电液伺服协调加载系统中伺服比例阀特性的试验研究

曹

阳，王世明，李天石

（西安交通大学机械电子工程系，陕西省西安市咸宁西路!"号

#$%%&’

电话：（%!’）!(("($)）

*+,-./01234/356072829+/4*2:/;<3/?6>:2=0@>27+3/;

A.-36,>=7*23:/B635/0.C/6-=0D *.9+25

E6/F60D ，G60D *A=;5=0D ，C=8=60;9A=

摘

要：伺服比例阀是电液协调加载系统的核心元件，文章介绍了其现场动静态特性测试试验，试

验结果表明其性能可替代伺服阀满足闭环控制要求，同时具有很高的稳定性和一般比例阀的优点。文章也可为伺服比例阀在机电控制的推广应用中提供借鉴作用。

关键词：伺服比例阀；动静态特性；测试

中图分类号：8B$H#I)

文献标识码：J 文章编号：$%%%;&")"（!%%$）%&;%%%&;%H

系统介绍与元件选择

由航空航天部某研究所提出，在对大型壳体理论设计、计算及制造中进行力学试验和载荷检验，我们共同研制了电液伺服协调加载系统，系统每一通道加载示意图如图$所示。大型壳体在加载试验时，加载力的精度高低直接影响壳体的受力状态，如果精度不高，就会降低试验数据的可靠性，影响型号的研制和定型。因此，电液伺服协调加载系统的研制，对于壳体理论设计、计算和制造及火箭研制过程都有重要的理论意义

和实际价值。

图!

一个通道加载示意图

在传统的电液控制系统中，核心元件是伺服阀。但是，伺服阀严格的介质清洁度要求，专门的闭环电路

设计要求，复杂的液路系统，加上价格昂贵的因素等，

使其应用被限制在狭小的范围内［$］

。随着用户对设备自动化要求越来越高，以及电子、计算机技术的普及应用，伺服阀的缺点更显得突出，甚至成为电液控制技术推广的障碍。近几年推出的伺服比例阀，结构上与比例阀相同，而性能方面达到了伺服阀各项指标。伺服

比例阀有如下特点：不存在一般比例阀固有的死区，可

以应用于闭环控制系统中；动态响应好，在绝大多数的工况下可以替代伺服阀；静态精度高，滞环、重复精度可达到%I)K ；

抗污染能力强，提高了可靠性；与伺服阀的先导控制级（力矩马达）弱信号控制不同，伺服比例阀的先导控制级比例电磁铁为强信号控制，功率大，提高了阀的工作可靠性；连接尺寸符合L*M 标准，

为工业液压系统推广应用提供了便利的条件。

基于以上分析，我们采用了意大利N8M*公司的OPQM;8@O 系列伺服比例减压阀。由图$所示的加载系统可以看出，伺服比例阀的性能优劣，对系统的控制精度、稳定性以及可靠性有着举足轻重的作用。因此，确定和考核其性能参数、品质指标就显得至关重要。本文介绍的性能测试试验不同于比例元件出厂性能指标检测，是在实际工作现场中测试元件的性能，从而为

分析评价元件提供第一手资料，为系统控制算法提供依据。本文也可为伺服比例阀在机电控制领域的推广应用提供借鉴作用。"

伺服比例阀稳态（静态）特性测试试验研究表征伺服比例阀控制输出量与控制输入量之间关系的特性称为稳态（静态）控制特性。试验的目的是求

收稿日期：!%%%;$%;$(

作者简介：曹阳（$’#%—），男，湖南临颖人，博士研究生，从事智能控制、多变量非线性系统控制、电液伺服控制的研究。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!&

液压与气动!%%$年第&期万方数据