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液压伺服系统简介

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-08-14 08:53:00【

 液压伺服系统是使系统的输出量,如位移、速度或力等,能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化,与此同时,输出功率被大幅度地放大。

 液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。

 电液伺服系统通过使用电液伺服阀,将小功率的电信号转换为大功率的液压动力,从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。

 液压传动中具有随动作用的液压自动控制系统。在这种系统中,大功率的液压元件(包括液压伺服阀和液压执行元件) 跟随小功率的指令信号元件动作。执行元件所控制的通常是位置、速度等机械量。指令信号元件又称参考信号元件,它发出代表位置、速度或其他量的指令信号。大功率与小功率之比可以达几百万倍以上。液压伺服系统是反馈控制系统,反馈回来代表实际状态的信号与指令信号比较,得到误差信号,如果误差不是零,便进行调节

 液压伺服系统通常应包括:实际状态的测量反馈元件;小功率指令信号的传递元件和大功率液压执行元件;期望状态和反馈状态的比较元件;差值信号的放大元件。液压伺服系统分为机械液压伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。它们的指令信号分别为机械信号、电信号和气压信号。电液伺服系统因电气控制灵活而得到广泛的应用;气液伺服系统用于防爆的环境或容易获得气压信号的场合。液压伺服系统应具有必要的性能:工作稳定;对指令信号反应快;稳态误差小;对干扰不敏感。液压伺服系统是自动控制系统中应用最广泛的一种。在精密加工的定位系统中,液压伺服系统能保证小于0.1微米的加工误差。 

液压伺服系统的组成:

 液压伺服系统是由液压动力机构和反馈机构组成的闭环控制系统﹐分为机械液压伺服系统和电气液压伺服系统(简称电液伺服系统)两类。其中﹐机械液压伺服系统应用较早﹐主要用於飞机的舵面控制和机床仿型装置上。随著电液伺服阀的出现﹐电液伺服系统在自动化领域占有重要位置。很多大功率快速响应的位置控制和力控制都应用电液伺服系统﹐如飞机﹑导弹的舵机控制系统﹐船舶的舵机系统﹐雷达﹑大炮的随动系统﹐轧钢机械的液压压下系统﹐机械手控制和各种科学试验装置(飞行模拟转台﹑振动试验台)等。   

液压伺服系统的优点可归纳成下列几点:

 (1)液压执行机构的动作快,换向迅速。就流量——速度的传递函数而言,基本上是一个固有频率很大的振荡环节,而且随着流量的加大和参数的最佳匹配可以使固有频率增大到和电液伺服阀的固有频率相比。电液伺服阀的固有频率一般在100HZ以上,因而液压执行机构的频率响应是很快的,而且易于高速启动、制动和换向。与机电系统执行机构相比,固有频率通常较高。

 (2)液压执行机构的体积和重量远小于相同功率的机电执行机构的体积和重量。因为随着功率的增加液压执行机构(如阀、液压缸或马达)的体积和重量的增加远比机电执行机构增加的慢,这是因为前者主要靠增大液体流量和压力来增加功率,虽然动力机构的体积和重量也会因此增加一些,但却可以采用高强度和轻金属材料来减少体积和重量。

 (3)液压执行机构传动平稳、抗干扰能力强,特别是低速性能好,而机电系统的传递平稳性较差,而且易受到电磁波等各种外干扰的影响。

 (4)液压执行机构的调速范围广,功率增益高。

液压伺服系统的缺点可归纳成下列几点:

 (1)液压信号传递速度慢不易进行校正,而电信号则是按光速来传递信息,而且易于综合和校正。但是电液伺服系统由于在功率级以前采用了电信号,因而不存在这一缺点,而且在某种意义讲这种系统具备了电、液两类伺服的优点。

 (2)液压伺服系统的结构复杂、加工精度高,因而成本高。

 (3)液体的体积弹性模数随温度和混入油中的空气含量而变。当温度变化时对系统性能有显着影响。与此相反,温度对气体的体积弹性模数影响很小,因此对气动控制系统的工作性能影响不大。温度对液体的粘度影响很大,低温时摩擦损失增大;高温时泄漏增加,并容易产生气穴现象。

 (4)漏油是液压系统的弱点,它不仅污染环境,而且容易引发火灾。液压油易受污染,并可造成执行机构堵塞。

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