电液控制

可通过设置液压
（压力和流量）和机械参数中间变量检 测反馈闭环，或动力执行单元输出参数 检测反馈闭环，来改善其稳态控制精度 和动态品质。 6)、信号处理单元：可采用模拟电子电路、 数字式微处理芯片或微型计算机来实现。 （数字式集成电路在精度、可靠性、稳 定性等项均占优势，其成本也越来越低 廉，故应用日益广泛）。
3、应用新近开发的双向极化式耐高压比例 电磁铁，发展了三通（P、A、O三个主通 油口）插装式比例阀，其插孔正在形成 标准。
4、力反馈比例元件可以配用多种控制输入 方式，不同的输入单元，具有统一的联 接尺寸。
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5、比例泵的恒压、恒流、压力流量复合等 多种功能控制块，多采用组合叠加方式， 便于在其泵上进行控制功能的增减组合。
传感器
液压执行机构 液压缸（直线） 液压马达（回转）
控制微处理机
电子环境 机械环境
控制放大电子单元
电－机械转换器
电液伺服 电液比例 控制单元
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§1－4 比例控制系统的构成分 类及特点
一、比例控制系统的构成与分类 １．构成
由电子放大及校正单元，电液比例 控制单元（含电机械转换器在内的比例 阀、电液比例变量泵和变量马达），动 力执行单元及动力源，工程负载及信号 检测反馈处理单元所组成，见图１－５。
开关阀
介质过滤度µ 阀内压力降 （M Pa)
滞环 %
重复精度% 频宽HZ 线圈功率w 中位死区 价格因子
3-10 7/21
25 0.5 ~ 2
1~3 0.5 20 ~ 200 0.05 ~ 5
无 3
1~3 0.5 1 ~ 30
10 ~ 24 有 1
25 0.25 ~ 0.5
25 0.25 ~ 0.5
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1)、系统的指令及放大器件：该单元多采 用电子设备。
2)、电－机械转换器：往往采用比例电磁 铁。其功能是将放大器输出的控制电流 或电压信号，转换为机械量的控制信号 （力、力矩、位移、转角）。
3)、液压转换及放大器件：就是比例阀、 比例泵及马达，实际上是一功率放大单 元。
4)、液压执行元件：是液压缸或液压马达， 其输出参数只能是位移、速度、加速度 和力，或者转角、角速度、角加速度和
4~7
±1
1~5
10 ~ 30
有
有
1
0.5
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二、原理特点
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• 由图可知，近期发展的高性能比例阀， 一般都内含主控制参量的反馈闭环。这 种反馈闭环，可以是主控制参量的机械 或液压的力反馈，也可以是主控制参量 的电反馈。
• 目前市场上提供的比例阀，型式众多。 有占主导地位的力反馈和电反馈现代比 例阀，也有不内含主控制参量反馈闭环 的早期开发的比例阀（含局部小闭环）。 二者在性能上有较大差别。
电液控制技术04
——电液比例技术
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第一章 比例技术概述
§1-1 比例技术含义
电液比例技术是连接现代电子技术和大功 率工程控制设备之间的桥梁，已经成为现代控
制工程的基础技术构成之一。
一、比例技术含义 １、广义定义：在应用液压传动与控制和气压传
动与控制的工程系统中，凡是系统的输出量， 如压力、流量、位移、转速、速度、加速度、 力、力矩等，能随输入控制信号连续成比例地 得到控制的，都可称为比例控制系统。 2
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２．分类
1)、根据检测反馈闭环的不同，可将比例 控制系统分为闭环控制系统和开环控制 系统。
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2、当一个系统中需要若干种不同的流量或 压力时，用这种传统的控制方法可能有 所不足：
• 这可能造成控制和切换阀数量增加并且 有时不能从一种工况平稳地过渡到另一 种工况。
• 为了实现执行器的加速和减速控制，通 常意味着在系统中增加额外的阀，从而 提高系统的成本和复杂性。
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3、当需要高性能的速度或位置控制时，过去伺 服阀曾经是唯一实用的解决办法，通常用于闭 环控制配置。伺服阀是一种高技术条件的方向 和流量控制阀，不可避免地带来成本高、不耐 污染、维修不便等问题。在并不需要伺服阀的 全部性能潜力的应用场合，这些问题可能成为 主要的缺点。
2、分类
液压控制 元件
开关 控制
比例 控制
手动比例控制 电液比例控制
数字式
模拟式
电液伺服控制 电液比例控制 电液伺服控制 电液比例控制
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二、电液比例控制技术的特点
1、很多年来，大多数工业液压系统曾经用 电器方法实现顺序控制但却靠手动调整。 （换句话说，执行器的起动、停止和方 向控制曾经用电磁铁来实现，但是流量 和压力的设定却是靠手动调整阀。在许 多用途中已经证实这是一种令人满意的 配置而且完全可以继续这样做。）
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三．结构特点
早期比例阀，多数是用比例电磁铁 替代传统工业液压阀的调节手柄而成。 近期的比例阀具有如下特点： 1、与插装阀结合，开发出各种不同功能和 规格的二通插装式比例阀，插孔符合ISO 和国标。二通插装型开关和比例控制元 件，具有结构上的兼容特性。
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2、生产批量较大的比例压力阀、比例方向 阀，常与开关阀通用主阀阀体（有的甚 至通用先导阀体），有利于生产管理和 标准化设计，也将给原有液压系统的技 术改造带来方便。
• 1975 ~1980年间，比例技术的发展进入 了第二阶段。
• 80年代，比例技术的发展进入了第三阶 段。
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§1－3 电液比例控制的技术 特征
一、性能特点： 表1－2列出了电液伺服元件、电
液比例元件、开关元件的性能对比。
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表1-2. 伺服、比例、开关元件性能对照表
电液伺服阀 电液比例阀 早期电液比例阀
4、发展比例阀产品的部分目的在于填补简单的 通/断电磁阀与考虑的伺服阀系统之间的空白。 虽然比例阀的性能也许不如伺服阀（在响应时 间、滞环等方面），但对许多应用场合来说是 足够的,而且可以表现出明显的成本优势。
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§1－2 比例技术发展概况
• 从1967年瑞士Beringer公司生产KL比例复 合阀起，到70年代初日本油研公司申请 了压力和流量两项比例阀专利为止，标 志着比例技术的诞生时期。
6、已经出现控制放大器、电磁铁和比例阀， 以及测量放大器、电磁铁和比例阀组合 成一体，即电液一体化结构。更进一步， 比例阀与动力油源，与执行机构组合， 形成机电液一体化结构。这是当代机械 工业及工程控制系统发展的重要特征。 机电液一体化的框图如图１－４所示。
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图１－４ 机电液一体化框图
测量电子单元