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液压控制系统总复习
第一章: 绪论
1.传动系统与控制系统主要区别
2.控制系统组成
3.液压动力机构
4.液压控制系统分类
1)
2)
3)
4)
5.特点
优点: 功率-重量比、 扭矩-惯量比大
频带宽
抗干扰能力强
润滑、 散热好
缺点: 加工精度高, 成本高
泄漏
油污染, 液压源传输不如电方便
第二章: 液压控制阀
一、 结构及分类
1.圆柱滑阀
四通、 三通、 两通
零开口、 正开口、 负开口
四边、 双边、 单边
2.喷嘴挡板阀
单喷嘴
双喷嘴
3.射流管阀
二、 液压控制阀定义
凡输入量为机械量, 输出量是与输入量成比例变化的流量、 压力的元件, 称为液压控制阀。
三、 作用
信号转换
功率放大
控制作用
四、 滑阀分析
1.假设条件
2.稳态特性方程

3.无因次稳态特性方程
4.压力-流量特性曲线
5.稳态特性方程线性化
、 、 三个阀系数
6.液动力计算
稳态液动力
瞬态液动力、 阻尼长度
五、 正开口四通阀
同上
六、 三通阀
同上
七、 双喷嘴挡板阀
多压力特性分析
三个阀系数求取有不同
第三章: 液压动力机构
一、 定义、 分类、 特点
组合四种
控制元件: 液压控制阀、 伺服变量泵
执行元件: 液压缸、 液压马达
二、 阀控缸动力机构
1.基本方程

三、 传递函数方块图
四、 传递函数

1.液压弹簧

2.液压固有频率
、 、 、 、 、
3.传递函数化简
1)情况
条件
;

2)情况
条件,

3)两种特殊情况
,
五、 主要性能参数分析
1.
2.
3.
4.
5.
六、 频率响应
,
七、 动态刚度特性
八、 泵控马达动力机构
1.基本方程

2.传递函数及化简
同前
3.与阀控缸比较
1)效率高
2)响应不如阀控缸
3)增益恒定, ,
九、 阀控马达
十、 三通阀控制液压缸
九、 动力机构参数选择
1.负载折算方法
2.负载轨迹
描述负载力与负载速度间关系的图解曲线
典型负载轨迹
3.动力机构输出特性
最大功率点是,
4.负载匹配
最佳匹配

5.近似计算
、 同时出现
第四章: 电液伺服阀
一、 作用
二、 结构及工作原理
力反馈式
两级滑阀式
三、 分类
单级
两级
三级
四、 线圈接法
五、 传递函数
六、 静态方程

七、 选择方法
第五章: 电液位置伺服系统
一、 典型电液位置系统
, ,
系统开环

1.稳定性
2.闭环
3.瞬态响应
二、 误差分析
1.稳态误差
2.静态误差
三、 典型电液位置系统特点
四、 具有弹性负载电液位置系统
1.

2.特点
液压控制系统总复习
第1章 绪论
1、 传动系统与控制系统的主要区别
2、 控制系统的组成
3、 液压动力机构
4、 液压控系统的分类
（1） 机～液、 电～液、 气～液
（2） 阀控系统、 泵控系统
（3） 位置控制系统、 速度控系统、 力控制系统。
（4） 随动系统、 恒值系统
5、 特点
优点: 功率～重量比、 扭矩～惯量比大, 频带宽, 抗干扰能力强, 润滑、 散热性好。
缺点: 加工精度高, 成本高。泄漏, 污染, 液压源传输不太方便。
第2章 液压控制阀
2.1结构及分类
1、 圆柱滑阀
四通、 三通、 两通, 零开口、 正开口、 负开口, 四边、 双边、 单边。
2、 喷嘴～挡板阀
单喷嘴, 双喷嘴
3、 射流管阀
2.2 液压控制阀
输入为机械量, 输出是以输入量成正比变化的液压量( 流量、 压力) 的控制元件称为液压阀。
2.3 作用
液压控制阀的作用为: 信号转换、 功率放大、 控制作用。
2.4 滑阀
1、 假定条件
2、 稳定方程

3、 无因次稳态方程
4、 压力～流量特性方程曲线
5、 稳态特性方程的线性化
6、 液动力的计算
瞬态液动力、 稳态液动力、 阻尼长度概念。
2.5正开口阀
同上
2.6 `喷嘴～挡板阀
第3章 液压动力机构
3.1 定义、 分类、 特点
控制元件: 液压控制阀、 伺服变量泵、 执行元件: 液压缸、 液压马达。
3.2 阀控缸动力机构
1、 基本方程

2、 力机构方块图

3.3传递函数

1、 液压刚度

2、 压固有频率、 阻尼比
液压固有频率、 液压阻尼比, 动力机构固有频率, 动力机构阻尼比、 机械固有频率、 机械阻尼比。
3、 传递函数的化简
（1） 负载弹簧刚度为零( ) 时的传递函数的化简
化简条件: 〈〈1
传递函数能够化简为

式中:
=

若较小, 阻尼比为

（2） 负载弹簧刚度不为零( ) 时的传递函数的化简
化简条件:
、

式中
,

～液压弹簧刚度与液压阻尼之比
～负载刚度与阻尼系数之比。
～液压弹簧刚度和负载弹簧串联耦合时的刚度与阻尼系数之比。
它们存在如下关系

4、 主要性能参数分析
、 、 、 、
5、 频率特性分析
(1)

(2)

6、 动态刚度

7、 泵控马达动力机构
（1） 基本方程

（2） 传递函数
同前

( 3) 与阀控缸比较
效率高、 增益稳定, 但响应不如阀控缸快。
8、 动力机构参数选择
（1） 负载轨迹
描述负载力与负载速度间关系的图解曲线称为负载轨迹。
（2） 负载折算方法
（3） 动力机构输出特性曲线

最大功率点在: ,
（4） 负载匹配
最佳匹配为
,
第4章 电液伺服阀
一、 作用
二、 结构及工作原理
力反馈式, 两级滑阀
三、 分类
四、 线圈的接法
并联、 串联、 差动连接
五、 传递函数
六、 静态方程

七、 选择方法
第5章 电液位置伺服系统
5.1典型电液位置伺服系统
、 、 时, 系统的开环传递函数为

式中:
稳定性分析要求:
闭环特性:
瞬态响应:
5.2误差分析
稳态误差分析、 静态误差分析。
要求总的静态误差小于系统所允许的误差的一半。
5.3典型伺服系统的特点
1、 载主要是惯性负载, 弹性负载等于零。
2、 伺服阀、 伺服放大器、 检测元件频带宽度远大于液压固有频率。
3、 不加校正, 利用液压动力机构固有特性能够满足系统性能要求。
4、 开环频率特性
5、 系统固有部分由比例、 积分、 二阶振荡环节组成

1、 统开环增益随伺服阀流量增益变化而变化, 系统开环博德图幅频特性上下浮动。
2、 二阶振荡环节阻尼比小, 变化范围大。
3、 设计时, 以零位为设计工况点, 这样, 系统最小, 阻尼比最小, 最大, 最不利于系统的稳定, 这种设计思想是一种保守的设计思想, 有利于整个系统在运行中的稳定。
4、 由于阻尼比小, 系统开环相拼裕量大, 接近于90度, 为保证系统有足够的稳定裕量, 主要保证系统的开环幅值裕量。
10、 闭环频率特性
系统频宽定义为( 对应的频率值) :
5.4具有弹性负载的电液伺服系统
1、 开环传递函数

式中:
2、 特点
1、 系统为零型系统, 最低转角为。
2、 与无弹性负载的动力机构系统相比较, 无弹性负载系统中的积分环节变为低频惯性环节。
3、 工作中, 由于偏离零位引起的阀系数、 变化, 造成频率特性的变化。
( 1) 变化、 的变化使幅频特性上下移动。
( 2) 的变化对系统特性有较大的影响, 上升, 增益下降, =上升, 不变, 不变, 上升。有利于系统的稳定。
( 3) 弹性负载的影响
上升, 系统开环增益下降, 上升, 下降, 上升, 上升, 有利于系统的稳定, 但频宽下降, 系统快速性变差。
5.5 电液伺服系统的设计步骤
1、 明确设计要求
1、 系统用途
2、 负载工况
3、 工作条件
4、 其它要求, 可靠性、 电源、 成本等。
5、 性能指标: 精度、 快速性、 过渡过程品质。
2、 方案选择
选择合理方案、 拟定系统大致结构、 系统原理框图。
3、 静态计算
选择动力机构形式与参数, 初步确定系统开环增以, 选择检测元件, 伺服放大器等。
4、 动态计算
1、 列出各控制元件的方程, 求出各控制元件的传递函数。
2、 绘制博德图, 求系统开环、 闭环频率特性, 给出幅值裕度和相角裕度。
3、 完成系统仿真计算, 分析系统动态性能。
4、 计算系统稳态误差、 静态误差, 校核精度。
6、 根据系统要求, 确定系统校正装置, 或改动系统动力机构参数。
5、 确定液压能源装置及能源参数
6、 调试与试验
可进行原理性模拟试验, 半实物或实物试验。

一、 负载匹配
1.阀控缸动力机构, 纯弹性负载, 供油压力, 活塞运动规律( m) , 求满足最佳匹配时A、 。
伺服阀样本给出:
型号
额定压力
额定流量
额定电流
频宽
阻尼比
FF106-63
21MPa
63L/min
15mA
40Hz
0.5
FF106-100
21MPa
100L/min
40mA
40Hz
0.5
选阀并写出伺服阀传递函数( 阀线圈并联连接) 。

2.阀控缸动力机构, 纯质量负载, 供油压力, 活塞运动规律, 求满足最佳匹配时A、 。
伺服阀样本给出:
型号
额定压力
额定流量
额定电流
频宽
阻尼比
FF106-63
21MPa
63L/min
15mA
40Hz
0.5
FF106-100
21MPa
100L/min
40mA
40Hz
0.5
选阀并写出伺服阀传递函数( 阀线圈并联连接) 。

二、 阀计算
1.已知电液伺服阀供油压力时空载额定流量, 求供油压力、 负载压力时的负载流量。
2.已知电液伺服阀当负载压力为供油压力时, 负载流量为, 求负载压力为供油压力时的负载流量。
3.已知阀压降时伺服阀的额定流量, 求供油压力时额定空载流量。
三、 推导题
2.动力机构死区F引起系统静态误差。
3.正开口四通阀无因次稳态特性方程推导。
4.液压弹簧刚度推导。
5.负载折算。

6. 负载折算。

7.、 、 变化时, 动力机构特性曲线如何变化。

8.已知,
画出博德图, 分析增大, 博德图如何变化。
9、 动力机构如图所示, 列写动态方程, 画出以Xv为出入量, Y2为干扰量, Y1为输出量的传递函数方块图。( 15分)

10、 典型电液位置控制系统开环传递函数如下:

画出博德图( 幅频、 相频都画) 并求出稳定条件。( 10分)

四、 概念
1. 提高、 措施
2. 何为正阻尼长度?
3. 液压控制阀主要有几种?
4. 液压控制系统主要优缺点?
5. 液压动力机构主要有几种形式?
6. 伺服阀线圈几种接法
7. 阀控、 泵控动力机构主要特点
8. 为何理解为动态弹簧
9. 动力机构最佳匹配
10. 液压控制阀作用
11. 系统设计时为何用零位阀系数、
12. 为何
13. 阀系数、 、 定义及物理意义
14. 位置系统, 其它条件不变, 当提高, 系统稳定性、 快速性、 稳态误差如何变化
15. 典型电液位置系统与具有弹性负载位置系统, 开环传函形式有何不同