第9章1液壓伺服控制系統(tǒng)目錄9.19.29.3液壓伺服控制系統(tǒng)概述液壓伺服閥電液伺服閥9.4液壓伺服控制系統(tǒng)舉例9.1液壓伺服控制系統(tǒng)概述9.1.1液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理及特點液壓泵是系統(tǒng)的動力源，它以恒定的壓力向系統(tǒng)供油，供油壓力由溢流閥調定。伺服閥是控制元件，液壓缸是執(zhí)行元件。伺服閥按節(jié)流原理控制進入液壓缸油液的流量、壓力和流動方向，使液壓缸帶動負載運動。伺服閥閥體與液壓缸缸體剛性連接，從而構成機械反饋控制。1.液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理9.1液壓伺服控制系統(tǒng)概述圖9-1液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理1—伺服閥；2—液壓缸；3—溢流閥；4—液壓泵9.1液壓伺服控制系統(tǒng)概述圖9-2用方塊圖表示的液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理9.1液壓伺服控制系統(tǒng)概述9.1.1液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理及特點（1）液壓伺服系統(tǒng)是一個自動跟蹤系統(tǒng)（或隨動系統(tǒng)），輸出量能夠自動地跟隨輸入量變化規(guī)律而變化。（2）液壓伺服系統(tǒng)是一個有差系統(tǒng)。系統(tǒng)的輸出信號和輸入信號之間存在偏差是液壓伺服系統(tǒng)工作的必要條件，也可以說液壓伺服系統(tǒng)是靠偏差信號進行工作的。2.液壓伺服控制系統(tǒng)的特點9.1液壓伺服控制系統(tǒng)概述9.1.1液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理及特點（3）液壓伺服系統(tǒng)必須具有負反饋環(huán)節(jié)。（4）液壓伺服系統(tǒng)是一個功率放大裝置（系統(tǒng)），執(zhí)行元件輸出的功率遠大于輸入信號的功率，多達幾百倍，甚至幾千倍。伺服控制過程的物理本質是利用偏差信號去控制液壓能源輸到系統(tǒng)的能量，因此液壓伺服裝置一般也稱為液壓伺服放大器。2.液壓伺服控制系統(tǒng)的特點9.1液壓伺服控制系統(tǒng)概述9.1.2液壓伺服控制系統(tǒng)的類型及組成（1）按控制信號的類別和回路的組成，液壓伺服系統(tǒng)分為機液伺服系統(tǒng)、氣液伺服系統(tǒng)和電液伺服系統(tǒng)。（2）按控制元件的不同，液壓伺服系統(tǒng)分為滑閥式、射流管式、噴嘴擋板式和轉閥式。（3）按控制方式不同，液壓伺服系統(tǒng)分為閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。（4）按所控制的物理量，液壓伺服系統(tǒng)分為位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)和力控制系統(tǒng)。1.液壓伺服控制系統(tǒng)的類型9.1液壓伺服控制系統(tǒng)概述9.1.2液壓伺服控制系統(tǒng)的類型及組成圖9-3液壓伺服控制系統(tǒng)的組成2.液壓伺服控制系統(tǒng)的組成9.2液壓伺服閥液壓伺服控制系統(tǒng)是以液壓伺服閥為核心的高精度控制系統(tǒng)。液壓伺服閥是一種通過改變輸入信號，連續(xù)、成比例地控制流量和壓力來進行液壓控制的裝置。常用的伺服閥有滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥，其中以滑閥應用最為普遍。9.2液壓伺服閥9.2.1滑閥滑閥按工作邊數（起控制作用的閥口數）可分為單邊滑閥、雙邊滑閥和四邊滑閥。圖9-4滑閥的工作原理9.2液壓伺服閥9.2.1滑閥滑閥在零位時有三種開口形式：負開口（xv0<0）、零開口（xv0=0）和正開口（xv0>0），如圖9-5所示。零開口閥的控制性能最好，但加工精度要求高；負開口閥有一定的不靈敏區(qū)，較少應用；正開口閥的控制性能較負開口的好，但零位功率損耗較大。圖9-5滑閥在零位時的開口形式9.2液壓伺服閥9.2.2噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥有單噴嘴和雙噴嘴兩種結構形式，它們的工作原理基本相同，圖9-6所示為雙噴嘴擋板閥的工作原理。圖9-6雙噴嘴擋板閥的工作原理1—擋板；2、3—噴嘴；4、5—固定節(jié)流孔9.2液壓伺服閥9.2.2噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥的優(yōu)點是結構簡單，加工方便，擋板運動部件慣性小，位移小，因而反應快，靈敏度高，抗污染能力較滑閥強；缺點是無功損耗大。它常用作多級放大元件中的前置級。9.2液壓伺服閥9.2.3射流管閥射流管閥由射流管1和接受器2組成，如圖9-7所示。圖9-7射流管閥1—射流管；2—接受器9.2液壓伺服閥9.2.3射流管閥射流管閥的優(yōu)點是結構簡單，加工精度要求較低；抗污染能力強，對油液的清潔度要求不高；單級功率比噴嘴擋板閥高。其缺點是受射流力的影響，高壓易產生干擾振動；射流管運動慣量較大，響應不如噴嘴擋板閥快；無功損耗較大。因此，射流管閥適用于低壓小功率的伺服控制系統(tǒng)。9.3電液伺服閥電液伺服閥既是電液轉換元件，又是功率放大元件。它能將很小功率的輸入電信號轉換為大功率的液壓能輸出，是電液伺服控制系統(tǒng)的關鍵元件。9.3電液伺服閥圖9-8典型電液伺服閥的結構原理1—永久磁鐵；2—導磁體；3—銜鐵；4—線圈；5—彈簧管；6—擋板；7—噴嘴；8—滑閥；9—固定節(jié)流孔9.3電液伺服閥當線圈中無信號電流輸入時，銜鐵、擋板和滑閥都處于中間對稱位置，如圖9-8所示。當線圈中有信號電流輸入時，銜鐵被磁化，與永久磁鐵和導磁體形成的磁場合成產生電磁力矩，使銜鐵連同擋板偏轉。擋板的偏轉，使兩噴嘴與擋板之間的縫隙發(fā)生相反的變化，滑閥閥芯兩端壓力pv1、pv2也發(fā)生相反的變化，一個壓力上升，另一個壓力下降，從而推動滑閥閥芯移動。電液伺服閥的工作原理如下：9.3電液伺服閥閥芯移動的同時使反饋桿產生彈性變形，對銜鐵擋板組件產生一反力矩。當作用在銜鐵擋板組件上的電磁力矩與彈簧管反力矩、反饋桿反力矩達到平衡時，滑閥停止運動，保持在一定的開口上，有相應的流量輸出。由于銜鐵、擋板的轉角，滑閥的位移都與信號電流成比例變化，在負載壓差一定時，閥的輸出流量也與輸入電流成比例。輸入電流反向，輸出流量亦反向。所以，這是一種流量控制電液伺服閥。電液伺服閥的工作原理如下：9.4液壓伺服控制系統(tǒng)舉例機液伺服系統(tǒng)主要用來進行位置控制。由于它結構簡單、工作可靠、使用維修也比較容易，因而被廣泛地用于飛機舵面操縱系統(tǒng)、汽車動力轉向裝置、液壓仿形機床等。9.4.1機液伺服系統(tǒng)9.4液壓伺服控制系統(tǒng)舉例圖9-9液壓仿形刀架1—工件；2—車刀；3—刀架；4—導軌；5—拖板；6—缸體；7—閥體；8—杠桿；9—伺服閥閥芯；10—觸銷；11—樣板；12—過濾器；13—液壓泵9.4液壓伺服控制系統(tǒng)舉例電液伺服控制系統(tǒng)是由電的信號處理部分和液壓的功率輸出部分組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于電檢測器的多樣性，可以組成許多物理量的閉環(huán)控制系統(tǒng)。最常見的是電液位置伺服系統(tǒng)、電液速度控制系統(tǒng)和電液力或力矩控制系統(tǒng)。電液伺服控制系統(tǒng)綜合了電和液壓兩方面的優(yōu)勢，具有控制精度高、響應速度快、信號處理靈活、輸出功率大、結構緊湊和重量輕等優(yōu)點，并且得到了廣泛的應用。9.4.2電液伺服控制系統(tǒng)9.4液壓伺服控制系統(tǒng)舉例9.4.2電液伺服控制系統(tǒng)圖9-10電液位置伺服系統(tǒng)的工作原理及方塊圖1—電液伺服閥；2—液壓缸；3—工作臺；4—反饋電位器；5—指令電位器；6—電放大器1.電液位置伺服系統(tǒng)9.4液壓伺服控制系統(tǒng)舉例9.4.2電液伺服控制系統(tǒng)圖9-11電液速度控制系統(tǒng)的工作原理及方塊圖1—測速發(fā)電機；2—位移傳感器；3—電放大器；4—電液伺服閥；5—變量液壓缸；6—變量泵；7—定量馬達；8—滾筒2.電液速度控制系統(tǒng)9