液压伺服和电液比例控制技术 ppt课件
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
力p1减小，p2增大。
• 当主滑阀阀芯向右移到
某一位置，又两端压力
差(p1-p2)形成的液压力 通过反馈弹簧杆作用在
挡板上的力矩、喷嘴液
流压力作用在挡板上的
力矩以及弹簧管的反力
矩之和与力矩马达产生
的电磁力矩相等时，主
滑阀阀芯受力平衡，稳
定在一定的开口下工作。
液压伺服和电液比例控制技术
• 显然，改变输入电流大小，可成比例的调节 电磁力矩，从而得到不同的主阀开口大小。
液压伺服和电液比例控制技术
• 零开口结构性能最好，应用最广，但完全 的零开口在工艺上是难以达到的，因此实 际的零开口允许小于±0.025mm 的微小开 口量偏差。
液压伺服和电液比例控制技术
• 4.伺服阀的性能与特点
• 如图，零开口四边滑阀。图示位置阀芯向右偏移，阀 口1和3开启，2和4关闭。
• 压力油源pp经阀口1通往液压缸，回油经阀口3回油箱。
• 图中左喷嘴8的间隙减小， 右喷嘴7的间隙增大，即 压力 p1增大，p2减小， 主滑阀阀芯向右运动， 开启阀口，ps与B相通A 与T相通。
液压伺服和电液比例控制技术
• 在主滑阀阀芯向右运动的同时，通过挡板下端的
弹簧管11反馈作用使挡板逆时针方向偏转，使左
喷嘴9的间隙增大，右喷嘴7的间隙减小，于是压
• ⒊液压放大器的结构形式 • 电液伺服阀的液压放大器常用的形式有滑阀，射流管和
喷嘴挡板三种。 • 根据滑阀的控制边数，滑阀的控制形式有单边，双边和四
边三种 • 其中单边和双边的控制式只用于控制单出杆液压缸；四边
控制式既可控制单出杆液压缸，也可控制双出杆液压缸， 四边控制式因控制性能好，用于精度和稳定性要求较高的 系统。
液压伺服和电液比例控制技术
第八章 液压伺服和电液 比例控制技术
液压伺服和电液比例控制技术
• 液压伺服控制和电液比例控制技术是液压 传动学科的一个重要组成部分，近几年来 已发展称为相对独立的分支。
• 其控制精度和相应的快速性远远高于普通 的液压传动系统。
液压伺服和电液比例控制技术
第一节 液压伺服控制
液压伺服和电液比例控制技术
• 由于挡板处于中 位，两喷嘴与挡 板的间隙相等， 因而油液流经喷 嘴的液阻相等， 则喷嘴前的压力 p1与p2相等，主 滑阀阀芯两端压 力相等，阀芯处 于中位。
液压伺服和电液比例控制技术
• 若线圈输入电流，控制 线圈中将产生磁通，使 衔铁上产生磁力矩。
• 当磁力矩为顺时针方向 时，衔铁将连同挡板一 起绕弹簧管中的支点顺 时针偏转。
• 液压伺服控制是以液压伺服阀为核心 的高精度控制系统。液压伺服阀是一 种通过改变输入信号，连续、成比例 的控制流量和压力进行液压控制的控 制方式。
• 根据输入信号的方式不同，又分为电 液伺服阀和机液伺服阀。
液压伺服和电液比例控制技术
一、电液伺服阀
• 电液伺服阀是电液伺服系统中的放大转换 元件，它把输入的小功率电流信号，转换 并放大成液压功率（负载压力和负载流量） 输出，实现执行元件的位移、速度、加速 度及力控制。
位移装置称为力马达。
液压伺服和电液比例控制技术
• （2）液压放大器接受小功率的电气-机械 转换装置输入的转角或直线位移信号，对 大功率的压力油进行调节和分配，实现控 制功率的转换和放大。
•
• （3）反馈与平衡机构使电液伺服阀输出的 流量或压力获得与输入电信号成比例的特 性。
液压伺服和电液比例控制技术
⒉电液伺服阀的工作原理
• 如图所示，上半部 分为电气－机械转 换装置，即力矩马 达，下半部分为前 置级（喷嘴挡板） 和主滑阀。
• 当无电流信号输入 时，力矩马达无力 矩输出，与衔铁5 固定在一起的挡板 9处于中位，主滑 阀阀芯亦处于中 （零）位。
液压伺服和电液比例控制技术
• 液压泵输出的油液以 压力ps进入主滑阀阀 口，因阀芯两端台肩 将阀口关闭，油液不 能进入A,B口，但经 固定节流孔10和13分 别引到喷嘴8和7，经 喷射后，液流流回油 箱。
液压伺服和电液比例控制技术
• 机械手手臂伸 缩电液伺服系 统。
• 手臂移动的行程决定于脉冲的数量，速 度决定于脉冲的频率。
液压伺服和电液比例控制技术
第二节 电液比例控制
• 电液比例控制是介于普通液压阀的开关式 控制和电液伺服控制之间的控制方式。它 能实现对液流压力和流量连续地、按比例 地跟随控制信号而变化。因此，它的控制 性能优于开关式控制，它与电液伺服控制 相比，其控制精度和响应速度较低，但它 的成本低，抗污染能力强。
液压伺服和电液比例控制技术
• 根据滑阀阀芯在中位时阀口的预开口量不 同，滑阀又分为负开口（正遮盖），零开 口（零遮盖）和正开口（负遮盖）三种形 式
• 如图8-3所示。负开口在阀芯开启时存在一 个死区且流量特性为非线性，因此很少采 用；正开口在阀芯处于中位时存在泄露且 泄露较大，所以一般不用于大功率控制场 合，另外，它的流量增益也是非线性的。
• 优点：伺服阀控制精度高， 响应速度快，特别是电液 伺服系统易实现计算机控 制。
• 在工业自动化设备、航空、 航天、冶金和军事装备中 得到广泛应用。
• 缺点：伺服阀加工工艺复 杂，对油液污染敏感，成 本高，维护保养困难。
液压伺服和电液比例控制技术
二、电液伺服系统的应用
• 电液伺服系统通过电气传动方式，将电气 信号输入系统，来操纵有关的液压控制元 件动作，控制液压执行元件使其跟随输入 信号动作。其电液两部分之间都采用电液 伺服阀作为转换元件。
• 电液伺服阀电液伺服系统的核心元件，其 性能对整个系统的特性有很大影响。
液压伺服和电液比例控制技术
• ⒈电液伺服阀的组成 • 电液伺服阀通常由电气-机械转换装置、液
压放大器和反馈（平衡）机构三部分组成。 • （1）电气-机械转换装置用来将输入的电
信号转换为转角或直线位移输出。 • 输出转角的装置称为力矩马达，输出直线
• 若改变输入电 流的方向，主 滑阀阀芯反向 位移，可实现 液流的反向控 制。
液压伺服和电液比例控制技术
• 图8 -1所示电液伺服阀的主滑阀阀芯的最终 工作位置是通过挡板弹性反力反馈作用达 到平衡的，因此称之为力反馈式。
• 除力反馈式以外，伺服阀还有位置反馈， 负载反馈，负载压力反馈等。
液压伺服和电液比例控制技术
力p1减小，p2增大。
• 当主滑阀阀芯向右移到
某一位置，又两端压力
差(p1-p2)形成的液压力 通过反馈弹簧杆作用在
挡板上的力矩、喷嘴液
流压力作用在挡板上的
力矩以及弹簧管的反力
矩之和与力矩马达产生
的电磁力矩相等时，主
滑阀阀芯受力平衡，稳
定在一定的开口下工作。
液压伺服和电液比例控制技术
• 显然，改变输入电流大小，可成比例的调节 电磁力矩，从而得到不同的主阀开口大小。
液压伺服和电液比例控制技术
• 零开口结构性能最好，应用最广，但完全 的零开口在工艺上是难以达到的，因此实 际的零开口允许小于±0.025mm 的微小开 口量偏差。
液压伺服和电液比例控制技术
• 4.伺服阀的性能与特点
• 如图，零开口四边滑阀。图示位置阀芯向右偏移，阀 口1和3开启，2和4关闭。
• 压力油源pp经阀口1通往液压缸，回油经阀口3回油箱。
• 图中左喷嘴8的间隙减小， 右喷嘴7的间隙增大，即 压力 p1增大，p2减小， 主滑阀阀芯向右运动， 开启阀口，ps与B相通A 与T相通。
液压伺服和电液比例控制技术
• 在主滑阀阀芯向右运动的同时，通过挡板下端的
弹簧管11反馈作用使挡板逆时针方向偏转，使左
喷嘴9的间隙增大，右喷嘴7的间隙减小，于是压
• ⒊液压放大器的结构形式 • 电液伺服阀的液压放大器常用的形式有滑阀，射流管和
喷嘴挡板三种。 • 根据滑阀的控制边数，滑阀的控制形式有单边，双边和四
边三种 • 其中单边和双边的控制式只用于控制单出杆液压缸；四边
控制式既可控制单出杆液压缸，也可控制双出杆液压缸， 四边控制式因控制性能好，用于精度和稳定性要求较高的 系统。
液压伺服和电液比例控制技术
第八章 液压伺服和电液 比例控制技术
液压伺服和电液比例控制技术
• 液压伺服控制和电液比例控制技术是液压 传动学科的一个重要组成部分，近几年来 已发展称为相对独立的分支。
• 其控制精度和相应的快速性远远高于普通 的液压传动系统。
液压伺服和电液比例控制技术
第一节 液压伺服控制
液压伺服和电液比例控制技术
• 由于挡板处于中 位，两喷嘴与挡 板的间隙相等， 因而油液流经喷 嘴的液阻相等， 则喷嘴前的压力 p1与p2相等，主 滑阀阀芯两端压 力相等，阀芯处 于中位。
液压伺服和电液比例控制技术
• 若线圈输入电流，控制 线圈中将产生磁通，使 衔铁上产生磁力矩。
• 当磁力矩为顺时针方向 时，衔铁将连同挡板一 起绕弹簧管中的支点顺 时针偏转。
• 液压伺服控制是以液压伺服阀为核心 的高精度控制系统。液压伺服阀是一 种通过改变输入信号，连续、成比例 的控制流量和压力进行液压控制的控 制方式。
• 根据输入信号的方式不同，又分为电 液伺服阀和机液伺服阀。
液压伺服和电液比例控制技术
一、电液伺服阀
• 电液伺服阀是电液伺服系统中的放大转换 元件，它把输入的小功率电流信号，转换 并放大成液压功率（负载压力和负载流量） 输出，实现执行元件的位移、速度、加速 度及力控制。
位移装置称为力马达。
液压伺服和电液比例控制技术
• （2）液压放大器接受小功率的电气-机械 转换装置输入的转角或直线位移信号，对 大功率的压力油进行调节和分配，实现控 制功率的转换和放大。
•
• （3）反馈与平衡机构使电液伺服阀输出的 流量或压力获得与输入电信号成比例的特 性。
液压伺服和电液比例控制技术
⒉电液伺服阀的工作原理
• 如图所示，上半部 分为电气－机械转 换装置，即力矩马 达，下半部分为前 置级（喷嘴挡板） 和主滑阀。
• 当无电流信号输入 时，力矩马达无力 矩输出，与衔铁5 固定在一起的挡板 9处于中位，主滑 阀阀芯亦处于中 （零）位。
液压伺服和电液比例控制技术
• 液压泵输出的油液以 压力ps进入主滑阀阀 口，因阀芯两端台肩 将阀口关闭，油液不 能进入A,B口，但经 固定节流孔10和13分 别引到喷嘴8和7，经 喷射后，液流流回油 箱。
液压伺服和电液比例控制技术
• 机械手手臂伸 缩电液伺服系 统。
• 手臂移动的行程决定于脉冲的数量，速 度决定于脉冲的频率。
液压伺服和电液比例控制技术
第二节 电液比例控制
• 电液比例控制是介于普通液压阀的开关式 控制和电液伺服控制之间的控制方式。它 能实现对液流压力和流量连续地、按比例 地跟随控制信号而变化。因此，它的控制 性能优于开关式控制，它与电液伺服控制 相比，其控制精度和响应速度较低，但它 的成本低，抗污染能力强。
液压伺服和电液比例控制技术
• 根据滑阀阀芯在中位时阀口的预开口量不 同，滑阀又分为负开口（正遮盖），零开 口（零遮盖）和正开口（负遮盖）三种形 式
• 如图8-3所示。负开口在阀芯开启时存在一 个死区且流量特性为非线性，因此很少采 用；正开口在阀芯处于中位时存在泄露且 泄露较大，所以一般不用于大功率控制场 合，另外，它的流量增益也是非线性的。
• 优点：伺服阀控制精度高， 响应速度快，特别是电液 伺服系统易实现计算机控 制。
• 在工业自动化设备、航空、 航天、冶金和军事装备中 得到广泛应用。
• 缺点：伺服阀加工工艺复 杂，对油液污染敏感，成 本高，维护保养困难。
液压伺服和电液比例控制技术
二、电液伺服系统的应用
• 电液伺服系统通过电气传动方式，将电气 信号输入系统，来操纵有关的液压控制元 件动作，控制液压执行元件使其跟随输入 信号动作。其电液两部分之间都采用电液 伺服阀作为转换元件。
• 电液伺服阀电液伺服系统的核心元件，其 性能对整个系统的特性有很大影响。
液压伺服和电液比例控制技术
• ⒈电液伺服阀的组成 • 电液伺服阀通常由电气-机械转换装置、液
压放大器和反馈（平衡）机构三部分组成。 • （1）电气-机械转换装置用来将输入的电
信号转换为转角或直线位移输出。 • 输出转角的装置称为力矩马达，输出直线
• 若改变输入电 流的方向，主 滑阀阀芯反向 位移，可实现 液流的反向控 制。
液压伺服和电液比例控制技术
• 图8 -1所示电液伺服阀的主滑阀阀芯的最终 工作位置是通过挡板弹性反力反馈作用达 到平衡的，因此称之为力反馈式。
• 除力反馈式以外，伺服阀还有位置反馈， 负载反馈，负载压力反馈等。
液压伺服和电液比例控制技术