液压伺服系统控制PPT.ppt

液压伺服控制液压伺服控制Hydraulic Servo Control第一章第一章 绪论绪论Introduction of Hydraulic Servo Control1-1 液液压压伺服控制定伺服控制定义义伺服控制伺服控制控制物体的位置、方向、姿态，并能追踪任意控制物体的位置、方向、姿态，并能追踪任意控制物体的位置、方向、姿态，并能追踪任意控制物体的位置、方向、姿态，并能追踪任意变化之目标的控制系統。变化之目标的控制系統。变化之目标的控制系統。变化之目标的控制系統。（JISJIS）液液压伺服控制压伺服控制液压伺服控制系统是以液压动力元件作驱动装液压伺服控制系统是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统。在这种系统中，输出量置所组成的反馈控制系统。在这种系统中，输出量(位移、速度、力等位移、速度、力等)能够自动地、快速而准确地复能够自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。同时。还对输入信号进行功现输入量的变化规律。同时。还对输入信号进行功率放大，因此也是一个功率放大装置。率放大，因此也是一个功率放大装置。滑阀是转换放大元件，它将输入的机械信号滑阀是转换放大元件，它将输入的机械信号(阀芯位阀芯位移移)转换成液压信号转换成液压信号(流量、压力流量、压力)输出，并加以功率放输出，并加以功率放大。液压缸是执行元件，输入是压力油的流量，输出大。液压缸是执行元件，输入是压力油的流量，输出是运动速度是运动速度(或位移或位移)。滑阀阀体与液压缸体刚性连结。滑阀阀体与液压缸体刚性连结在一起，构成反馈回路。因此，这是个闭环控制系统。在一起，构成反馈回路。因此，这是个闭环控制系统。液液压伺服控制系统方块图压伺服控制系统方块图图图1.1 液压伺服控制系统方块图液压伺服控制系统方块图 液压伺服控制具有下列之特性液压伺服控制具有下列之特性 可多方用于不同控制系统可多方用于不同控制系统。以小能量的输入指令经放大后而得到以小能量的输入指令经放大后而得到 大的输出大的输出。是一种具有反馈（是一种具有反馈（Feed Back）控制）控制。可控制受控系统的动作、速度或出力。可控制受控系统的动作、速度或出力。对目标值可作广范的变化对目标值可作广范的变化。开回路与闭回路控制开回路与闭回路控制图1.4(a)传统之开回路液压控制系统 传统点到点闭回路液压控制系统传统点到点闭回路液压控制系统 闭回路液压伺服机构闭回路液压伺服机构 图是泵控式电液速度控制系统的原理图。该系统的液压动力元件由变量泵和液压马达组成，变量泵既是液压能源又是液压控制元件。泵控式电液速度控制系统的工作原理方块图反馈反馈之形式之形式 位置、速度、加速度、流量和压力位置、速度、加速度、流量和压力 输入讯号与输出讯号关系液压伺服位置控制系统液压伺服速度控制系统液压伺服速度控制系统微机液压伺服控制系统液压伺服系统组成输入元件反馈测量元件比较元件放大转换元件执行元件控制对象伺服控制应用实例伺服控制应用实例图图1.15 液压伺服控制之车床靠模加工系统液压伺服控制之车床靠模加工系统 图图1.16 CNC数值控制机台数值控制机台X、Y轴轴向运动控制系统轴轴向运动控制系统 1.17 射出成型机射出压力控制系统射出成型机射出压力控制系统 图图1.18 轧钢厚度控制轧钢厚度控制 图图1.19 动力辅助转向系統动力辅助转向系統 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。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。ABS（Anti-Lock Brake System）防锁死煞车系统防锁死煞车系统 主动式悬吊系统主动式悬吊系统 船舶操控系统船舶操控系统1 船舶操控系统船舶操控系统2 飞行操控系统飞行操控系统液压伺服系统应用实例液压伺服系统应用实例防爆机器人防爆机器人飞弹射控系统飞弹射控系统 太空梭太空梭 3D动态模拟器动态模拟器 动感电影院动感电影院 动态飞行模拟器动态飞行模拟器 手臂式升降平台手臂式升降平台 点焊机器人点焊机器人 雷射机械手追踪系统雷射机械手追踪系统 大白天，大白天，大白天，大白天，还吃饱了就睡还吃饱了就睡还吃饱了就睡还吃饱了就睡