T
2）H型机能 阀芯处于中位时, P，A，B，T四个油口互通，特点如下： ①虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不 能承受负载； ②不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也 不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言；
电液控制技术(1)及应用
比例阀技术初步
• 比例阀介于常规开关阀和闭环伺服阀之间已成
为现今液压系统的常用组件,液压工业从比例阀 技术的发展而获益匪浅。
• 看一个例子：
比例阀技术对于液压系统究竟意味着什么
比例阀技术对于液压系统究竟意味着什么
上图说明了信号流程： 输入电信号为电压多数为0至9V由信号放大器成比例地转化为
电流即输出变量如1mV相当于1mA； 比例电磁铁产生一个与输入变量成比例的力或位移输出； 液压阀以这些输出变量力或位移作为输入信号就可成比例地输 出流量或压力； 这些成比例输出的流量或压力输出对于液压执行机构或机器动 作单元而言意味着不仅可进行方向控制而且可进行速度和压力 的无级调控； 同时执行机构运行的加速或减速也实现了无级可调如流量在某 一时间段内的连续性变化等。
如果对于不带位移传感器的直动式比例方向阀，其滞环一 般为5-6%，重复精度2-3%。
比例方向阀-直动式
控制阀芯的结构：
图示，比例阀控制阀芯与普通方向阀 阀芯不同，它的薄刃型节流断面呈三 角形。用这种阀芯形式，可得到一条 渐增式流量特性曲线。
阀芯的三角控制棱边和阀套的控制棱
边，在阀芯移动过程中的任何位置上，
比例泵的恒压、恒流、压力流量复合控制等多种功能控制块 ，可采用组合叠加方式；
控制放大器、电磁铁、和比例阀组成电液一体化结构。
电液比例控制的技术特征
带比例电磁铁的比例阀和比例泵为电气控制提供了良好的接 口无论对于顺序控制的生产机械还是其它可编程的控制/驱动 系统都提供了极大的灵便性。 比例控制设备的技术优势主要在于阀位转换过程是受控的设 定值可无级调节且实现特定控制所需的液压元件较少从而减 少了液压回路的投资费用。 使用比例阀可更快捷更简便和更精确地实现工作循环控制并 满足切换过程的性能要求由于切换过渡过程是受控的避免产 生过高的峰值压力因而延长了机械和液压元器件的使用寿命 。
第六章电液调节系统中的主要部件
Main parts of DEH
SEPI
电 液 调 节 系 统
电子调节装置 阀位控制装置（电液伺服装置） 配汽机构 调节对象
SEPI
第一节
电子调节装置
Electric control equipment
１、转速测量元件 转速信号转变为直流电压模拟信号后发送给ＤＥＨ
SEPI
５、功率校正器 ＰＩ调节器
６、调节级压力校正器
ＰＩ调节器
SEPI
第二节
阀位控制装置
Valve control equipment
１、电液转换器 阀位偏差信号（电信号）；转换放大； 液压信号（调节油压）；控制油动机 断流式电液转换器 继流式电液转换器 蝶阀型电液转换器
SEPI
２、油动机 调节信号的最后一级放大 双侧进油式油动机 单侧进油式油动机 指标：提升力 油动机时间常数
SEPI
第三节配汽机构源自Executive body
１、传动机构 杠杆式传动机构
凸轮式传动机构
２、调节阀 单阀、双阀 调节阀升程流量特性 调节阀升程提升力特性
SEPI
第四章 跟踪滑阀
Tracking
存在于电调与液调并存的控制方式 中
切换时无扰动
SEPI
转 速 测 量 元 件
磁阻发讯器（永久磁钢、铁芯、线圈）
频率（转速）变送器
SEPI
n
N
S
SEPI
整形
微分
单稳
滤波
SEPI
２、功率测量元件 霍尔定律：半导体薄片置于磁场中，当沿薄片 的一对边通以电流，则另一对边就 会产生电势。
３、功率反调校正元件 转速变化信号落后于功率变化信号
《液压伺服控制》(王春行版)课后题答案
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 3108-⨯=，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 ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=----/104.4104.13210814.310514.33231223620μπ m p K K r p C K a c q c s dp /1018.332110020⨯==⋅=πρμ2. 已知一正开口量m U 31005.0-⨯=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ρsd q p wc k 20= ssd co p p wuc k ρ=ρsd c p wuc q 2=s m q K cq /67.11005.060/1052330=⨯⨯==--ν s a s c c p m p q K ⋅--⨯=⨯⨯⨯==/1095.51070260/1052312530 m p K K K a c q p /1081.211000⨯==3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径m d 3108-⨯=，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：4.113105.010********.343.043.035300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=--⋅m s s x p W F4. 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 /072.220=，试设计计算滑阀的直径d 的最大开口量m x 0。
液压控制系统王春行版课后题答案
第二章思考题1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件答：因为液压控制阀将输入的机械信号位移转换为液压信号压力、流量输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大; 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀答： 理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀;实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀; 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为p L ,阀位移x V 时,阀的负载流量为q L 的位置;零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V ;5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数为什么答：流量增益q q =x LVK ∂∂,为放大倍数,直接影响系统的开环增益; 流量-压力系数c q =-p LLK ∂∂,直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度; 压力增益p p =x LVK ∂∂,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 当各系数增大时对系统的影响如下表所示;7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性答：理想零开口滑阀c0=0K ,p0=K ∞,而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响,存在泄漏流量2cc0r =32WK πμ,p0c K ,两者相差很大;理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角,存在泄漏,泄漏特性决定了阀的性能,用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小,用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量;9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力答：稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力;瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力;习题1、有一零开口全周通油的四边滑阀,其直径-3d=810m ⨯,径向间隙-6c r =510m ⨯,供油压力5s p =7010a P ⨯,采用10号航空液压油在40C 。
液压控制系统王春行版课后题答案.docx
第二 章思考题1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。
2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。
实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。
4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？答：阀的工作点是指压力- 流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移 x V 时，阀的负载流量为 q L 的位置。
零位工作点的条件是q L =p L =x V =0 。
5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？答：流量增益K q =q L，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。
x V流量 - 压力系数K c =-q L，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。
p L压力增益K p =p L，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x V当各系数增大时对系统的影响如下表所示。
稳定性响应特性稳态误差7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？答：理想零开口滑阀K c0 =0 ， K p0 = ，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏流量p sK c0 =r c2W，K p0 =32 C d，两者相差很大。
32r c 2理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏， 泄漏特性决定了阀 的性能， 用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小， 用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。
9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。
瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。
王积伟液压传动第二版课件第6章
（一）普通单向阀 • 普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，
不许它反向倒流。
（二）液控单向阀
• 图6-9所示为普通型外泄式单向阀。
• 液控单向阀在系统中主 要用途有：
对液压缸进行锁闭。 作立式液压缸的支承阀。 某些情况下起保压作用。
二、换向阀
（一）对换向阀的主要要求
• 换向阀应满足： 换向要平稳、迅速且可靠。
• 另外，利用斜坡信号作用在比例方向阀上， 可以对机构的加速和减速实现有效的控制； 利用比例方向阀和压力补偿器实现负载补偿， 便可精确地控制机构的运动速度而不受负载 的影响。
第八节 电液数字阀
一、数字阀的结构
• 图6-55所示为由步进电动机直接驱动的数字流量 阀。
• 图6-56所示为用 力矩马达和球阀 组成的高速开关 型数字阀。
二、减压阀
（一）功用和要求 （二）工作原理和结构 （三）性能 （四）应用
三、顺序阀
（一）功用 （二）工作原理和结构 （三）性能 （四）应用
四、平衡阀
• 图6-33所示为在工程机械领域得到广泛应用的一 种平衡阀结构。
五、压力继电器
• 压力继电器的主要性能包括： 灵敏度和通断调节区间 升压或降压动作时间
二、插装阀
（一）盖板式二通插装阀 1.阀的组成 2.工作原理
3.应用举例
• 图6-63所示为二通插装阀组成方向控制阀的几个 例子。
（二）螺纹式插装阀
• 螺纹式插装阀通过螺纹与阀块上的标准插孔相 连接（见图6-67）。
第六章 结束!
第五节 流量控制阀
（一）工作原理 （二）静态特性
1.流量特性 2.调节特性 3.最小稳定流量和
流量调节范围
二、调速阀
机电一体化(第6章 机电一体化系统建模与分析)
为形式：MX
CX KX F
称为振动方程
第一主振型 第二主振型 二自由度系统的自由振动 主振型图
三自由度阻尼 振动系统 运用隔离体法，对每个质量块进行分析，可得该三自由 度系统的运动微分方程为：
.. . . . . m2 x2 (t ) F2 (t ) k2 ( x2 (t ) x1 (t )) c2 ( x2 (t ) x1 (t )) k3 ( x3 (t ) x2 (t )) c3 ( x3 (t ) x2 (t )) .. . . m3 x3 (t ) F3 (t ) k3 ( x3 (t ) x2 (t )) c3 ( x3 (t ) x2 (t )) m1 x1 (t ) F1 (t ) k1 x1 (t ) c1 x1 (t ) k2 ( x2 (t ) x1 (t )) c2 ( x2 (t ) x1 (t ))
也可用一阶微分方程组来描述：
对于MIMO系统，更适于用一阶微分方程组的形式来描述：
状态与状态变量
设以上MIMO系统的状态变量记为：
输入函数：u (t ) u1 (t ), u2 (t ), , um (t )
T
T
输出函数：c (t ) c1 (t ), c2 (t ), , cr (t )
SISO系统的 系统状态图
MIMO系统的系统状态图
状态变量的个数一般等于系统所包含的独立储能元件 的数目。一个n阶系统有n个独立的状态变量，为状态的最 大线性无关组，或称最小变量组。选择不唯一，一般取系统 中易于测量观测的量作状态变量。
前述的M-C-K系统的状态空间表达式即为：
R-L-C系统的状态空间表达式即为：