液压伺服控制PPT课件
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液压控制系统1PPT课件
•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。
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。
伺服控制(电液伺服系统 )课件
20
（二）系统的闭环刚度特性
闭环惯性环节转折频率的无因次曲线
17
闭环振荡环节固有频率无因次曲线
当h和Kv/h较小时
nc h
18
当h和Kv/h较小时
2 nc 2 h — Kv / h
闭环振荡环节阻尼系数无因次曲线
19
系统频宽主要受h和h的影响 和限制，应适当提高h和 h ， 但过大的 h会降低nc，影响响
应速度。
电液位置控制系统闭环频率特性曲线
4）只有在工作频率接近谐振频率h时才有稳定性问题。当工作频率 接近h时，负载压力且也将接近ps了，也就是说压力趋于饱和，Kc变得很
大，阻尼系数比较高。
14
P116页使系统满足一定稳定要求的参数估算
由于以上几点原因，估算时一般可用
Kv
h
3
电液位置伺服系统难于得到较大的幅值稳定裕量Kg，而相位稳定
裕量 易于保证。
6
位置比较用电压比较代替 缸
电液伺服阀 液压能源
样板 给定
xi 位移 ei 比较eg 电伺服 I
传感器
- 放大器
ef
力矩 马达
液压 放大元件
扰动
液压 xp
执行件
位移 传感器1
A 双传感器阀控位置控制系统
7
由计算机图 形代替样板
程序 ei 比较eg
给定
-
ef
电液伺服阀 液压能源
电伺服 i 放大器
力矩 马达
11
将电液伺服阀看成比例环节
Kv
Ke Kd Ka Ksv iDm
TL
K V ce
iD K m
4
s
t
1
e ce
i +
（二）系统的闭环刚度特性
闭环惯性环节转折频率的无因次曲线
17
闭环振荡环节固有频率无因次曲线
当h和Kv/h较小时
nc h
18
当h和Kv/h较小时
2 nc 2 h — Kv / h
闭环振荡环节阻尼系数无因次曲线
19
系统频宽主要受h和h的影响 和限制，应适当提高h和 h ， 但过大的 h会降低nc，影响响
应速度。
电液位置控制系统闭环频率特性曲线
4）只有在工作频率接近谐振频率h时才有稳定性问题。当工作频率 接近h时，负载压力且也将接近ps了，也就是说压力趋于饱和，Kc变得很
大，阻尼系数比较高。
14
P116页使系统满足一定稳定要求的参数估算
由于以上几点原因，估算时一般可用
Kv
h
3
电液位置伺服系统难于得到较大的幅值稳定裕量Kg，而相位稳定
裕量 易于保证。
6
位置比较用电压比较代替 缸
电液伺服阀 液压能源
样板 给定
xi 位移 ei 比较eg 电伺服 I
传感器
- 放大器
ef
力矩 马达
液压 放大元件
扰动
液压 xp
执行件
位移 传感器1
A 双传感器阀控位置控制系统
7
由计算机图 形代替样板
程序 ei 比较eg
给定
-
ef
电液伺服阀 液压能源
电伺服 i 放大器
力矩 马达
11
将电液伺服阀看成比例环节
Kv
Ke Kd Ka Ksv iDm
TL
K V ce
iD K m
4
s
t
1
e ce
i +
液压伺服和比例控制系统ppt
差） 经放大器放大后，加于电液伺服
阀转换为液压信号（图中A、b)，以推
动液压缸活塞，驱动控制对象向消除偏
差方向运动。当偏差为零时，停止驱动，
因而使控制对象的位置总是按指令电位
图 7-9 统
电液伺服系
器给定的规律变化。
1-电位器；2-电液伺服阀；3-
液 压缸；4-负载；5-反 馈；
6-指令电位器；7-放大器
液压伺服和比例控制系统
第一节 液压伺服控制 第二节 电压比例控制
液压伺服阀
液压伺服阀是液压伺服系统中最重要、最基本的组成部分，它 起着信号转换、功率放大及反馈等控制作用。电液伺服阀是应用最广 泛的一种，它在接受电器信号模拟后，相应输出调制的流量和压力控 制信号，控制系统压力、流量、方向的变化。它既是电液转换元件， 也是功率放大元件，它能够将小功率的微弱电器输入信号转换为大功 率的液压能（流量和压力）输出。在电液伺服系统中，它将电气部分 和液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大。电液伺服阀 是电液伺服系统控制的核心。
量油增路加关，闭而，滑液阀压开缸x0口不量动逐，渐负减载少停。止当在x一0 增个加新到的
x0
位置
上
x时i ，则开口量为零，
，达到一个新的平
衡状态。
号继续如向果右继运续动给。控反制之滑,若阀给向控右制的滑输阀入输信入号一个x负i ，位液移压x缸i 就0会(向跟左随为这负个）信
液压伺服阀系统
反液之压缸,若就给会控跟制随滑这阀个输信入号一向个左负运位动移。xi 0 (向左为负）输入信号，则
液压伺服阀
3〕射流管式伺服阀
组成：如图7-3所示,采用衔铁式力矩马达8带动 射流管及其接收口2，两个接收口直接和滑陶阀 芯5两端面连接，控制滑阀阀芯运动。滑阀陶芯 5靠一个板簧定位,其位移与滑阀阅芯两端压力 差成比例。
液压伺服系统工作原理及实例PPT课件
电液伺服阀
工作台
xf
放大器
uf Δu
反馈电位器 xo +E
ug
指令电位器
xg
双电位器位置控制电液伺服系统
.
12
4、液压伺服控制系统举例
电液伺服阀处于零位,没有 流量进出系统,工作台不动. 当指令电位器向右移动一个 位移△U＝K △Xg, 经放大去 控制电液伺服阀,输出压力 油推动工作台右移,同时使 工作台位移增加,当增加量 为△U＝Xf＋△Xf－Xg－ △Xg ＝0,工作台重新停止.
电液伺服阀
工作台
xf
放大器
uf Δu
反馈电位器 xo +E Nhomakorabeaug
指令电位器
xg
双电位器位置控制电液伺服系统
.
13
4、液压伺服控制系统举例
该系统是一个电量反馈的闭环控制系统。该系统的工作原 理方块图为：
指令 电位器
+ -
伺服 放大器
电液 伺服阀
液压缸
工作台
反馈 电位器
位置控制系统工作原理方块图
.
14
4、液压伺服控制系统举例
(1) 液 压 仿 形 刀 架
v纵
v合
v仿
v合
v仿
v纵
v纵
b
a
进给运动示意图
.
该 系 统 的 反 馈 是 机 械 反 馈
11
4、液压伺服控制系统举例
(2)电液位置伺服控制系统
该系统控制工作台的位置,使 之按照指令电位器给定的规律 变化.指令电位器将滑臂的位置 指令Xg转换成电压Ug. 工作台位 置Xf由反馈电位器检测,转换成 电压Uf.两个电位器接成桥式回 路,电桥的输出电压△U＝Ug－Uf ＝K(Xg－Xf),K电位器增益. 当工作台位置Xf与指令位置Xg 一致时,Xf＝Xg,即△U＝0.
《电液伺服系统》课件
《电液伺服系统》PPT课 件
介绍电液伺服系统的定义、组成、工作原理，控制元件的种类，动作元件的 特点，系统调试与维护，以及应用场景、优势、发展前景。
概述
电液伺服系统是控制和调节液压机械运动的先进系统，由动力元件、控制元件和动作元件组成，能够实现高效、 精确的运动控制。
动力元件
液压泵
将输入的机械能转换为液压能，提供压力和流 量。
液压马达
将液压能转化为旋转运动，驱动液压机械的转 动部分。
系统调试与维护
1
Байду номын сангаас
系统调试
调试前的准备工作，调试流程和步骤，确保系统正常运行。
2
系统维护
维护前的准备工作，维护周期和方法，延长系统的使用寿命。
应用场景
• 工业生产自动化 • 船舶与海洋工程 • 机床与自动化装备 • 飞行器和航天器
结语
电液伺服系统具有精确控制、高效能转换等优势，未来的发展前景广阔。
液压马达
将液压能转换为机械能，驱动液压机械的运动。
控制元件
比例控制阀
通过调节液压系统中的流量 比例，实现运动速度和位置 的精确控制。
压力控制阀
根据系统需求，控制液压系 统中的压力水平，确保系统 的安全运行。
流量控制阀
调节液压流量大小，实现对 液压元件的精确控制。
动作元件
液压缸
将液压能转化为机械线性运动，用于推动、拉 动或举升物体。
介绍电液伺服系统的定义、组成、工作原理，控制元件的种类，动作元件的 特点，系统调试与维护，以及应用场景、优势、发展前景。
概述
电液伺服系统是控制和调节液压机械运动的先进系统，由动力元件、控制元件和动作元件组成，能够实现高效、 精确的运动控制。
动力元件
液压泵
将输入的机械能转换为液压能，提供压力和流 量。
液压马达
将液压能转化为旋转运动，驱动液压机械的转 动部分。
系统调试与维护
1
Байду номын сангаас
系统调试
调试前的准备工作，调试流程和步骤，确保系统正常运行。
2
系统维护
维护前的准备工作，维护周期和方法，延长系统的使用寿命。
应用场景
• 工业生产自动化 • 船舶与海洋工程 • 机床与自动化装备 • 飞行器和航天器
结语
电液伺服系统具有精确控制、高效能转换等优势，未来的发展前景广阔。
液压马达
将液压能转换为机械能，驱动液压机械的运动。
控制元件
比例控制阀
通过调节液压系统中的流量 比例，实现运动速度和位置 的精确控制。
压力控制阀
根据系统需求，控制液压系 统中的压力水平，确保系统 的安全运行。
流量控制阀
调节液压流量大小，实现对 液压元件的精确控制。
动作元件
液压缸
将液压能转化为机械线性运动，用于推动、拉 动或举升物体。
液压伺服控制系统第7章电液伺服阀PPT课件
小、重量轻。 2)动态性能好、响应速度快。 3)直线件好、死区小、灵敏度高和磁滞小。 4)在某些使用情况下，还要求它抗振、抗冲
击、不受环境温度和压力等影响。
二、永磁力矩马达
1、力矩马达的工作原理 图2所示为一种常用的永磁动铁式力矩马达 工作原理图，它由永久磁铁、上导磁体、下导 磁体、衔铁、控制线圈、弹簧管等组成。衔铁 固定在弹簧管上端，由弹簧管支承在上、下导 磁体的中间位置，可绕弹簧管的转动中心作微 小的转动。衔铁两端与上、下导磁体(磁极)形 成四个工作气隙①、②、⑤、①。两个控制线 圈套在衔铁之上。上、下导磁体除作为磁极外， 还为永久磁铁产生的极化磁通和控制线圈产生 的控制磁通提供磁路。
1―喷嘴 2―喷嘴 3―固定节流孔 4―固 定节流孔 5―第二级滑阀阀芯 6―永磁 体 7―衔铁 8―电磁线圈 9―弹簧管 10―反馈弹簧
二、基本方程与方框图
力矩马达的运动方程包括基本电压方程，衔铁和挡板 组件的运动方程，挡板位移于转角之间的关系，喷嘴 挡板至滑阀的传递函数，阀控液压缸的传递函数，以 及作用在挡板上的压力反馈方程，根据这些方程可以 画出电液伺服阀的方框图。
两级伺服阀 此类阀克服了单级伺服阀缺点，是最常用的型 式。
三级伺服阀 此类阀通常是由一个两级伺服阀作前置级控制 第三级功率滑阀．功率级滑阀阀芯位移通过电气反馈形成闭环 控制，实现功率级滑阀阀芯的定位。三级伺服阀通常只用在大 流量的场合。
按第一级阀的结构形式分类： 可分为：滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀 射流管阀和偏 转板射流阀。
1)动铁式力矩马达因磁滞影响而引起的输出位移滞后比动圈式 力马达大。
2)动圈式力马达的线性范围比动铁式力矩马达宽。因此．动圈 式力马达的工作行程大，而动铁式力矩马达的工作行程小。
击、不受环境温度和压力等影响。
二、永磁力矩马达
1、力矩马达的工作原理 图2所示为一种常用的永磁动铁式力矩马达 工作原理图，它由永久磁铁、上导磁体、下导 磁体、衔铁、控制线圈、弹簧管等组成。衔铁 固定在弹簧管上端，由弹簧管支承在上、下导 磁体的中间位置，可绕弹簧管的转动中心作微 小的转动。衔铁两端与上、下导磁体(磁极)形 成四个工作气隙①、②、⑤、①。两个控制线 圈套在衔铁之上。上、下导磁体除作为磁极外， 还为永久磁铁产生的极化磁通和控制线圈产生 的控制磁通提供磁路。
1―喷嘴 2―喷嘴 3―固定节流孔 4―固 定节流孔 5―第二级滑阀阀芯 6―永磁 体 7―衔铁 8―电磁线圈 9―弹簧管 10―反馈弹簧
二、基本方程与方框图
力矩马达的运动方程包括基本电压方程，衔铁和挡板 组件的运动方程，挡板位移于转角之间的关系，喷嘴 挡板至滑阀的传递函数，阀控液压缸的传递函数，以 及作用在挡板上的压力反馈方程，根据这些方程可以 画出电液伺服阀的方框图。
两级伺服阀 此类阀克服了单级伺服阀缺点，是最常用的型 式。
三级伺服阀 此类阀通常是由一个两级伺服阀作前置级控制 第三级功率滑阀．功率级滑阀阀芯位移通过电气反馈形成闭环 控制，实现功率级滑阀阀芯的定位。三级伺服阀通常只用在大 流量的场合。
按第一级阀的结构形式分类： 可分为：滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀 射流管阀和偏 转板射流阀。
1)动铁式力矩马达因磁滞影响而引起的输出位移滞后比动圈式 力马达大。
2)动圈式力马达的线性范围比动铁式力矩马达宽。因此．动圈 式力马达的工作行程大，而动铁式力矩马达的工作行程小。
液压伺服与比例控制系统课件-电液伺服系统的校正
损耗，须将放大器增益增加α倍，或增设增益放大装置。
6.3 电液伺服系统的校正 二 、速度和加速度校正
速度反馈校正的主要作用是提高主回路的静态刚度，减少速 度反馈回路内的干扰和非线性的影响，提高系统的静态精度。加 速度反馈校正主要是提高系统的阻尼。
根据需要速度反馈与加速度反馈可以单独使用，也可以联合 使用。
（二）动压反馈校正
图6-19 带动压反馈的系统方框图
采用动压反馈校正可以提高系统的阻尼，而又不降低系统的静刚度。 采用压力反馈或动压反馈提高系统的阻尼比，同样受局部反馈回路 稳定性的限制。当Kfp过高时，由于伺服阀等小参数的影响局部反馈回路 就会变得不稳定。
6.3 电液伺服系统的校正
（一）压力反馈校正
图6-18 带压力反馈的系统方框图
校正后的阻尼比： 位置系统的开环传递函数：
6.3 电液伺服系统的校正
由上式可以看出，压力反馈不改变开环增益和液压固有频率，但使阻 尼比增加了。
压力反馈校正是通过增加系统的总流量- 压力系数来提高阻尼的。 显然，压力反馈降低了系统的静刚度。
（二）滞后校正举例
加入滞后校正后
6.3 电液伺服系统的校正
此时，系统的开环传递函数为
其中，校正后的速度放大系数
6.3 电液伺服系统的校正
图6-16 具有滞后校正的位置伺服系统伯德图
6.3 电液伺服系统的校正
设计滞后校正网络的设计步骤：
1 根据稳态误差要求，确定系统速度放大系数 2 画出未校正系统的伯德图，检查相位裕量和增益裕量，是否满足
6.3 电液伺服系统的校正
以上讨论了比例控制的电液位置伺服系统，其性能主要由动力 元件参数所决定。对这种系统，单纯靠调整增益往往满足不了系统 的全部性能指标，这时就要对系统进行校正，高性能的电液伺服系 统一般都要加校正装置。
6.3 电液伺服系统的校正 二 、速度和加速度校正
速度反馈校正的主要作用是提高主回路的静态刚度，减少速 度反馈回路内的干扰和非线性的影响，提高系统的静态精度。加 速度反馈校正主要是提高系统的阻尼。
根据需要速度反馈与加速度反馈可以单独使用，也可以联合 使用。
（二）动压反馈校正
图6-19 带动压反馈的系统方框图
采用动压反馈校正可以提高系统的阻尼，而又不降低系统的静刚度。 采用压力反馈或动压反馈提高系统的阻尼比，同样受局部反馈回路 稳定性的限制。当Kfp过高时，由于伺服阀等小参数的影响局部反馈回路 就会变得不稳定。
6.3 电液伺服系统的校正
（一）压力反馈校正
图6-18 带压力反馈的系统方框图
校正后的阻尼比： 位置系统的开环传递函数：
6.3 电液伺服系统的校正
由上式可以看出，压力反馈不改变开环增益和液压固有频率，但使阻 尼比增加了。
压力反馈校正是通过增加系统的总流量- 压力系数来提高阻尼的。 显然，压力反馈降低了系统的静刚度。
（二）滞后校正举例
加入滞后校正后
6.3 电液伺服系统的校正
此时，系统的开环传递函数为
其中，校正后的速度放大系数
6.3 电液伺服系统的校正
图6-16 具有滞后校正的位置伺服系统伯德图
6.3 电液伺服系统的校正
设计滞后校正网络的设计步骤：
1 根据稳态误差要求，确定系统速度放大系数 2 画出未校正系统的伯德图，检查相位裕量和增益裕量，是否满足
6.3 电液伺服系统的校正
以上讨论了比例控制的电液位置伺服系统，其性能主要由动力 元件参数所决定。对这种系统，单纯靠调整增益往往满足不了系统 的全部性能指标，这时就要对系统进行校正，高性能的电液伺服系 统一般都要加校正装置。
液压控制系统(常同立编著,清华大学出版社)PPT课件
102双喷嘴挡板力反馈电液伺服阀1阀体2固定节流孔3第二级滑阀阀芯5喷嘴与挡板6永磁体7衔铁8电磁线圈9力矩马达外壳10弹簧管11反馈弹簧12固定节流孔13滤清器103零部件结构104结构展开图1喷嘴2喷嘴3固定节流孔定节流孔5第二级滑阀阀芯6永磁7衔铁8电磁线圈9弹簧管10反馈弹簧105伺服阀系统方块图106系统开环伯德图在双喷嘴力反馈电液伺服阀中决定其动态特性的力反馈系统107712滑阀式直接反馈两级伺服阀1阀体2固定节流孔3第二级滑阀阀芯4固定节流孔5第一级滑阀阀芯圈力马达7衔铁8调节螺钉910定位弹簧11永磁体108结构展开图1阀体2固定节流孔二级滑阀阀芯4固定节流孔5第一级滑阀阀芯67定位弹簧109方块图110713射流管力反馈流量电液伺服阀1供油管2永磁体3衔铁4射流管5电磁线圈6弹簧管7接收器8反馈弹簧9滑阀射流管力反馈电液伺服阀是一种高抗工作液污染安全性好低压性能优良的电液伺服阀
12
应用案例 5——机器动物
高功率体积比和结构紧凑
13
应用案例 5——机器动物
14
应用案例 5——机器动物
15
应用案例 6——两足机器人
高功率体积比和结构紧凑
16
应用案例 6 —— 两足机器人
17
小结
液压控制技术是一门机电液一体化新技术，它是自动控制技术的 一个重要分支。液压控制技术包括开环控制和闭环控制两类，其中液 压闭环控制较为复杂。
29
第2章 参考文献
[1] Katsuhiko Ogata. System dynamics. 北京：机械工业出版社. 2004.3 [2] 吴重光. 仿真技术. 北京：化学工业出版社. 2000.5. [3] Katsuhiko Ogata. Modern control engineering. Prentice Hall, 2010 [4] John J. D’Azzo and Constantine H. Houpis, Stuart N. Sheldon. Linear Control System Analysis and Design with Matlab. New York: Marceld Dekker, Inc. 2003 [5] 王广雄，何朕. 控制系统设计. 北京：清华大学出版社, 2008.3. [6] 高钟毓等. 机电控制工程. 北京：清华大学出版社, 2011.8. [7] www. [8] Roland S. Burns. Advanced Control Enginineering. Oxord: Butterworth-Heinemann. 2001. [9] J.R. Leigh. Control theory. London: The institution of engineering and technology. 2004. [10] Isaac Horowitz. Some ideas for QFT research. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2003, 13: 599-605. [11] 刘兵，冯纯伯. 基于双重准则的二自由度预测控制——连续情况. 自动化学报. 1998，24(6):721-726. [12] 冯勇等. 现代计算机控制系统. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 1998.7. [13] D. M. Auslander, J. R. Ridgely, J. D. Ringgenberg. Control software for mechanical systems: object-oriented design in a real-time world. Pearson Education, Inc. 2002.
12
应用案例 5——机器动物
高功率体积比和结构紧凑
13
应用案例 5——机器动物
14
应用案例 5——机器动物
15
应用案例 6——两足机器人
高功率体积比和结构紧凑
16
应用案例 6 —— 两足机器人
17
小结
液压控制技术是一门机电液一体化新技术，它是自动控制技术的 一个重要分支。液压控制技术包括开环控制和闭环控制两类，其中液 压闭环控制较为复杂。
29
第2章 参考文献
[1] Katsuhiko Ogata. System dynamics. 北京：机械工业出版社. 2004.3 [2] 吴重光. 仿真技术. 北京：化学工业出版社. 2000.5. [3] Katsuhiko Ogata. Modern control engineering. Prentice Hall, 2010 [4] John J. D’Azzo and Constantine H. Houpis, Stuart N. Sheldon. Linear Control System Analysis and Design with Matlab. New York: Marceld Dekker, Inc. 2003 [5] 王广雄，何朕. 控制系统设计. 北京：清华大学出版社, 2008.3. [6] 高钟毓等. 机电控制工程. 北京：清华大学出版社, 2011.8. [7] www. [8] Roland S. Burns. Advanced Control Enginineering. Oxord: Butterworth-Heinemann. 2001. [9] J.R. Leigh. Control theory. London: The institution of engineering and technology. 2004. [10] Isaac Horowitz. Some ideas for QFT research. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2003, 13: 599-605. [11] 刘兵，冯纯伯. 基于双重准则的二自由度预测控制——连续情况. 自动化学报. 1998，24(6):721-726. [12] 冯勇等. 现代计算机控制系统. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 1998.7. [13] D. M. Auslander, J. R. Ridgely, J. D. Ringgenberg. Control software for mechanical systems: object-oriented design in a real-time world. Pearson Education, Inc. 2002.
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结构图
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29
第六章 机液伺服机构
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30
xv xi xc
图1－1
机液伺服控制系统原理图 CHENLI
31
液压伺服仿形车床加工空心阶梯轴154.MOV
xv abbxi aabxc
CHENLI
32
CHENLI
双喷嘴挡板阀原理图及等效桥路图
CHENLI
17
双 喷 嘴 挡 板 阀 的 压 力 － 流 量 曲 线
CHENLI
18
双喷嘴挡板阀的压力特CHEN性LI 曲线
19
第 五章 液压动力元件
CHENLI
20
CHENLI
21
CHENLI
22
利用方块图化简方法，整理
CHENLI
23
CHENLI
24
反馈(U 2)
-
比较输出(D U )
R 30 50 K
3+
6
Ka
+
反馈(-U 2)
R 32
给定(U 1)
4
C
20 K
C
10 0K W 14
+1 5V
-1 5V
电压 Ui
比较
DU
- Ka
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
UP
3 三级伺服阀
CHENLI
55
4 直接驱动单级伺服阀（DDV）
线性力马达
阀体
位移传感器
内嵌控制 电路板
CHENLI
56
第八章 电液伺服系统
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57
图1－3 双电位器电液位置伺服系统
CHENLI
58
泵控式电液速度控制系统原理图
CHENLI
59
CHENLI
60
• 按控制形式选用 ① 位置伺服系统
13—方向盘
14—油箱
CHENLI
38
系统模型
反馈比较机构
液压动力元件
CHENLI
输出机构
39
第七章 电液伺服阀
CHENLI
40
双喷嘴挡板力反馈电液伺服阀
1—阀体 2—固定节流孔 3—第二级滑阀阀芯 4—阀套 5—喷嘴与挡板 6—永磁体 7—衔铁 8—电磁线圈 9—力矩马达外壳 10—弹簧管 11—反馈弹簧 12—固定节流孔 13—滤清器
液压伺服控制
CHENLI
1
第一章 概述
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2
采用电压比较的液压工作台位置控制系统
执行元件
被控对象
放大元件
传感器1
比较元件
CHENLI
传感器2 指令元件
3
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 )
52
一、 射流管力反馈流量电液伺服阀
射流管力反馈电液伺 服阀是一种高抗工作液污 染，安全性好，低压性能 优良的电液伺服阀。
1—供油管 2—永磁体 3—衔铁 4—射流管 5—电磁线圈 6—弹簧管 7—接收器 8—反馈弹簧 9—滑阀
CHENLI
53
2 动圈式（或动铁式）电液流量伺服阀
CHENLI
54
滑阀的预开口形式
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10
图2－3 不同开口型CHE式NLI 的流量曲线
11
CHENLI
12
图2－8 理想零开口C四HEN边LI 滑阀压力－流量曲线13
图2－12 正开口四边滑CHE阀NLI的压力－流量曲线 14
带差动液压缸的双边滑阀
CHENLI
15
图2－16 负载功率CHE随NLI 负载压力变化曲线16
仿型铣床
33
仿形铣床
CHENLI
34
仿形铣床靠模
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35
CHENLI
36
CHENLI
37
动力转向机液伺服机构 一种常见的半整体式液压动力转
向装置如图所示
1—油泵
2—转向阀体
3—转向阀芯
4—推力轴承
5—螺母
6—杠杆
7—左旋螺杆
8—液压缸
9—连接梯形架拉杆
10—挡板
11—弹簧
12—定位弹子
-
阀芯阀套直接位置比较
X套
XP
1
CHENLI
6
控制框图
采用阀芯阀 套直较方式
指令传感器
Ka
工作台
反馈传 感器
Xi
指令
1
位置比较 阀芯与阀套
X芯
Xv 伺服阀
-
X套
液压缸 1
扰动
被控 XP
工作台
CHENLI
7
第四章 液压控制元件
CHENLI
8
图2－1 滑阀的结
构形式
CHENLI
9
图2－2
a）零开口（U=0） b）正开口（U>0） c）负开口（U<0）
CHENLI
41
CHENLI
42
伺服阀系统方块图
CHENLI
43
CHENLI
44
CHENLI
45
流量—压力特性, 压力特性
CHENLI
46
CHENLI
47
CHENLI
48
CHENLI
49
CHENLI
50
CHENLI
51
通用型伺服阀的介绍 1 双喷嘴挡板力反馈电液流量伺服阀
CHENLI
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
CHENLI
5
指令与阀连
对象与阀套连
位置比较 阀芯与阀套
Xi
X芯
1
Xv 伺服阀
B
反馈(U 2)
-Ka
比较输出(D U )
+
给定(U 1)
4
A 1
-1 5V
Si ze
N umber
A4
R evi sio n
Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
D ate: Fi le: 2
9-Oc t-20 02
D :\陈奎生\电路\伺服电路板.ddb
3
Sh ee t of D raw n B y:
4
CHENLI
4
控制框图
放大元件
CHENLI
61
② 压力或力控制伺服系统
CHENLI
62
③ 速度控制伺服系统
CHENLI
63