电液伺服控制技术论文资料

1、中国地质大学研究生课程论文封面课程名称 电液伺服控制技术对课程论文的评语:平时成绩：课程论文成绩：总成绩：评阅人签名：注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。摘要本文主要介绍了电液伺服阀的概念、特点、主要类型及发展历史，并搜集并整理了国内 4家电液电液伺服阀生产厂家以及国外4家电液电液伺服阀生产厂家的产品信息。同时，分 析了目前电液伺服阀产品的主要类型，从工艺、性能、品种规格及价格等方面对国内外电液 伺服阀产品进行对比分析。并阐述了电液伺服阀的发展趋势。关键字：电液伺服阀；性能：发展趋势ABSTRACT

2、Tlus paper mauily talks about the concept of the electro-hydiaulic senTo valve, characteristics and tlie development of its history.and collects four domestic appliance electio-hydiaulic proportional valve maiiufactuieis and 4 foreign electiic hydiaulicseivo valvenianufacturers product lnfbnnation.A

3、t tlie same tune,the passage analyses the current main types of electro-hydraulic serx-o valve pioducts.and makes some .Do the compaiison and analysisin terms of teclmology. performance, hill specifications and prices both here and abroad .And describes the development trend of electrohydraulic serx

4、-o valve.Keywords: electro -hydraulic servo valve;chaiacteristics;development uend3目录摘要I II一. 电液伺服阀概论11.1电液伺服阀基本知识11.2伺服阀和比例阀的区别21.3电液伺服阀的发展过程3二. 电液伺服阀国内研究现状52.1北京航空航天电液伺服阀技术中心52.1.1公司简介52.1.2 LDY系列电液伺服阀介绍52.2中国航空工业第六零九研究所102.2.1企业介绍102.2.2 FF系列电液伺服阀介绍112.3九江中船仪表有限贵任公司（四四一厂）182.3.1公司简介182.32SDYG631、

5、CSDY1/CSDY2、CDY1/CDY2 电液伺服阀介绍182.4中国运载火箭技术研究院第十八研究所212.4.1企业简介212.4.2 SFL212A、SFL312、SFL22 系列电液服阀介绍22三. 电液伺服阀国外研究现状273.1美国Moog （穆格）公司273.1.1公司简介273.1.2D633、D634、G761系列电液伺服阀介绍273.2 德国 Bosch 公司333.2.1 德国 Bosch 公司简介333.2.2 Bosch三级电液伺服阀介绍333.3 美国威格士 （Eaton Vickers） 公司343.3.1公司简介343.3.2 SM4-40 伺服阀343.4 口

6、本三菱公司383.4.1公司简介383.4.2 MK 阀介绍39四. 国内外电液伺服阀对比分析414.1国内电液伺服阀对比分析424.2国外电液伺服阀对比分析424.3国内外电液伺服阀技术差异434.4国内外电液伺服阀发展趋势44参考文献47一电液伺服阀概论1.1电液伺服阀基本知识电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件，它能够把微小的电气信号转换成大 功率的液压能（流量和压力）输出。从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。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，输出功率被人幅度地放人。伺服阀输入信号是由电气元件来完成的。电

7、气元件在传输、运算和参量的转换等方面既 快速又简便，而且可以把各种物理量转换成为电量。所以在自动控制系统中广泛使用电气装 置作为电信号的比较、放人、反馈检测等元件：而液压元件具有体积小，结构紧凑、功率放 人倍率高，线性度好，死区小，灵敏度高，动态性能好，响应速度快等优点，可作为电液转 换功率放人的元件。因此，在一控制系统中常以电气为“神经”，以机械为“骨架”，以液 压控制为“肌肉”最大限度地发挥机电、液的长处。电液伺服阀的种类很多，根据它的结构和机能可作如卞分类：1）按液压放人级数，可分为单级伺服阀、两级伺服阀和三级伺服阀，其中两级伺服阀 应用较广。2）按液压前置级的结构形式，可分为单喷嘴挡板

8、式、双喷嘴挡板式、滑阀式、射流管 式和偏转板射流式。3）按反馈形式可分为位置反馈、流量反馈和压力反馈。4）按电-机械转换装置町分为动铁式和动圈式。5）按输出量形式可分为流量伺服阀和压力控制伺服阀。6）按输入信号形式可分为连续控制式和脉宽调制式囚。电液伺服阀本身是一个闭环控制系统，一般由卞列部分组成：（1）电一机转换部分：（2）机一液转换和功率放大部分；（3）反馈部分；（4）电控器部分。人部分伺服阀仅由前三部分组成，只有电反馈伺服阀才含有电控器部分。随着科学技术的突飞猛进，自动控制技术已经渗透到各个领域，并得到了更加广泛的应 用。由于电一液伺服阀能将微弱的电控信号按比例转换成极人的液压功率习，从

9、而使电子技 术同液压技术有机的结合起来。且伺服阀具有控制精度高、响应快、体积小、重量轻，能适 应脉冲调制和模拟屋调制等优点，所以在各种电液伺服控制系统中得到了极广泛的应用，同 时还因伺服阀在控制系统中起着有如“心脏”的作用，因而受到特别重视。电液伺服阀是五 十年代初为适应导弹和空间技术的需要而发展起来的，目前除了用于航空、航天、航海、尖 端武器等军事领域外，随着计算机技术的普及，该产品已广泛应用于冶金、化工、机械制造、 矿山、汽车、电力系统、纺织、塑料、机器人、实验设备以及各种非标系统等领域中。1.2伺服阀和比例阀的区别比例阀多为电气反馈，当有信号输入时，主阀芯带动与之相连的位移传感器运动，当

10、反 馈的位移信号与给定信号相等时，主阀芯停止运动，比例阀达到一个新的平衡位置伺服阀， 阀保持一定的输出习：伺服阀有机械反馈和电气反馈两种，一般电气反馈的伺服阀的频响高，机械反馈的伺服 阀频响稍低，动作过程与比例阀基本相同。区别：一般比例阀的输入功率较大，基本在几百亳安到1安培以上，而伺服阀的输入功 率较小，基本在几十亳安；比例阀的控制精度稍低，滞坏较伺服阀人，伺服阀的控制精度高，但对油液的要求也高。结构上比例阀的阀芯是靠电磁力和液压力及弹簧力来实现平衡的，而伺服阀是靠液压力 来平衡的，所以比例阀在控制人流量高压力上没有优势；还有比例阀最早的产品是开式的， 这应该是为什么叫比例阀的原因；在应用上

11、，伺服阀用的更广，不仅能够用于精确的位置, 速度等控制，还具有随动作用，所以像你开的汽车助力转向就是一个随动伺服系统，这是比 例阀难以实现的。实现油缸上下运动可以通过阀在不同位置而使得油路切换而实现,这样的阀采用普通换 向阀就可以实现了，而伺服或者比例阀的作用是不仅町以控制油缸的方向，还可以精确控制 阀的开度，从而可以精确控制流量（工作状态保持不变卞）回。阀的反馈只能决定阀是否精确到位，而并不能控制系统的状态，因为即使阀的开度准确, 但是真正到作动器内的流量也受到泵压力、管路消耗、负载变化等等多种因素的影响，因而 要实现精确的位置或者速度控制，还需要另外一个避环回路一一系统避坏，针对位置和速度

12、, 现在有成型的速度和位置控制板来实现。比例阀没有了伺服阀的阀芯位置避坏，它是靠较人的、精确控制供给比例阀芯的电流量 来控制相对准确的阀芯位置而简化的设计形式。比例阀不用配固定的作动器，精确实现位置 和速度控制也还是需要系统避环。比例阀和伺服阀电流输入信号抗干扰强，但相应的价格贵点，内部线圈是可以是一个也 有的是两个，很多三位阀只用一个线圈，靠电压反相控制两边位置，三位阀更多的是两个线 圈布置在三位阀的两边，但线圈可以是单独控制，也可以是串联或并联控制。其实比例阀和 伺服阀现在很难区分，可能驱动方式是唯一差别，伺服阀是力矩马达，比例阀是比例线圈， 伺服阀是喷嘴档板，响应高点，比例阀是滑阀，但说

13、到控制精度，比例阀可能还要高点，特 别是在两极反馈阀中，因为先导极的比例阀反馈是电位移传感器，而伺服阀是机械式的反馈 杆，所以在一些参数如重复精度，滞环，线性度比例阀比伺服阀好，但BODE图上的曲线 伺服阀好些比例阀有较人的零位死区（约20%）,而伺服阀则无。从控制来说，比例阀不适合于 位置控制。因此，我调研了为国内外的伺服阀。1.3电液伺服阀的发展过程压控制技术的历史最早可追溯到公元前240年，当时一位古埃及人发明了人类历史上第 一个液压伺服系统一一水钟。然而在随后漫长的历史阶段，液压控制技术一直裹足不前，直 到18世纪末19世纪初，才有一些重大进展。在二战前夕，随着工业发展的需要，液压控制

14、 技术出现了突飞猛进地发展，许多早期的控制阀原理及专利均是这一时代的产物。如： Askania调节器公司及Askaiua-Werke发明及申请了射流管阀原理的专利。同样，Foxboio发 明了喷嘴挡板阀原理的专利。而德国Siemens公司发明了一种具有永磁马达及接收机械及电 信号两种输入的双输入阀，并开创性地使用在航空领域习。在二战末期，伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开坏控制阀。然随着控制理论 的成熟及军事应用的需要，伺服阀的研制和发展取得了巨人成就。1946年，英国Tinsiey获 得了两级阀的专利：Raytheon和Eell航空发明了带反馈的两级阀；MIT用力矩马达替代了 螺线管使

15、马达消耗的功率更小而线性度更好。1950年，W.C.Moog第一个发明了单喷嘴两级 伺服阀。1953年至1955年间,T.H.Carson发明了机械反馈式两级伺服阀;W.C.Moog发明 了双喷嘴两级伺服阀：Wolpm发明了干式力矩马达，消除了原来浸在油液内的力矩马达由 油液污染带来的可靠性问题。1957年RAtcliley利用Askania射流管原理研制了两级射流管 伺服阀。并于1959年研制了三级电反馈伺服阀。1959年2月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了 12页的报道，显示了当时 伺服阀蓬勃发展的状况。那时生产各种类型的伺服阀的制造商有20多家。各生产厂家为了 争夺伺服阀生产的

16、筋权地位展开了激烈地竞争。回顾历史，可以看到最终取胜的几个厂家， 人多数生产具有反馈及力矩马达的两级伺服阀。我们可以看到，1960年的伺服阀已具有现 代伺服阀的许多特点。女口：第二级对第一级反馈形成闭坏控制；采用干式力矩马达：前置级 对功率级的压力恢复通常可达到50%：第一级的机械对称结构减小了温度、压力变化对零 位的影响。同时，由早期的直动型开环控制阀发展变化而来的直动型两级闭环控制伺服阀也 已出现。当时的伺服阀主要用于军事领域，随着太空时代的到来，伺服阀又被广泛用于航天 领域，并研制出高可靠性的多余度伺服阀等尖端产品。与此同时，随着伺服阀工业运用场合的不断扩大，某些生产厂家研制出了专门使用

17、于工 业场合的工业伺服阀。如Moog公司就在1963年推出了第一款专为工业场合使用的73系列 伺服阀产品。随后，越来越多的专为工业用途研制的伺服阀出现了。它们具有如下的特征： 较人的体枳以方便制造；阀体采用铝材（需要时亦可采用钢材）；独立的第一级以方便调整 及维修；主要使用在14MPa以下的低压场合；尽量形成系列化、标准化产品。然而Moog 公司在德国的分公司却将其伺服阀的应用场合主要集中在高压场合，一般工作压力在 21MPa,有的甚至到35MPa,这就使阀的设计专重于高压卞的使用可靠性。而随着伺服阀在 工业场合的广泛运用，各公司均推出了各自的适合工业场合用的比例阀。其特点为低成本, 控制精度

18、虽比不上伺服阀，但通过先进的控制技术和先进的电子装置以弥补其不足，使其性 能和功效逼近伺服阀。1973年，Moog公司按工业使用的需要，把某些伺服阀转换成工业场 合的比例阀标准接I I。Bosch研制出了其标志性的射流管先导级及电反馈的平板型伺服阀。 1974年，Moog公司推出了低成本、大流量的三级电反馈伺服阀。Vickers公司研制了压力 补偿的KG型比例阀。Rexioth. Bosch及其他公司研制了用两个线圈分别控制阀芯两方向运 动的比例阀等等。5二. 电液伺服阀国内研究现状2.1北京航空航天电液伺服阀技术中心2.1.1公司简介网址（http:中国运载火箭技术研究院第十八研究所（北京航

19、天伺服技术研究所），是航天系统唯一 一家具有独立法人资质的伺服技术专业研究所，隶属于中国最人的运载火箭及载入航天飞行 器研究、设计、生产基地中国运载火箭技术研究院，是精密机电控制设备的专业研制单 位，是中国航天伺服专业技术中心。研究领域集燃气、液压、机械、电子于一体，从事智能机电及工业自动控制产品的设计、 研发和生产，在国际上首创人功率自足式完全整体化电液伺服机构，专业技术跨越了六大技 术台阶，创立了一套较为完整的适应中国国情的航天伺服控制技术理论体系。自主开发了 34种伺服机构（系统），形成了以伺服阀、电机、气动机、传感器、超高速涡轮泵和伺服控制 器等为代表的200余种伺服配套产品，建立了较

20、为完善的研究试验设施和配套体系。2.1.2 LDY系列电液伺服阀介绍（1）工作原理LDY系列电液伺服阀是由电磁力矩马达、双喷嘴一拦板（前置级）和四边滑阀（功率 级）组成的电液放人器。当阀压降恒定时，功率级四边阀的阀芯位移和力矩马达的输入电 流成正比，负载流量输出也和输入电流成正比。（2）结构特点LDY系列电液伺服阀的结构优点：零点稳定，灵敏度高，零漂小，频带宽，稳定性高, 长期工作可靠。用途：适用于位置控制，速度控制，力控制，加速度控制，加速度控制等自动控制系统。LDY系列电液伺服阀结构类型如表2.1所示。表2.1 LDY系列电液伺服阀结构类型序号型号结构特点结构原理1LDY6LDYULDY1

21、0LDY15前置级为双喷嘴挡板阀，第二级为四边滑阀，力反馈 输出流量与输入电流成正比实现控制。图2.12LDY3前置级为双喷嘴挡板阀，第二级为四边滑阀，第三级 为功率四边滑阀。第三级滑阀位置由LVDT电反馈 实现闭环控制回路。图2.23LDY5双喷嘴挡板式单级放人,干式力矩马达的电液伺服阀图2.3LDY系列电液伺服阀力反馈结构原理图如图2.1所示。图2.3小流呈单级阀结构原理（3）性能参数液压性能LDY系列电液伺服阀用恒压油源供油。最低供油压力为O.SMPa 最高供油压力如表2.2：表2.2最高供油压力系列型号LDY3LDY5LDY11LDY15LDY10LDY6供油压力（MPA）212531

22、.5供油孔实验压力：最高供油压力150%回油孔实验压力：最高供油压力100%工作液体建议使用22号透平油，N46抗磨液压油或其它合适的液压油为工作液体。工作液体应 符合ISO4406的15/1118/14污染等级或NAS7-8级以上的清洁度。工作油液温度最低温度40°C （由于条件限制温度40°C以下没有试验过）最高温度+125°C。额定流量额定流量（Ps=7MPa时）L/min及零位流量Limn见表2.3：表2.3LDY系列电液伺服阀额定流虽及零位流戢型号LDY3LDY11ALDYUBLDY10LDY15LDY5LDY6额定流量12525030050063801

23、00125150180220801001254102012410204060零位流量<4<3<4<2.5<1.5<1.3电气性能输入电流一般不应超过额定电流。LDY系列电液伺服阀标准线圈参数和线圈连接如表2.4和2.5所示。表2.4LDY系列电液伺服阀标准线圈参数单线圈额定电阻（在25°C测定）额定电流（mA）线圈的近似电感（H）差动、并联、电线圈串联单线圈差动连接串连接并连接650157.51.03.05.01,122030150300.531.00278040200.220.400.700.182280400,05表2.

24、5LDY系列线圈连接并联线圈串联线圈差接线圈输入电济方向与输出电流里方向的阀关系（参见图1力任用一个控制孔i出油控制孔2回油控制孔1出油控制孔2回油控制孔1出油控制孔2回油当九2>匕4时或 i r34>i'12控制孔1出油控制孔2回油电流方向连接法插座 单个线圈9静态和动态特性流量增益是指控制流量对输入电流的比值。流量对称性和直线性如图2.4所示，常规伺 服阀在零区附近（±5%额定输入电流）的流量非线性允许为名义流量增益的50%200%。额 定流量允差为±10%额定流量。流量对称性允差10%额定流量。滞坏允差3%额定电流。分辨率0.5%额定电流。120压

25、力增益是指关闭控制腔时（控制流量为零），负载压降随输入电流变化的函数曲线上, 负载压降在40%供油压力范|制内，曲线上某点的斜率。压力增益特性曲线如图2.5所示。压 力增益指标允许在输入1%额定电流时，压力差变化在0%95%供油压力范闱。、负我压降-%Psi,O8含SS§8言g* 输入电流71 图2.5压力增益特性曲线零位流量（又称内泄漏）是前置级流量和功率级滑阀泄漏量叠加值。零位流量应小于3% 额定流量。如图2.6所示。丿涓内泄艙喷噬逓量输入电流图2.6零位流虽特性零漂是由工作条件或环境变化引起的零位变化。允许零漂值：温度每变化55°C, ±3% 额定电流：加速

26、度从010g变化时，±2%额定电流；供油压力从80%100%额定电压变 化时，±2%额定电流。频率响应伺服阀的频率响应是指无载控制流量对于等幅变频正弦输入电流的复数比。标 准产品的频率响应参数如表2.6所示。表26标准产品的频率响应参数产品型号LDY3LDY5LDY6LDY10LDY11LDY14LDY15频率Hz（-3db 时）30-10050060-10040-5030-5060-10050-100阶跃响应响应时间常数按输出流量变化从0%-90%计算。当电流阶跃输入为100%,工 作供油 压力为21 MPa时，响应时间参数如表2.7。表2.7响应时间参数产品型号LDY3

27、LDY5LDY6LDY10LDY11LDY14LDY15响应时间sec0.003-0.0010.003-0.0.005-0.005-0.003-00.003-0.0120060.0100.015.0060.0062.2中国航空工业第六零九研究所2.2.1企业介绍网址(中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，是由原中国航空工业第六O九 研究所整体与金城集团航空业务部分组成，是我国航空机载机电系统产品的科研和专业生产 基地，是中国航空工业总公司所属航空机电液压工程研究专业技术的研发中心。南京机电液压伺服工程公司是中国航空工业总公司南京机电液压工程研究中心的下属单位，主要从事电液伺服阀及电

28、液伺服控制系统的开发、研制及批量生产。是我国历史最久、规模最人、水平最高的伺服阀研发与生产基地之一。产品已广泛用于航空、航天、航海、兵器、汽车、冶金、机器人、矿山、邮电、纺织、印刷、自动控制、试验设备、非标设备制造等领域。2.2.2 FF系列电液伺服阀介绍（1）FF系列电液伺服阀（如图2.7）它是一种高性能、双喷档、力反馈的流量控制阀。产品有FF101、FF102、FF106、FF106A、FF113等多个系列，并已研制成功射流偏转板阀、直接驱动阀。图2.7 FF系列电液伺服阀FF系列电液伺服阀的力矩马达采用永磁力矩马达，它由两个永久磁钢产生极化磁通， 衔铁两端伸入磁通回路的气隙中。弹簧管除起

29、衔铁一挡板的弹性支承作用外，还起阀的电磁 部分和液压部分之间的密封作用。第一级液压放大器的挡板插在两个喷嘴之间，形成两个 可变节流II。反馈杆从挡板内部伸出，它的小球插入第二级四通滑阀阀芯中间的小槽内。液 压油连续地从供油腔Ps通过内部过滤器及两个固定节流孔，然后流过喷嘴扌当板形成的可变 节流II,再经过回油节流孔流回回油腔Pc当力矩马达线圈组件输入控制电流时，由于控制磁通和极化磁通的相互作用，在衔铁 上产生一个力矩，该力矩使衔铁组件绕弹簧管旋转中心旋转，从而使挡板运动，它导致一边 的喷嘴一挡板可变节流II可变节流面枳减少，另一边的可变节流面积增犬，致使喷嘴腔产生 压差，推动阀芯移动，此移动一

30、直持续到由于反馈杆弯曲产生的反馈力矩与由控制电流产 生的控制力矩相平衡为止，此时挡板人致处于中位。由于力矩马达的力矩与输给阀的控制电 流基本成正比关系，反馈力矩与阀芯位移成正比。这样，再诸力平衡状态时，便得到一个与 控制电流成比例的阀芯位移，即在阀压降为恒值及阀套采用矩形孔或环槽节流边的情况卞， 输出流量与输入电流之间成比例关系。FF系列电液伺服阀结构原理图如2.8所示。11喷油阀圈铁 嘴滤套体板芯档二冗XA杆 馈 反孔 流 节車772 P< 1 A图2.8 FF系列电液伺服阀结构原理图电气性能线圈连接图如图2.9所示。nmmnmm图2.9线圈连接图规定控制电流的正极性：单线圈:2+,

31、1-或4+, 3-串联线圈：1和4相连，2+, 3-并联线圈：1与3, 2与4相连（1, 3）（2, 4） +差动连接：1与4相连，当（1, 4） +时，（1, 4）到2< （1, 4）到3,当（1, 4）-时,2 到（1, 4） >3 到（1, 4）电插头座通常供货为外形图所示通用电插头座，也町以根据用户要求提供专用电插头座。插头座 有4种方向町供选择，具体方向请查阅相应产品的系列号。励振为改善阀的特性，给输入信号附加的振荡信号称为励振。励振频率一般取100400Hz, 幅值（峰间值）为10%20%额定电流。伺服放大器伺服阀的力矩马达线圈需要一个直流输出的伺服阀放人器来驱动。伺服

32、阀放人器应采用 深度电流反馈，以消除阀线圈阻抗变化引起阀的增益变化和相位滞后。液压特性供油压力FF系列伺服阀可在供油压力228MPa下正常工作。FF系列伺服阀额定供油压力为21MPa,样本中给出的性能系在额定供油压力下测定。阀性能，特别是分辨率和动态响应随供油压力降低而变差。阀可以在额定供油压力以外 的压力下工作，但零偏将有所变化。在额定压力以外的压力卞，阀的空载流量按下式计算:式中：Ps 实际供油压力P' s 实际供油压力Qn -额定流量Q 供油压力为P s时的空载流量回油压力：回油压力可在大范闱内变动（通常不大于2MPa）,但回油压力增人会引起 零漂。不允许回油压力大于进油压力，以

33、免液流向液压放人级产生回流。耐压和破坏压力耐压能力：进油及负载窗ll = 1.5Ps回油窗I 1=1.OPs试验后，仍能符合技术条件要求。破坏能力：进油及负载窗ll=2.5Ps回油窗【l=1.5Ps试验后，阀不应破坏，但不要求阀恢复工作性能。工作液：FF系列伺服阀密封件采用丁晴橡胶，工作液为航空液压油YH10、YH12或其 它石油基液压油。工作液清洁度：工作液固体颗粒污染度应符合GJB420所规定的68级污染等级。伺 服阀进油窗I I前应安装名义过滤度不低于10微米（Um）的滤油器。静态特性极性：输入正极性控制电流时，规定“液流从负载窗I I 1流出，由负载窗I I 2流入”的 流向为正流量极

34、性。如图2.10所示。空载流量特性:负载开启（空载）情况下测定。阀的额定流量、滞环、零偏、非线性度、 不对称度等指标可以从空载流量曲线上得到。零重叠（公差±2.5%）阀在±3%零位区域内, 流量增益变化范闱50%200%名义流量增益。压力特性在零位区域（对零重叠阀为10%额定电流）负载关断的情况下测定。阀的压力增益和零偏可在压力特性曲线上得到。阀的压力增益随滑阀工作尖边磨损而变低。如图2.11所示。内漏特性在负载关断的情况下测定。阀的内漏随滑阀的工作尖边磨损而增人。负载特性负载流量计算公式:Qv = ki4pv式中：Qv 负载流量K-结构系数I -输入电流PV-阀压降Pv=

35、(PsPt)P1Ps -供油压力P1 -回油压力P1 负载压降肿00%图2.13负载特性曲线分辨率分辨率在零位附近（10%额定电流处）测定。分辨率随供油压力降低、滑阀磨损和工作液污染度程度加剧而变差。图2.14分辨率测定曲线零偏零偏在标准试验条件卞消除阀的滞环后测定。在使用周期内阀的零偏允许增大到6%。重叠用户不作声明，提供的伺服阀均为零重叠。零重叠公差规定为正重叠2.5%负重叠 2.5%。根据特殊需要，可提供指定正重叠或负重叠的阀。负重叠（预开II）:零位流量增益增 人，压力增益减小，零位泄露增加。正重叠（负开口）：零位流量增益减小，压力增益变差, 零位泄露减小。动态特性频率特性取决于输入信

36、号幅值，供油压力和阀的结构参数。频率相应幅值比不允许人于+2dBo1: FF-101 2: FF-1 02 3: FFT 06 4： FF-108Ps=210 kgf/ctn3输入幅值：±25»In图2.15 EF系列伺服阀频率特性传递函数系统设计时，FF系列双喷嘴两级流量伺服阀的传递函数町近似按卜式估算:式中：Kv-阀的流量增益S-拉普拉斯算子3m自然频率（相位滞后90°时的对应频率） 阻尼比（可取0.50.7）（2 ） FF-131电液伺服阀性能指标如表2.8所示。表2.SFF-131电液伺服阀性庐曰 刖马ITEMSFF- FF- FF- FF- FF- FF

37、-人曰工无M0DEL 131/100131/101131/102131/125131/103131/L04供油压力范国EUPFLYMPaFRESSULE MFG1.421 （允许达到28）额走供油压力噩瓷由 Fs MFalFRE?SUTl?21 （允许达到28）Ps LMPlJ额走济里RATED FL£IW6.516. 532. 55065100Qn L/minQn L/roin额走电流RATED CUKREITT151515151540In mAIn mA帝环%HYSTERESIS %<3分辩率 %THRESHOLD C%<1非线性度%HOilLIfflARirY %1

38、<±T.5不对称度 %WSYMMETRI C%<±10压力増益PRESSURE>30GAIN C%Ps/l%In内届I1TTERNALCL/ mi nlLEAKAGE CL/min233(THPa)稼1 扁%1TUEL BIAS C%<±32.3九江中船仪表有限责任公司（四四一厂）2.3.1公司简介九江中船仪表有限贵任公司于2006年由原国防科工委批准组建，公司前身为九江仪表 厂，代号四四一，创建于1959年，是国家“一五”计划期间建设的156项重点工程之一， 是中国船舶工业集团公司所属的人型综合性观船导航仪器仪表重点生产

39、企业。2009年4月， 公司改制为国有控股的有限贵任公司（四四一厂）。公司以陀螺罗经、自动操舵仪为代表的船舶导航设备和系统，以射流管电液伺服阀为核 心元件的精密液压控制系统，以及以含油污水自动监测为代表的坏保系统，在国内船舶自动 导航、精密液压自动控制、石油化工以及坏保等领域占有非常重要位置，主要产品技术处于 国内领先地位。目前主导产品有以下几人类：1、导航仪器仪表，包扌舌操舵仪系列、陀螺罗 经系列、陀螺稳定平台系列：2、精密液压元件及系统，包括CDY型电液伺服阀、CSDY型 射流管电液伺服阀、CBDY型复合比例流量阀、H.YXQ-006液压舵机、YK系列液压伺服控 制装置和BDY9型系列电液

40、自动控制执行机构等；3、坏保系列产品，包括含油污水监测仪 表及装置、CY-2型油份浓度计、OCD1型隔爆油份浓度计、悬浮物分离器等。4、精密电工 计量仪器、仪表，包扌舌多功能标准表系列、便携式电能表校验装置、三相指示仪表检验台、 多表位校验台、数字式检测仪表、电源产品等2.32SDYG631、CSDY1/CSDY2、CDY1/CDY2 电液伺服阀介绍主要伺服阀型号如图2.16所示：SDYG621伺胱阀CDYD I 100亘动式电液伺CDY-III 18Z级电液伺胱CDY III 3三级电夜伺朋阀CDY II 6喷谿当扳伺J阙CSDY1/CSDY2融流官夜伺CDY1/CDY冼液同飆JSIC4电液

41、伺朋阀JSIC媚液伺册阀C1/2屯夜伺朋阀图2.16主要伺服阀(1) SDYG631 伺服阀(如图 2.17)图2.17SDYG631伺服阀SDYG631系列伺服阀是我司参照MOOG-G631伺服阀研制出来的新产品，其安装尺寸 和流量设计均与G631 致;具有灵敏度高、性能稳定、抗冲击、振动、跟踪速成度快、噪音 小等特点。可用于飞机、船舶、动力等电液自动控制系统中。技术参数：1 类型:SDYG631 -5/10/20/40/60/75: 2额定电流:±50mA/± 100mA； 3线圈电阻J4Q/28Q/56Q： 4额定压力:21MPa： 5操作压力:l4-315MPa；

42、6额定流M：5/10/20/40/60/75L/mm （7NIPa） : 7.额定流量误差:±10%： &滞环:W5%； 9.线性度:7.5%；10.对称性:W10%： 1L分辨率:W1%； 12.零偏:W4%。（2） CSDY1/CSDY2射流电液伺服阀（如图2.18）图2.18 CSDY1/CSDY2射流电液伺服阀CSDY1/CSDY2电液伺服阀是目前国际电液伺服阀中的最新产品。采用干式力矩马达， 整体焊接，射流管为先导级，主滑阀作功放，是一种高性能力反馈两级方向、流量控制阀。 它接受微小电信号并转换为液压功率放人，输出流量人小与控制电信号犬小成比例。其特点：1结构牢固。

43、可抗I级振动、I级颠振和400g加速度攻击；2.零位稳定优于双 喷嘴挡板型阀，安全可靠；3.分辨率极高；4.抗污染能力极强，可使用NAS1638的7-8级油 液；5.寿命长，使用次数可达107次（约5000小时）：6.控制精度高。适用于遍及各个领域中的高精度电液伺服系统。女口：造船工业、航天工业、航空工业、 重工业、轻、纺工业，以及农业机械液压伺服系统。主要技术指标：1.型号 CSDY1-2、4、8、10、15、20、30、40 （CSDY2-60、80、100、 120） : 2.额定电流±8mA； 3.线圈电阻1000+100Q： 4.绝缘电阻50MQ； 5.额定压力206 X1

44、05Pa； 6.使用压力（20309）X105Pa； 7.额定流量 2、4、8、10、15、20、30、40L/min（CSDY2 型：60、80、100、120） : 8.滞环V3%； 9.线性度7.5%； 10.对称度 10%； 11.静耗流量 0.45+3%Qn； 12.压力增益 30%Ps/l%Ai； 13.分辨率 V 0.25%； 14.零偏 2%； 15.种类零漂 指标2%： 16濒率特性（-3db）70Hz（-90°角）90Hz； 17.温度范围40C+85C； 18.工作液 粘度10-100cst； 19.系统过滤精度1020u。工作原理:高压油Ps 一路通过滤油器进

45、入射流管喷嘴，另一路进入阀芯和阀套组成的通 路。当无信号电流时，阀处于零位，无流量输出。当有控制信号电流输入时，使射流管喷嘴 偏转（设顺时针），接受器左腔压力上升，右腔压力下降，阀芯在压差作用下右移，其油路 Ps-A-1负载-2-C-Po阀芯右移时，反馈力矩反馈到射流管组件，使接受器两腔差趋于零，阀 芯有一微小位移，输出稳定流量。若控制信号电流反向，伺服阀则输出反向流量。（3）CDY1/CDY2电液伺服阀（如图2.19）图2.19 CDY1/CDY2电液伺服阀CDY1/2伺服阀为高性能双喷嘴-挡板电液伺服阀。该型电液伺服阀在设计上采用干式 力矩马达，功率级滑阀采用弹簧对中，整体阀套等合理措施。

46、具有灵敏度高、性能稳定、抗 冲击、振动、跟踪速成度快、噪音小等特点。可用于飞机、船舶、动力等电液自动控制系统 中。主要技术指标：1额定工作压力70MPa：额定空载流量2O、25Dmm： 2.额定输入电流 30mA： 3漩量对称度10%； 4.压力增益30%/l%Ai； 5.内部泄漏量1.3（L/min）； 6.零偏± 2%； 7.供油压力零漂±2%； &回油压力零漂±2%； 9.油度变化40°C时零漂2%； 10.频率 特性90HZ（-3db）； 11.系统用油过滤精度要求NAS7级；12.分辨率1%。2.4中国运载火箭技术研究院第十八研究所2.

47、4.1企业简介中国运载火箭技术研究院第十八研究所，隶属于中国航天科技集团公司第一研究院一 中国运载火箭技术研究院。它是航天伺服技术的发祥地，主要从事航天伺服控制、遥测、智 能机电以及工业自动控制产品的设计、开发与生产制造。单位主要承担弹（箭）及其他武器 装备伺服系统控制技术（如液压、电动、气动、燃气等伺服系统）及其试验技术、测试技术 的研制任务，并承担弹（箭）伺服机构的生产任务；承担弹（箭）上遥测传输设备、遥测系 统地面测试设备的生产任务。单位所从事的航天伺服控制技术研究及其产品开发是动力技 术、传动技术、控制技术、测量技术和微电子技术的紧密结合；是将火工、流体、机械、电 磁、电子及信息处理技

48、术的高度集成；是涉及到精密机械、液压、电机、电力电子、自动控 制、微电子、固体推进剂、高温燃气、低温氨气、信号处理、数据采集与处理等诸多学科的 现代技术；是研发、设计、工艺、试验、生产一体化的科研与生产单位。从覆盖的专业上, 单位伺服控制技术涉及了 17个专业类别；从生产上具有精密加工、特色处理及装配调试工 3艺技术和11个重要专业（产品）试验室。整体技术水平在国内同行业中处于领先地位，部 分技术已经达到世界先进水平。十八所研制的产品以其高质量、高可靠的卓越性能，成功的参加了长征系列运载火箭、 “神舟”系列飞船、“嫦娥一号”探月工程等航天发射任务，为我国国防和航天事业的崛起 和腾飞做出了突出贡

49、献，先后获得全国科技人会奖、国家科技进步奖、国防科技成果奖、部 级科技进步奖和重人科技成果奖共190余项，拥有多项专利和专有技术，并注册了“新超越” 品牌。2.4.2 SFL212Av SFL312、SFL22 系列电液服阀介绍主要伺服阀如图220所示。SFL-214f3JS«SFL-216f3JS«SFL-218f5ISa压力枝剖何1K讯图2.20主要伺服阀#（1）SFL212A型电液流量控制伺服阀（如图2.21）图2.21 SFL212A型电液流虽控制伺服阀其性能指标如表2.9所示:表2.9 SFL212A型电液流虽控制伺服阀性能指标«|7°MOOE

50、LITEMS7'SFL2I2A供油 hi 力 faw（MPa）SUPPLY PRESSURE (MPa)27$裟运供油乐力K<MPa）RATED SUPPLY PRESSURE Ps<MPa>21工作TEMPERATURE 2)U5135横)i£浹 JR Qn(L min)AP=21 MPaRATED FLOW Qn(L min)AP=21MPaS鶴疋电波ln<mA）RATED CURRENT ln(nv>10淹环（HYSTERESIS (%)W3NULL BIAS (%)<±2SONLIXEARITY<%><&

51、#177;5不对»«(%)UNSYMMETRY <%)<±S分 W*<%>niRESIIOLD(%)M0.5A>IC*(L min)(NTCRNAL LEAKAGE (L min><0.6供油圧潭 住07NULLSHIFTWITHSUPPLYPRESSURE (80*ll(noPsK%)<±2a«(kg)WEIGHT (kg>0.45MdBXHz>FREQUENCY RESPONSEAMPLITCDE RATIO WITH 3Db (Hz>> IOO<-90* XHz

52、>PHASE LAGWITII-90* (H«3 100频率特性如图2.22所示:图2.22频率特性曲线电气接I I如图2.10所示：表2.10电气接口并联 Parallel串联Series单线圈Single线圈电阻RESISTANCE OF COIL4001600800额定电流(mA)RATED CURRENT (mA)10S10aw电感<h)INDUCTANCEOFCOII (II)11仅开口方向与控制电流关系 < 极性):Pf 5 A-TCONNECTIONS FORVALVE OPENING:P-B. ATA and C (+) B and D ()Band

53、C connectedAG).B(-)OrC(*),D ()（2） SFL312型电液流量控制伺服阀SFL312三级电反馈伺服阀适应于人流量、高响应应用场合。它以SFL218型两级阀为 前置级，并以滑阀式控制阀为功率级（第三级），第三级的功率滑阀依靠LVDT式位移传 感器反馈定位，三级阀控制器采用贴片元器件集成在阀体上。SFL312型电液流屋控制伺服 阀如图2.23所示。图2.23 SFL312型电液流虽控制伺服阀性能指标如表211所示:表2.11性能指标型别项目MODELSFL312供油压力Jgffl（MPa）SUPPLY PRESSURE (MPa)2-31.5颔定供油庄力 Pq'

54、fPa）RATED SUPPLY PRESSURE P$(fPa)21Q(Lmm)(AP-7MPa)NO.LOAD FLOW Q (Lmm) (AP-7fPa)750烦定电叛In（mA）RATED CURRENT In(mA)10*滞坏（）HYSTERESIS")W1T«(%)NULL BIAS (%)W±25非线性度（）NONLINEARITY (%)<±1静耗盘（L min）INTERNAL LEAKAGE (Lmm)W9.5响应时值（王HMfi 0-100%行程）（ms）RESPONSE TIME (ms)W±2频率特 性(3dB)(Hz)FREQUENCY RESPONSEAMPUTUDE RATIO WITH 3Db (Hz)>100彳目频宽 （90。XHz）PHASE LAGWITH -90* (Hz)>100设计特点：1人流量，高响应；2.LVDT位移传感器实现阀芯，非接触式位移测量；3. 高可靠贴片式三级阀控制器集成在阀体上。三级阀工作原理：输入控制电压经放人和电压