1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電液伺服系統(tǒng) 電液伺服系統(tǒng)是一種由電信號處理裝置和液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)組成的。根據(jù)輸入信號的形式不同，又可分為模擬伺服系統(tǒng)和數(shù)字伺服系統(tǒng)兩類。下面對模擬伺服系統(tǒng)和數(shù)字伺服系統(tǒng)作一簡單的說明。模擬伺服系統(tǒng) 在模擬伺服系統(tǒng)中，全部信號都是連續(xù)的，如圖1所示。在此系統(tǒng)中，輸入信號、反饋信號、偏差信號以及其放大、校正都是連續(xù)的模擬量。電信號可以是直流量，也可以是交流量。直流量和交流量相互轉(zhuǎn)換可以通過或完成。模擬伺服系統(tǒng)重復(fù)精度高，但分辨能力較低(絕對精度低)。伺服系統(tǒng)的精度在很大程度上取決于檢測裝置的精度，而模擬式檢測裝置的精度一般低于數(shù)字式檢測裝置，所以模擬伺服系統(tǒng)分辨能力低于數(shù)字

2、伺服系統(tǒng)。另外模擬伺服系統(tǒng)中微小信號容易受到噪聲和的影響，因此當(dāng)輸入信號接近或小于輸入端的噪聲和零漂時(shí)，就不能進(jìn)行有效的控制了。圖1 模擬伺服系統(tǒng)方塊圖數(shù)字伺服系統(tǒng) 在數(shù)字伺服系統(tǒng)中，全部信號或部分信號是離散參量。因此數(shù)字伺服系統(tǒng)又分為數(shù)字伺服系統(tǒng)和數(shù)字模擬伺服系統(tǒng)兩種。在全數(shù)字伺服系統(tǒng)中，動(dòng)力元件必須能夠接收數(shù)字信號，可采用或電液。數(shù)字模擬混合式伺服系統(tǒng)如2所示。發(fā)出的指令脈沖與反饋脈沖相比較后產(chǎn)生數(shù)字偏差，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)化器把信號變?yōu)槟M偏差電壓，后面的動(dòng)力部分不變，仍是模擬元件。系統(tǒng)輸出通過數(shù)字檢測器(即)變?yōu)榉答仭D2 數(shù)字伺服系統(tǒng)方塊圖數(shù)字伺服系統(tǒng)有很高的絕對精度，受模擬量的噪聲和零漂的影

3、響很小。當(dāng)要求較高的絕對精度，而不是重復(fù)精度時(shí)，常采用數(shù)字模擬系統(tǒng)。從經(jīng)濟(jì)性可靠性方面來看，簡單的伺服系統(tǒng)采用采用模擬型控制為宜。系統(tǒng)特點(diǎn)及使用場合 電液伺服系統(tǒng)綜合了電氣和液壓兩方面的優(yōu)點(diǎn)，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實(shí)現(xiàn)各種參量的反饋等優(yōu)點(diǎn)。因此，在負(fù)載質(zhì)量大又要求響應(yīng)速度快的場合最為適合，其應(yīng)用已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，比如飛機(jī)與船舶的控制、雷達(dá)與火炮的控制、的位置控制、板帶的板厚控制、電爐冶煉的電極位置控制、各種飛機(jī)車?yán)锏哪M臺的控制、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制、及其他實(shí)驗(yàn)機(jī)的壓力控制等等。電液位置伺服系統(tǒng)分析 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)。當(dāng)

4、采用電位器作為指令裝置和反饋測量裝置，就可以構(gòu)成直流電液位置伺服系統(tǒng)。采用自整角機(jī)或旋轉(zhuǎn)變壓器作為質(zhì)量裝置和反饋測量裝置，就可以構(gòu)成交流電液位置伺服系統(tǒng)。圖3是一個(gè)典型的電液位置。圖中反饋與指令電位器接成。反饋電位器滑臂與控制對象相連，其作用是把控制對象位置的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。反饋電位器與指令電位器滑臂間的電位差（反映控制對象位置與指令位置的偏差）經(jīng)放大器放大后，加于轉(zhuǎn)換為液壓信號，以推動(dòng)，驅(qū)動(dòng)控制對象向消除偏差方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)偏差為零時(shí)，停止驅(qū)動(dòng)，因而使控制對象的位置總是按指令電位器給定的規(guī)律變化。圖3 電液位置伺服系統(tǒng)圖 電液伺服系統(tǒng)中常用的位置有、和等。放大器為提供所需要的驅(qū)動(dòng)電流。電液

5、伺服閥的作用是將小的電信號轉(zhuǎn)換為閥的運(yùn)動(dòng)，以控制流向液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的流量和壓力。因此，既是電液轉(zhuǎn)換元件又是功率放大元件，它的性能對系統(tǒng)的特性影響很大，是電液伺服系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件。液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)由液壓控制元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制對象組成。液壓控制元件常采用或伺服。常用的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)有液壓缸和。液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性在很大程度上決定了電液伺服系統(tǒng)的性能。 (1)油液流量的控制,由圖4可知，在平衡位置（i=0，P=0，q=0）附近的比例閥線性化流量方程: q=K1i-K2P q流入油缸的油液流量（L/min） i直流力矩馬達(dá)電樞電流（mA） P活塞左右兩邊的壓力差（Pa）圖4 油液流量圖 (2)伺服油缸流量

6、連續(xù)性方程： q=q0+qL+qc q0=Ady/dt推動(dòng)活塞移動(dòng)的有效流量；A活塞的有效面積；y活塞位移 qL=LP活塞與油缸內(nèi)壁縫隙間的泄露流量；L泄露系數(shù) qc=V/(4b)dP/dt油液的壓縮量；V液壓油缸的等效壓縮體積； b系統(tǒng)有效容積彈性模量 首先分析伺服閥-油缸組合模型，其方塊圖如下：圖5 伺服閥-油缸組合方塊圖 (3) 電液伺服閥的傳遞函數(shù) 傳遞函數(shù)為: W ( s) = Q ( s) /I ( s) =Ks /( S2 /+ 2 s /+ 1) 或 W ( s) = Q ( s) /I ( s) =Ks /(TS+ 1) 式中: Ks 為電液伺服閥增益, Q 為輸出流量, I

7、 為輸入電流, Ws 為伺服閥固有頻率, 為 伺服閥的阻尼比, Ts 為伺服閥的時(shí)間常數(shù) (4)由電液平衡方程： (5)活塞受力平衡方程: 進(jìn)而求出： 負(fù)載F=0時(shí)： 考慮彈性負(fù)載，傳遞函數(shù)可以表達(dá)為： 考慮彈性負(fù)載，傳遞函數(shù)可以表達(dá)為： 式中： -液壓阻尼比 -滯后頻率 -轉(zhuǎn)折頻率 -綜合阻尼比 -液壓阻尼系數(shù) -缸漏后壓力增益 （6）位置伺服系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)圖6 電液位置伺服系統(tǒng)方塊圖可以得到系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)： 電液伺服控制系統(tǒng)的仿真模型 (1) 電液伺服閥的傳遞函數(shù) 從樣本上查得： Ks=0.0707， Ws=600hz, =0.7 則： 根據(jù)上述傳遞函數(shù)，在matlab中編程，做單位階躍響應(yīng)時(shí)域分析： 根據(jù)上述傳遞函數(shù)，在matlab/simulink，做單位階躍響應(yīng)分析： （2）伺服閥-油缸的傳遞函數(shù)： 為了簡化計(jì)算，取=0 已知：=0.0628m,k=0.65*,=0.2,=1000,=0.0707,=2.58*10m,2.2*10，=7*10，=0.4