液压伺服系统.pptx

第第1章章 绪论绪论本章摘要液压伺服与比例控制系统的工作原理及组成液压伺服与比例控制的分类介绍液压伺服与比例控制系统的优缺点液压伺服与比例控制系统的发展与应用一、采用一、采用电压比较电压比较的的液压液压工作台位置控制系统工作台位置控制系统传感器1被控对象传感器2比较元件执行元件放大元件指令元件电压电压电压电压比较比较比较比较KaKaKaKaKaKaKaKaUi-UPDUKaKaKaKa控制框图控制框图控制框图控制框图控制系统组成：被控对象指令元件比较元件指令传感器反馈传感器动力元件（阀、缸）扰扰 动动指令指令指令指令电位器电位器电位器电位器反馈反馈反馈反馈电位器电位器电位器电位器伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀液压能源液压能源液压能源液压能源I I I I液液液液压缸压缸压缸压缸电放大电放大电放大电放大KaKaKaKaI I I IUiE-电压电压电压电压比较比较比较比较UPKaKaKaKa被控被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工作台工作台工作台工作台指令指令Xi液压动力元件液压动力元件放大元件二、采用二、采用电压比较电压比较的的电动电动工作台位置控制系统工作台位置控制系统传感器1被控对象传感器2比较元件执行元件放大元件指令元件电动力元件电动力元件控制框图控制框图控制框图控制框图扰扰 动动指令指令指令指令电位器电位器电位器电位器反馈反馈反馈反馈电位器电位器电位器电位器可控硅可控硅可控硅可控硅电源电源电源电源I I I I电放大电放大电放大电放大KaKaKaKaE E E EUiE-电压电压电压电压比较比较比较比较UPKaKaKaKa被控被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工作台工作台工作台工作台指令指令Xi电机电机控制系统组成：被控对象指令元件比较元件指令传感器反馈传感器动力元件（可控硅、电机）将液压动力元件（伺将液压动力元件（伺服阀、缸）换成电动服阀、缸）换成电动力元件（可控硅与电力元件（可控硅与电动机）动机）三、采用三、采用力比较力比较的的液压液压工作台位置控制系统工作台位置控制系统指令传感器指令传感器K1反馈传感器反馈传感器K2F1F2F1=Xi*K1F2=Xp*K2比较元件比较元件比较元件比较元件1 1 1 1K1+K2K1+K2K1+K2K1+K2力比较力比较力比较力比较XiK1K1K1K1指令传感器指令传感器K2K2K2K2反馈传反馈传感器感器x xv vDFF1F1-F2F2伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀XP液压动力元件液压动力元件控制框图控制框图控制框图控制框图 采用力比采用力比较方式，用弹簧较方式，用弹簧作为位移作为位移-力传力传感器，以阀芯作感器，以阀芯作为力比较元件。为力比较元件。扰扰 动动液液液液压缸压缸压缸压缸1 1 1 1K1+K2K1+K2K1+K2K1+K2DF-力比较力比较力比较力比较KaKaKaKa被控被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工作台工作台工作台工作台指令指令XiF1F1F2F2指令指令指令指令传感器传感器传感器传感器K1K1K1K1指令传感器指令传感器反馈反馈反馈反馈传感器传感器传感器传感器K2K2K2K2反馈传反馈传感器感器伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀液压能源液压能源液压能源液压能源x xv v四、采用四、采用直接位置比较直接位置比较的的液压液压工作台位置控制系统工作台位置控制系统指令元件与阀芯相连指令元件与阀芯相连受控对象与阀套相连受控对象与阀套相连Xi=X芯芯Xp=X套套阀芯与阀套阀芯与阀套阀芯阀套直接位置比较阀芯阀套直接位置比较阀芯阀套直接位置比较阀芯阀套直接位置比较Xv-位置比较位置比较位置比较位置比较XiX芯芯X套套1 1 1 1指令与阀连指令与阀连1 1 1 1对象与阀套连对象与阀套连伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀XP阀芯与阀套阀芯与阀套控制框图控制框图控制框图控制框图采用阀芯阀采用阀芯阀套直较方式套直较方式扰扰 动动液液液液压缸压缸压缸压缸Xv-位置比较位置比较位置比较位置比较KaKaKaKa被控被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工作台工作台工作台工作台指令指令XiX芯芯X套套1 1 1 1指令传感器指令传感器1 1 1 1反馈传反馈传感器感器伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀五、液压伺服与比例控制系统的组成n 液压伺服与比例控制系统由以下一些基本元件组成：n输入元件：也称指令元件，它给出输入信号(指令信号)加于系统的输入端，是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电位器或计算机等。n反馈测量元件：测量系统的输出并转换为反馈信号。这类元件也是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。n比较元件：将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。n放大转换元件：将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压力)。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀等。n执行元件：产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。如液压缸与液压马达等。n控制对象：被控制的机器设备或物体，即负载。n其它：各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装置。1.2 液压伺服与比例控制的分类一、按系统输入信号的变化规律分类n定值控制系统：当系统输入信号为定值时称为定值控制系统。n程序控制系统：系统的输入信号按预先给定的规律变化时，称为程序控制系统n伺服系统：也称随动系统，其输入信号是时间的未知函数，而输出量能够准确、快速地复现输入量的变化规律。二、按被控物理量的名称分类 位置伺服控制系统、速度伺服控制系统、其它物理量的控制系统。三、按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式分类 节流式控制(阀控式)系统：阀控液压缸系统与阀控液压马达系统 容积式控制系统：伺服变量泵系统与伺服变量马达系统。四、按信号传递介质的形式分类 机械液压伺服系统、电气液压伺服系统与气动液压伺服系统等。1.3 液压伺服与比例控制系统的优缺点 （一）、液压伺服控制的优点(1)液压元件的功率重量比与力矩-惯量比大 可以组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。(2)液压动力元件快速性好，系统响应快。(3)液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。（二）、液压伺服控制的缺点(1)液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。(2)油温变化时对系统的性能有很大的影响。(3)当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时容易引起外漏，造成环境污染。(4)液压元件制造精度要求高，成本高。(5)液压能源的获得与远距离传输都不如电气系统方便。1.4 液压伺服与比例控制系统的发展与应用 液压伺服控制是一 门新兴的科学技术。它不但是液压技术的一个重要分支而且也是控制领域中的一个重要组成部分。在第一次与第二次世界大战期间及以后，由于军事工业的刺激，液压伺服控制因响应快、精度高、功率重量比大等特点而受到特别的重视，特别是近几十年，随着整个工业技术的发展，促使液压伺服与比例控制得到迅速发展，使这门技术元论在元件与系统分面，还是在评论与应用方面都日趋完善与成熟，形成一门新兴的科学技术。目前，液压伺服系统特别是电液伺服系统已成为武器自动化与工业自动化的一个重要方面。在国防工业与一般工业领域都得到了广泛应用。