第七章液压控制基本知识
1 第七章 液压控制基本知识
第七章液压控制基本知识 B Bm 7.1概述 7.2伺服阀与伺服控制系统 7.3比例阀与比例控制系统 7.4电液数字控制阀 7.5负载敏感泵控系统与机械液压伺服控 制
2 第七章 液压控制基本知识 7.1 概述 7.2 伺服阀与伺服控制系统 7.3 比例阀与比例控制系统 7.4 电液数字控制阀 7.5 负载敏感泵控系统与机械—液压伺服控 制 2
7.1概述 B Bm 比较元件 指令元件 放大、转换 液压控制元件 械压执行元件一控制对象 检测反馈元件 液压控制系统组成框图
3 7.1概述 液压控制系统组成框图
7.1概述 B Bm 图中各基本元件的组成和作用如下: (1)指令元件:按要求给出控制信号的元件,如计算机、可编程 控制器、指令电位器、单片机、嵌入式系统或其它电器等; (2)反馈检测元件:检测被控制量,给出系统的反馈信号,如各 种类型的传感器; (3)比较元件:把具有相同形式和量纲的输入控制信号与反馈信 给出 指令完件長馈检测元存岌放大器组合在起,由“结构元件完成 4)放大、转换和控制元件:将偏差信号大并作为能量 转换(电 机 成液 缸、液压马达等)运动。一般是放大器、伺服阀、电液伺服阀,比例 阀等; (5)执行元件:直接对被控对象起作用的元件。如液压缸、液压 马达等; (6)被控对象:液压系统的控制对象,一般是各类负载装置。 此外,还有能源装置、辅助装置等其他组成部分
4 7.1概述 图中各基本元件的组成和作用如下： （1）指令元件：按要求给出控制信号的元件，如计算机、可编程 控制器、指令电位器、单片机、嵌入式系统或其它电器等； （2）反馈检测元件：检测被控制量，给出系统的反馈信号，如各 种类型的传感器； （3）比较元件：把具有相同形式和量纲的输入控制信号与反馈信 号加以比较，给出偏差信号。比较元件有时不一定单独存在，而是与 指令元件反馈检测元件及放大器组合在一起，由一个结构元件完成； （4）放大、转换和控制元件：将偏差信号放大，并作为能量形式 转换（电—液；机—液等），变成液压信号，去控制执行元件（液压 缸、液压马达等）运动。一般是放大器、伺服阀、电液伺服阀，比例 阀等； （5）执行元件：直接对被控对象起作用的元件。如液压缸、液压 马达等； （6）被控对象：液压系统的控制对象，一般是各类负载装置。 此外，还有能源装置、辅助装置等其他组成部分
7.2伺服阀与伺服控制系统 伺服控制系统是一种执行元件能够以一定的 精度自动地按照输入信号的变化规律而动作的自 动控制系统,也称随动系统。液压伺服(随动) 系统指的是采用液压控制元件,根据液压传动原 理建立起来的伺服系统。它是一种由输入信号可 以连续地、按比例地控制执行元件的速度、力矩 或力、位置,有较高的控制精度和调节性能的控 制系统
5 7.2伺服阀与伺服控制系统 伺服控制系统是一种执行元件能够以一定的 精度自动地按照输入信号的变化规律而动作的自 动控制系统，也称随动系统。液压伺服（随动） 系统指的是采用液压控制元件，根据液压传动原 理建立起来的伺服系统。它是一种由输入信号可 以连续地、按比例地控制执行元件的速度、力矩 或力、位置，有较高的控制精度和调节性能的控 制系统
7.2伺服阀与伺服控制系统 B Bm 液压源 干扰 比较元件 被控制量 指令装置→8一间服放液压控制元件执行机构控制对象 检测装置 液压电液伺服控制系统组成框图
6 7.2伺服阀与伺服控制系统 液压电液伺服控制系统组成框图
7.2伺服阀与伺服控制系统 液压伺服系统有许多种类,按照不同的分类方法会得 出不同的结果。 按照液压功率放大器的类型分: (1)阀控系统ε由伺服阀按照节流原理,控制输入执 行元件的流量和压力大小的系统,也称节流式控制系统; (2)泵控系统:利用伺服变量泵改变排量的做法,控 制输入执行元件的流量和压力大小的系统,也称容积式控 制系统。 按照控制信号的类别和伺服阀的类型ε机液伺服系统、 电液伺服系统和气液伺服系统。 按照负载运动性质及输出的物理量分:液压位置伺服 系统、液压压力伺服系统、液压速度伺服系统和液压加速 度伺服系统
7 7.2伺服阀与伺服控制系统 液压伺服系统有许多种类，按照不同的分类方法会得 出不同的结果。 按照液压功率放大器的类型分： （1）阀控系统：由伺服阀按照节流原理，控制输入执 行元件的流量和压力大小的系统，也称节流式控制系统； （2）泵控系统：利用伺服变量泵改变排量的做法，控 制输入执行元件的流量和压力大小的系统，也称容积式控 制系统。 按照控制信号的类别和伺服阀的类型：机液伺服系统、 电液伺服系统和气液伺服系统。 按照负载运动性质及输出的物理量分：液压位置伺服 系统、液压压力伺服系统、液压速度伺服系统和液压加速 度伺服系统
7.2伺服阀与伺服控制系统 按照检测元件的输出量形式及信号处理手段分:模拟 式液压伺服系统和数字式液压伺服系统。 液压伺服控制系统除了具有一般液压传动所固有的优 点外,还有系统刚度大、控制精度高、响应速度快、可以 快速启动、停止和反向的优点。所以,可以组成体积小、 重量轻、加速能力强、动作迅速和控制精度高的大功率和 大负载的伺服系统。但同样也存在一些缺点,比如除了普 通液压系统所具有的缺点外,它的控制元件(主要是各类 伺服阀)和执行元件因为加工精度高,所以价格贵、怕污 染,对液压油的要求高
8 7.2伺服阀与伺服控制系统 按照检测元件的输出量形式及信号处理手段分：模拟 式液压伺服系统和数字式液压伺服系统。 液压伺服控制系统除了具有一般液压传动所固有的优 点外，还有系统刚度大、控制精度高、响应速度快、可以 快速启动、停止和反向的优点。所以，可以组成体积小、 重量轻、加速能力强、动作迅速和控制精度高的大功率和 大负载的伺服系统。但同样也存在一些缺点，比如除了普 通液压系统所具有的缺点外，它的控制元件（主要是各类 伺服阀）和执行元件因为加工精度高，所以价格贵、怕污 染，对液压油的要求高
7.3比例阀与比例控制系统 比例控制技术是上世纪六十年代末人们开发 的一种可靠、价廉、控制精度和响应特性均能满 足工业控制系统实际需要的控制技术。电液比例 控制技术是介于普通液压阀的开关控制技术和电 液伺服控制技术之间的控制方式。 比例控制技术主要表现在三个方面:(1)果 用了压力、流量、位移、动压等反馈及电校正手 段,提高了阀的稳态精度和动态响应品质,这些 标志着比例控制设计原理已经完善;(2)比例技 术与插装阀已经结合诞生了比例插装技术;(3) 以比例控制泵为代表的比例容积元件的诞生,进 步扩大了比例控制技术的应用
9 7.3 比例阀与比例控制系统 比例控制技术是上世纪六十年代末人们开发 的一种可靠、价廉、控制精度和响应特性均能满 足工业控制系统实际需要的控制技术。电液比例 控制技术是介于普通液压阀的开关控制技术和电 液伺服控制技术之间的控制方式 。 比例控制技术主要表现在三个方面：（1）采 用了压力、流量、位移、动压等反馈及电校正手 段，提高了阀的稳态精度和动态响应品质，这些 标志着比例控制设计原理已经完善；（2）比例技 术与插装阀已经结合，诞生了比例插装技术；（3） 以比例控制泵为代表的比例容积元件的诞生，进 一步扩大了比例控制技术的应用
7.3比例阀与比例控制系统 B Bm 、比例阀的工作原理和类型 液压放大器 压力 压力 流量 流量 输入电信号「比例「电气机械 放大器鬥转换器 先导级阀位移「功率级主阀位移 机械液压电气 检测反馈机构 电液比例阀的组成
10 7.3 比例阀与比例控制系统 一、比例阀的工作原理和类型 电液比例阀的组成