1、.電液位置伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法電液位置伺服系統(tǒng)是最基本和最常用的一種液壓伺服系統(tǒng)，如機(jī)床工作臺(tái)的位置、板帶軋機(jī)的板厚、帶材跑偏控制、飛機(jī)和船舶的舵機(jī)控制、雷達(dá)和火炮控制系統(tǒng)以及振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)等。在其它物理量的控制系統(tǒng)中，如速度控制和力控制等系統(tǒng)中，也常有位置控制小回路作為大回路中的一個(gè)環(huán)節(jié)電液位置伺服系統(tǒng)主要是用于解決位置跟隨的控制問題，其根本任務(wù)就是通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)被控量對給定量的及時(shí)和準(zhǔn)確跟蹤，并要具有足夠的控制精度。電液伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是衡量一套電液伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試水平的重要指標(biāo)。它由電信號處理裝置和若干液壓元件組成，元件的動(dòng)態(tài)性能相互影響，相互制約及系統(tǒng)本身所包含的非線性，致使其動(dòng)態(tài)性

2、能復(fù)雜。因此，電液伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真受到越來越多的重視。 液壓伺服系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)步驟分析整理所需的設(shè)計(jì)參數(shù)，明確設(shè)計(jì)要求；擬定控制方案，構(gòu)成控制系統(tǒng)原理圖；確定動(dòng)力元件參數(shù)（如供油壓力、執(zhí)行元件規(guī)格、伺服閥容量）和其他組成元件；分析計(jì)算系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性，確定回路放大系數(shù)和設(shè)計(jì)校正措施等。根據(jù)技術(shù)要求設(shè)計(jì)出系統(tǒng)以后，需要檢查所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否滿足全部性能指標(biāo)，如不滿足，可通過調(diào)整參數(shù)或改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（即校正）等方法重復(fù)設(shè)計(jì)過程，直至滿足要求為止。因?yàn)樵O(shè)計(jì)是試探性的，所以設(shè)計(jì)方法具有很大的靈活性，在設(shè)計(jì)中結(jié)合MATLAB的SIMULINK軟件進(jìn)行仿真，對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和可靠性作進(jìn)一步驗(yàn)證，

3、最終可以得出比較可靠的電液伺服系統(tǒng)。(一) 組成控制系統(tǒng)原理圖由于系統(tǒng)的控制功率比較小、工作臺(tái)行程比較大，所以采用閥控液壓馬達(dá)系統(tǒng)。系統(tǒng)方塊原理如圖1（二）由靜態(tài)計(jì)算確定動(dòng)力元件參數(shù)，選擇位移傳感器和伺服放大器1繪制負(fù)載軌跡圖負(fù)載力由切削力，摩擦力和慣性力三部分組成。摩擦力具有“下降”特性，為了簡化，可認(rèn)為與速度無關(guān)，是定值，取最大值= 1500N 慣性力按最大加速度考慮 假定系統(tǒng)是在最惡劣的負(fù)載條件下工作(即所有負(fù)載力都在存在，且速度最大)下工作，則總負(fù)載力為400+1500+800=2700N2.選取供油壓力 3.求取液壓馬達(dá)排量 設(shè)齒輪減速比，絲杠導(dǎo)程，則所需液壓馬達(dá)力矩為 取，則液壓馬

4、達(dá)弧度排量為液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)排量為計(jì)算出的液壓馬達(dá)排量需標(biāo)準(zhǔn)化。按選取的標(biāo)準(zhǔn)化值再計(jì)算負(fù)載壓力值。本例液壓馬達(dá)排量計(jì)算符合標(biāo)準(zhǔn)化。4.確定伺服閥規(guī)格 液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速為 所以負(fù)載流量為此時(shí)伺服閥的壓降為 考慮到泄漏等影響，將增大15%，取= 3.4L/min 。根據(jù)和，查得額定流量為6L/min 的閥可以滿足要求，該閥額定電流為 5.選擇位移傳感器增益 ， 放大器增益確定(三)計(jì)算系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)1.確定各組成元件的傳遞函數(shù)，畫出系統(tǒng)的方塊圖 因?yàn)樨?fù)載特性沒有彈性負(fù)載，因此液壓馬達(dá)和負(fù)載的傳遞函數(shù)為 工作臺(tái)的質(zhì)量折算到液壓馬達(dá)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 考慮到齒輪，絲杠和液壓馬達(dá)的慣量。取=，并取液壓馬達(dá)的容

5、積 ，則液壓的固有頻率為假定阻尼比僅由閥的流量壓力系數(shù)產(chǎn)生。零位流量壓力系數(shù)可計(jì)算取得。取， ，=Pa，得伺服閥的傳遞函數(shù)有樣本查得 額定流量=6L/min 的閥的供油壓力時(shí)，空載流量所以閥的額定流量增益。則伺服閥的傳遞函數(shù)為 位移傳感器和放大器的動(dòng)態(tài)特性可以忽略，其傳遞函數(shù)可以用它們的增益表示。傳感器增益為 放大器增益為 A/V減速齒輪與絲杠的傳遞函數(shù)為 根據(jù)以上確定的傳遞函數(shù)，可畫出機(jī)床工作臺(tái)液壓伺服系統(tǒng)的方塊圖，如圖5所示 圖5數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)液壓伺服系統(tǒng)方塊圖2.繪制系統(tǒng)開環(huán)伯德圖并根據(jù)穩(wěn)定性確定開環(huán)增益 由方塊圖5繪制=1時(shí)的開環(huán)伯德圖，見圖6.。然后將圖中零分貝線下移至，使相位欲量，此時(shí)增益欲量,穿越頻率，開環(huán)增益 1/S 由方塊圖5得開環(huán)增益 1/s=504 1/s所以放大器增益為3.求閉環(huán)系統(tǒng)的頻寬由圖6所示的開環(huán)伯德圖，通過尼克爾斯圖可以求得系統(tǒng)的閉環(huán)伯德圖，如下圖7所示由該圖可得閉環(huán)系統(tǒng)的頻寬為四計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 對于干擾來說，系統(tǒng)是零型的。啟動(dòng)和切削即不處于同一動(dòng)作階段，靜摩擦干擾就不必考慮。伺服放大器的溫度零漂（0.5%1%）,伺服閥零漂和滯環(huán)（1%2%），執(zhí)行元件的不靈敏區(qū)（0.5%1