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电液伺服控制系统应用


电液伺服控制系统的应用研究 【摘要】电液伺服控制是液压技术领域的重要分支。多年来, 许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率—重量比和大 功率液压控制系统的需要不断扩大,促使液压控制技术迅速发展。 特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术 的结合,使这门技术不论在元件和系统方面、理论与应用方面都日 趋完善和成熟,并形成一门学科。目前液压技术已经在许多部门得 到广泛应用,诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。我 国于 50 年代开始液压伺服元件和系统的研究工作,现已生产几种 系列电液伺服产品,电液伺服控制系统的研究工作也取得很大进 展。 【关键词】电液 伺服控制 应用 中图分类号:o434.19 文献标识码:a 文章编号: 1、电液控制系统的特点、构成及分类 电液控制系统是一门比较年轻的技术,它的发展和普遍应用还不 到 50 年,然而,凭借它的优点却形成了流体传动与控制的一个重 要分支,并成为现代控制工程的基本技术构成之一。 1.1 电液控制系统的特点 1) 液压执行元件的功率--重量比和转矩--惯性矩比(或力--质量 比)大,具有很大的功率传递密度,可以构成体积小、重量轻、响 应速度快的大功率控制单元。 2) 液压系统的负载刚度大,精度高。由于液压杠、执行元件的泄 漏很少,液体介质的体积弹性模量又很大,故具有较大的速度--负 载刚性,即速度--力或转速--力矩曲线斜率的倒数很大,因此有可 能用于开环系统。用于闭环系统时则表现为位置刚度大,其定位精 度受负载变化的影响小。 3) 液压控制系统可以安全,可靠并迅速地实现频繁的带负载启动 和制动,进行正反向直线或回转运动和动力控制,而且具有很大的 调速范围。 电气或电子技术和液压传动及控制相结合的产物--电液控制系统 兼备了电气和液压的双重优势,形成了具有竞争力和自身技术特 点。 当然,在某些场合下,指令和反馈元件也可全部采用机械、气动 或液压元件,此时,即称为机械--液压控制系统和气动--液压控制 系统。 1.2 电液控制系统的构成 工程实际中系统的指令及放大单元多采用电子设备。电机械转换 器往往是动圈式或动铁式电磁元件和伺服电机、步进电机等。液压 转换及放大器件可以是各类开关式,伺服式和比例式器件实际上是 一功率放大单元。液压执行元件通常是液压缸和液压马达,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 和转矩。测量和反馈器件是将上述执行元件输出的动力参数或者其 它中间状态变量加以检测并转换为反馈量,既可以采用电信号反馈 至指令放大器,亦可以采用机械或液压方式反馈至电--机械转换器 的输出端。 1.3 电液控制系统的分类 电液控制系统可按是否采用反馈可分为开环控制系统和闭环控制 系统。 1) 开环控制系统:若系统的输出量对系统的控制作用不产生影控 制系统一般不存在所谓的稳定性问题。 闭环控制系统:闭环控制系统也就是反馈控制系统。输入信号和反 馈信号作用于放大单元和执行部件,使系统的受控对象的输出量趋 近于期望值。闭环系统的优点是对内部和外部干扰不敏感,但反馈 带来了系统的稳定性问题。 如果按输入信号或受控输出参数的特性来分,闭环控制系统又可 分为伺服控制系统、自动调整系统和过程控制系统三类: 1) 伺服控制系统:这种系统的输出量能跟踪随机指令信号的变 化,其受控量多是位移、速度、加速度、也可以是力和力矩。它被 广泛应用于飞机、船舶和雷达的运动控制。 2) 自动调整系统:这是一种输出量是常量或随时间变化得很慢的 反馈控制系统。其任务是在内外干扰

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