液压伺服控制3章0上课讲义

1、1第一页，共52页。 液压动力元件 = 液压放大元件 + 液压执行元件 液压放大元件（液压控制元件）：液压控制阀、伺服变量泵 液压执行元件：液压缸、液压马达 机-液耦合（换能）元件 四种基本型式的液压动力元件： 阀控（节流控制）系统：阀控缸，阀控马达； 泵控（容积控制）系统：泵控缸、泵控马达。 液压动力元件是一个关键性的部件，它的动态特性在很大程度上决定着整个(zhngg)系统的性能。2第二页，共52页。零开口四边零开口四边(sbin)滑阀滑阀 + 对称液压缸对称液压缸 四通阀控制液压缸四通阀控制液压缸 p1 p2 V1 V2 xp Q1 Q2 一、基本方程一、基本方程 1）液压控制阀的流量方

2、程）液压控制阀的流量方程 2）液压缸流量连续性方程）液压缸流量连续性方程 3）液压缸与负载的力平衡方程）液压缸与负载的力平衡方程（一）滑阀的流量方程（一）滑阀的流量方程 假设：假设： 1）零开口四边滑阀）零开口四边滑阀 2）四个节流窗口）四个节流窗口(chungku)是匹配对称的是匹配对称的 3）供油压力恒定，回油压力为零）供油压力恒定，回油压力为零LcvqLpKxKQ3第三页，共52页。（二）液压缸流量连续性方程（二）液压缸流量连续性方程 假设：假设： 1）阀与液压缸的连接管道对称且短而粗，管道中的压力损失）阀与液压缸的连接管道对称且短而粗，管道中的压力损失和管道动态可以忽略和管道动态可以忽

3、略 2）液压缸每个工作）液压缸每个工作(gngzu)腔内各处压力相等，油温和体腔内各处压力相等，油温和体积弹性模量为常数积弹性模量为常数 3）液压缸内外泄漏均为层流流动）液压缸内外泄漏均为层流流动总流量总流量 = = 推动活塞推动活塞(husi)(husi)运动所需流量运动所需流量 + + 经过活塞经过活塞(husi)(husi)密封的内泄漏流量密封的内泄漏流量 + + 经过活塞经过活塞(husi)(husi)杆密封处的外泄漏流量杆密封处的外泄漏流量 + + 油液压缩和腔体变形所需的流量油液压缩和腔体变形所需的流量4第四页，共52页。流入液压缸进油腔流入液压缸进油腔(yu qin)的流量：的流

4、量：从液压缸回油腔从液压缸回油腔(yu qin)流出的流量：流出的流量：121111)(pCppCdtdpVdtdxAQeiepp 221222)(pCppCdtdpVdtdxAQeiepp 液体是可压缩的。液体等效容积液体是可压缩的。液体等效容积(rngj)弹性模数弹性模数e表示容器中油液表示容器中油液的容积的容积(rngj)变化率与压力增长量之间的关系变化率与压力增长量之间的关系VVpe 28N/m109 . 6 eLPvpAM2Q1Q5第五页，共52页。dtdpdtdpxAdtdpVdtdpVppCppCdtdxAQQQeppeeippL2120210121212122122dtdpdt

5、dpdtdpppppppppppppLLsLsLs212121212122ppppxAVVxAVV022011 动态分析时，需要考虑泄漏和油液压缩性的影响(yngxing)，则流入液压缸的流量与流出液压缸的流量不相等，为了简化分析，定义负载流量为：221QQQL6第六页，共52页。21VVVt 2eitCCC要使压缩流量相等要使压缩流量相等(xingdng)，应使液压缸两腔的初始容积相等，应使液压缸两腔的初始容积相等(xingdng)，即，即LtLetppLpCdtdpVdtdxAQ 4活塞在中间活塞在中间(zhngjin)(zhngjin)位置时，位置时， 1 1）液体压缩性影响最大，固有频

6、率最低）液体压缩性影响最大，固有频率最低 2 2）阻尼比最小）阻尼比最小因此，系统稳定性最差。所以，分析时，应取活塞的中间因此，系统稳定性最差。所以，分析时，应取活塞的中间(zhngjin)(zhngjin)位置作为初始位置。位置作为初始位置。流量方程流量方程(fngchng)可整理成可整理成 ：推动液压缸运动所需流量：推动液压缸运动所需流量+总泄漏流量总泄漏流量+总压缩流量总压缩流量20201022011211211tppppeeVVVxAVVxAVVdtdpdtdpdtdpVdtdpV7第七页，共52页。（三）液压缸和负载的力平衡（三）液压缸和负载的力平衡(pnghng)方程方程 负载(f

7、zi)力一般包括惯性力、粘性阻尼力、弹性力和任意外负载(fzi)力。 液压缸的输出力与负载(fzi)力的平衡方程为：LpppptLpFkxdtdxBdtxdMpA 22 此外，还存在库仑摩擦等非线性负载，但采用线性化的方法分析系统(xtng)的动态特性时，必须将这些非线性负载忽略。8第八页，共52页。LtetppLpCsVsxAQ)4( LpptLpFxksBsMpA )(2二、方块图与传递函数二、方块图与传递函数阀控液压缸的三个基本方程完全阀控液压缸的三个基本方程完全(wnqun)描述了阀控液压缸描述了阀控液压缸的动态特性，将其拉式变换，则：的动态特性，将其拉式变换，则：LcvqLpKxKQ

8、Kq-+xvxpQLFLMts2+Bps+kpA1KctetCsV 4s1pA1适合于负载惯适合于负载惯量小、动态过量小、动态过程程(guchng)较快的场合。较快的场合。9第九页，共52页。Kq-+xvxpPLFLpAtetcCsVK41sApksBsMpt21适合于负载惯量和泄漏适合于负载惯量和泄漏系数都较大，而动态过系数都较大，而动态过程比较程比较(bjio)缓慢的场缓慢的场合。合。LtetppLpCsVsxAQ)4( LpptLpFxksBsMpA )(2LcvqLpKxKQ10第十页，共52页。合并三个基本方程，消去中间交量合并三个基本方程，消去中间交量QL及及pL，可得到阀芯输入位

9、，可得到阀芯输入位移和外负载移和外负载(fzi)力同时作用时液压缸活塞的总输出位移：力同时作用时液压缸活塞的总输出位移：222222322) 14()4(4) 14(pcepceppetpetpptcepettLceetpcevpqpAkKsAKBAkVsAVBAMKsAMVFsKVAKxAKx 式中， ，包括泄漏在内的总的压力流量系数。tcceCKK液压缸活塞的空载速度液压缸活塞的空载速度外负载力作用外负载力作用(zuyng)引起的速度降低引起的速度降低惯性力、粘性力、弹性力变化惯性力、粘性力、弹性力变化(binhu)引起的压缩流量所产生的活塞速度引起的压缩流量所产生的活塞速度惯性力、粘性力

10、、弹性力引起的泄漏流量所产生的活塞速度惯性力、粘性力、弹性力引起的泄漏流量所产生的活塞速度活塞运动速度活塞运动速度11第十一页，共52页。（一）没有弹性（一）没有弹性(tnxng)负载负载 （K=0）的）的情况情况 1）很多情况，以惯性负载为主。 2）液压马达伺服系统中，弹性负载很少见。 3）粘性阻尼系数(xsh)Bp一般很小，所以由粘性摩擦力引起的泄漏流量所产生的活塞速度比活塞的运动速度小得多，可忽略不计。三、传递函数简化三、传递函数简化(jinhu)对特征方程的简化。因式分解，对特征方程的简化。因式分解，化为标准形式化为标准形式。 1441422222sAVBAMKsAMVsFsKVAKx

11、AKxpetpptcepettLceetpcevpqp) 12() 14(222 sssFsKVAKxAKxhhhLceetpcevpqp或或式中式中 h 液压固有频率液压固有频率 h阻尼比阻尼比12第十二页，共52页。ttpehVMA24 tetppttepcehMVABVMAK4 如果如果(rgu)粘性摩擦系数粘性摩擦系数Bp可以略可以略去，则去，则 22ptcehhAMK ttepcehVMAK 对于对于(duy)指令输入指令输入xv的传递函数为：的传递函数为：) 12(/22 sssAKxxhhhpqvp对于干扰对于干扰(gnro)输入输入FL的传递函数为：的传递函数为：) 12()

12、14(222ssssKVAKFxhhhceetpceLp13第十三页，共52页。（二）有弹性（二）有弹性(tnxng)负载负载 （K0）的情）的情况况阀控液压缸中，弹性负载比较常见阀控液压缸中，弹性负载比较常见(chn jin)：1）带对中弹簧的功率级滑阀）带对中弹簧的功率级滑阀2）材料试验机的负载是硬弹簧）材料试验机的负载是硬弹簧22222322144414pcepetpetpptcepettLceetpcevpqpAkKsAkVsAVBAMKsAMVFsKVAKxAKx2223212) 14(pcehhhhLceetpcevpqpAkKskkssFsKVAKxAKx或或粘性阻尼粘性阻尼(z

13、n)系数系数Bp一般很小一般很小所以：所以：12ppceABKkh 液压弹簧刚度：液压缸液压弹簧刚度：液压缸完全封闭完全封闭的两腔由于的两腔由于液体液体的的压缩压缩性性而形成的而形成的14第十四页，共52页。hhkk10tphtceeMBkkVK1421001/112/112111002002hpcehpcehhkkAkKkkAkKkkkk2002022112) 14(pcehLceetpcevpqpAkKskkssFsKVAKxAKx0 综合综合(zngh)固有频率固有频率 0综合综合(zngh)阻尼比阻尼比将对应项系数将对应项系数(xsh)相等，可得：相等，可得：112242hppcehp

14、tcekkkABKkkAkMK11122hppcehppcekkkABKkkkABK12ppceABK1122hptcekkAkMK满足满足 时，有：时，有：15第十五页，共52页。12114100202sssFsKVkxkAKxrLceetvppspceqpsKKKhpcehpcerkkAKkkAkK11122Kps 总压力增益总压力增益 r惯性环节的转折惯性环节的转折(zhunzh)频率频率稳态时阀输入位移所引起的液压缸活塞的输出位移稳态时阀输入位移所引起的液压缸活塞的输出位移外负载外负载(fzi)力作用所引起的活塞输出位移的减小量力作用所引起的活塞输出位移的减小量时1hkk1214222

15、2ssAkKsFsKVAKxAKxhhhpceLceetpcevpqp1）弹性负载使积分环节）弹性负载使积分环节(hunji)变成惯性环节变成惯性环节(hunji)2）随着负载弹簧刚度减小，）随着负载弹簧刚度减小，转折频率将变低，惯性环节转折频率将变低，惯性环节(hunji)接近积分环节接近积分环节(hunji)16第十六页，共52页。（三）其它（三）其它(qt)的简化情的简化情况况0, 0, 0) 1kBMpet惯性环节的转折频率,112112tceppqptcepqvpMKAssAKsAMKsAKxx,0)2ek，惯性环节的转折频率,11122hpcerrpqpcehpqvpkkAkKsA

16、KAkKskkAKxx0, 0, 0)3ptBkMsAKxxpqvp/0, 0ptBM17第十七页，共52页。是负载质量与液压缸工作腔中的油也压缩性所形成的液压弹簧是负载质量与液压缸工作腔中的油也压缩性所形成的液压弹簧(tnhung)相互作用的结果。相互作用的结果。 假设：液压缸无摩擦、无泄漏假设：液压缸无摩擦、无泄漏由于液体的压缩性，当活塞受到外力作用产生位移时，一腔压力升高，另由于液体的压缩性，当活塞受到外力作用产生位移时，一腔压力升高，另一腔压力降低一腔压力降低2）液压固有频率）液压固有频率( yu pn l) ppexVAp11ppexVAp22ppepxVVAppA212211121

17、211VVAkpehpxFV左VpAP压力1V2V被压缩液体产生的复位力与活塞位移被压缩液体产生的复位力与活塞位移(wiy)成成比例，其作用相当于一个线性液压弹簧，总液比例，其作用相当于一个线性液压弹簧，总液压弹簧刚度为：压弹簧刚度为：总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的。18第十八页，共52页。Mtkhx 弹簧-质量系统时2021tVVVVtpepehVAVAk20242ttpetpethhMVAMVAMk20242当活塞处在中间位置时，液压弹簧当活塞处在中间位置时，液压弹簧(tnhung)刚度最小，当在两端时，刚度最小，当在两端时，V1或或V2为

18、零，液压弹簧为零，液压弹簧(tnhung)刚度最大。刚度最大。液压弹簧液压弹簧(tnhung)与负载质量相互作用所构成系统的固有频率，中间位置与负载质量相互作用所构成系统的固有频率，中间位置时，其值为：时，其值为：液压弹簧刚度是在液压缸两腔完全封闭的情况下推导出来的，实际上由于阀液压弹簧刚度是在液压缸两腔完全封闭的情况下推导出来的，实际上由于阀的开度和液压缸的泄漏的开度和液压缸的泄漏(xilu)的影响，液压缸不可能完全封闭，因此在稳态的影响，液压缸不可能完全封闭，因此在稳态下不存在弹簧刚度。下不存在弹簧刚度。动态时，在一定频率范围内来不及泄漏动态时，在一定频率范围内来不及泄漏(xilu)，相等

19、于一种密封状态，因此，相等于一种密封状态，因此液压弹簧是一个动态弹簧。液压弹簧是一个动态弹簧。19第十九页，共52页。在液压伺服系统中，液压固有频率限制了系统的响应速度。提高液压固有频率在液压伺服系统中，液压固有频率限制了系统的响应速度。提高液压固有频率的方法：的方法：（1）增大液压缸活塞面积）增大液压缸活塞面积Ap（有时，（有时，Ap主要由负载决定）主要由负载决定） h与与Ap不成比例关系不成比例关系 压缩容积压缩容积Vt随之增大随之增大 同样的负载速度，所需负载流量同样的负载速度，所需负载流量(liling)增大，阀、连接管道、液压能源装置增大，阀、连接管道、液压能源装置的尺寸重量也随之增

20、大的尺寸重量也随之增大（2）减小总压缩容积）减小总压缩容积Vt （主要是减少无效容积和连接管道容积）（主要是减少无效容积和连接管道容积） 使阀靠近液压缸，最好装在一起使阀靠近液压缸，最好装在一起 选择合适的执行元件：长行程输出力小时用液压马达，反之用液压缸选择合适的执行元件：长行程输出力小时用液压马达，反之用液压缸（3）减小折算到活塞上的总质量）减小折算到活塞上的总质量Mt（活塞质量（活塞质量 + 负载折算到活塞上的质量负载折算到活塞上的质量 + 液压缸两腔的油液质量液压缸两腔的油液质量 + 阀与液压缸连接管道中的油液折算质量）阀与液压缸连接管道中的油液折算质量）（4）提高油液的有效体积模量）

21、提高油液的有效体积模量e（7001400MPa，或实测），或实测） 影响因素：受油液压缩性、管道及刚体机械柔性、油液中所含空气（最严重）影响因素：受油液压缩性、管道及刚体机械柔性、油液中所含空气（最严重） 要尽量减少混入空气，避免使用软管要尽量减少混入空气，避免使用软管220aAmpttpehMVA2420第二十页，共52页。tetppttepcehMVABVMAK4 3）液压阻尼比）液压阻尼比决定因素：总流量决定因素：总流量-压力系数压力系数Kce、负载粘性阻尼、负载粘性阻尼Bp因为：因为：BpKce，Ctp1，其变化范围达，其变化范围达2030倍。因此，倍。因此，是一个难以预测的软量。是一

22、个难以预测的软量。零位阻尼比小，阻尼比变化范围大是液压伺服系统的一个特点零位阻尼比小，阻尼比变化范围大是液压伺服系统的一个特点)(2)(1LsLsvdLLcppppWxCpQK21第二十一页，共52页。液压阻尼比表示系统的相对稳定性。液压伺服系统一般液压阻尼比表示系统的相对稳定性。液压伺服系统一般(ybn)低阻尼，提低阻尼，提高的办法有：高的办法有：（1）设置旁路泄漏通道（增加泄漏系数）设置旁路泄漏通道（增加泄漏系数Ctp）但：但： 增大了功率损失增大了功率损失 降低了系统的总压力增益和系统的刚度，增加了外负载力引起的误差降低了系统的总压力增益和系统的刚度，增加了外负载力引起的误差 系统性能受

23、温度变化的影响大系统性能受温度变化的影响大（2）采用正开口阀）采用正开口阀但：但： 降低了系统刚度降低了系统刚度 泄漏引起的损失更大泄漏引起的损失更大 非线性流量增益非线性流量增益 稳态液动力变化稳态液动力变化（3）增加负载的粘性阻尼（需要另设阻尼器，增加了结构复杂性）增加负载的粘性阻尼（需要另设阻尼器，增加了结构复杂性）tetppttepcehMVABVMAK4 22第二十二页，共52页。1）动态）动态(dngti)位置刚度特性位置刚度特性动态动态(dngti)位置柔度，其倒数即为动态位置柔度，其倒数即为动态(dngti)位置刚度位置刚度1412222sKVsssKAxFceethhhcep

24、pL惯性环节惯性环节 + 比例环节比例环节 + 理想微分环节理想微分环节 + 二阶微分环节二阶微分环节因为因为h很小，所以很小，所以2hh h负号表示负载力增加使输出减小负号表示负载力增加使输出减小动态位置动态位置(wi zhi)刚度与负载干扰力刚度与负载干扰力FL的变化频率的变化频率有关有关2. 对干扰输入对干扰输入(shr)FL的频率响应分析的频率响应分析:,24,0则时hhccetpKVB1212222hhhhhceppLssssKAxF23第二十三页，共52页。ceppLKAxF2（1）在 2hh 的低频段上，惯性(gunxng)环节和二阶微分环节不起作用，则 =0时，得静态位置时，得

25、静态位置(wi zhi)刚度刚度00pLxF在恒定的外负载力作用下，由于泄在恒定的外负载力作用下，由于泄漏的影响，活塞将连续不断地移动，漏的影响，活塞将连续不断地移动，没有确定的位置没有确定的位置(wi zhi)(wi zhi)。随着频。随着频率的增加，泄漏的影响越来越小，率的增加，泄漏的影响越来越小，动态位置动态位置(wi zhi)(wi zhi)刚度随频率成比刚度随频率成比例增大。例增大。/秒(s1)20lg|G|dB1阀控缸动态刚度幅频特性阀控缸动态刚度幅频特性hh2h1412222sKVsssKAxFceethhhceppL24第二十四页，共52页。在中频段上，由于负载干扰力的变化频率

26、较高，液压缸工作腔的油液来不在中频段上，由于负载干扰力的变化频率较高，液压缸工作腔的油液来不及泄漏，可以看成是完全封闭及泄漏，可以看成是完全封闭(fngb)(fngb)的，其动态位置刚度就等于液压刚的，其动态位置刚度就等于液压刚度。度。htpejsceppLkVAsKAxFhh22241412222sKVsssKAxFceethhhceppL25第二十五页，共52页。2）动态速度刚度特性）动态速度刚度特性(txng) 2hh 的低频段上的动态速度刚度为：的低频段上的动态速度刚度为：此时此时(c sh)，液压缸相当于一个阻尼系数为，液压缸相当于一个阻尼系数为Ap2/Kce的粘性阻尼器。的粘性阻尼

27、器。从物理意义上说，在低频时因负载压差产生的泄漏流量被很小的泄漏通道所阻碍，产生从物理意义上说，在低频时因负载压差产生的泄漏流量被很小的泄漏通道所阻碍，产生粘性阻尼作用。粘性阻尼作用。ceppLKAxF2. =0时，得静态时，得静态(jngti)速度刚度速度刚度ceppLKAxF20.1412222sKVsssKAxFceethhhccppL26第二十六页，共52页。（二）有弹性（二）有弹性(tnxng)负载负载 （K0）时的频率响应分析）时的频率响应分析 有弹性负载时，活塞(husi)位移对阀芯位移的传递函数为：12100202ssskAKxxrppsvpkAKppsr00 其主要其主要(z

28、hyo)性能参数性能参数有：有：kAKpps 为为位置放大系数位置放大系数，其中总压力增益，其中总压力增益Kps包含包含阀的压阀的压力增益力增益Kp，其随工作点在，其随工作点在很大范围内变化很大范围内变化，零位时最大零位时最大。另外，位置放大系数还另外，位置放大系数还，这与无弹性负载时不，这与无弹性负载时不同。同。27第二十七页，共52页。穿越穿越(chun yu)频频率率hpqckkAK120lg|G| dB0 /秒秒(s1)khck1lg201pqchAKkk时，1上式再一次说明，负载刚度比较小时，它对动态特上式再一次说明，负载刚度比较小时，它对动态特性的影响性的影响(yngxing)可忽

29、略。可忽略。K0时，时，影响影响1）位置放大系数）位置放大系数2）惯性环节的转折频率）惯性环节的转折频率3） 0，从而影响高频段谐振峰值和相频特性形状，影响系统的幅值裕量，从而影响高频段谐振峰值和相频特性形状，影响系统的幅值裕量但不影响：穿越频率但不影响：穿越频率，因此不影响快速性，因此不影响快速性hpcerkkAkK1212100202ssskAKxxrppsvphhkk10tphtceeMBkkVK142100kAKppsceqpsKKK28第二十八页，共52页。29第二十九页，共52页。 3.2 四通阀控制(kngzh)液压马达常用的液压动力元件常用的液压动力元件(yunjin)，分析方

30、法与阀控液压缸的相，分析方法与阀控液压缸的相同。同。 四边阀控制液压马达 p1 p2 V1 V2 30第三十页，共52页。222222322) 14()4(4) 14(mcemcemmetmetmmtcemettLceetmcevmqmDGKsDKBDGVsDVBDJKsDJVTsKVDKxDK 222222322) 14()4(4) 14(pcepceppetpetpptcepettLceetpcevpqpAkKsAKBAkVsAVBAMKsAMVFsKVAKxAKx LLPmPmFTvxAD代换油缸负载力将马达的负载扭矩代换油缸速度将马达的角速度代换油缸位移将马达的角位移代换油缸面积将马达

31、的角度排量31第三十一页，共52页。) 12() 14(222sssTsKVDKxDKhhhLceetmcevmqm12mcemDKB) 12() 14(222 sssFsKVAKxAKxhhhLceetpcevpqpttmehJVD24tetmmttemcehJVDBVJDK4通常负载通常负载(fzi)粘性阻尼系数粘性阻尼系数Bm很小，所以：很小，所以： ttemcehVJDKLLPmPmFTvxAD代换油缸负载力将马达的负载扭矩代换油缸速度将马达的角速度代换油缸位移将马达的角位移代换油缸面积将马达的角度排量32第三十二页，共52页。三通阀控制液压缸常用作机液伺服系统的动力元件三通阀控制液压

32、缸常用作机液伺服系统的动力元件(yunjin)，如仿形机床和力操纵系统中，如仿形机床和力操纵系统中pc三通阀控缸的结构原理图 A QL psps xp 33第三十三页，共52页。22202202320211hcehcephehephcethetLceehcevhqpAkKsAKBAkVsAVBAKMsAVMFsKVAKxAKxipcceCKK222222322) 14()4(4) 14(pcepceppetpetpptcepettLceetpcevpqpAkKsAKBAkVsAVBAMKsAMVFsKVAKxAKx 相同液压缸的数学模型完全制三通阀控制与四通阀控积三通阀控制一腔等效容积四通阀控

33、制两腔等效容积不同液压弹簧刚度的等效容等等04VVVVt34第三十四页，共52页。Bp比阻尼比阻尼(zn)系数系数Ah2/Kce小得多，即：小得多，即：12hcepAKBthehMVA02tehptehcehMVABVMAK0022时，有：，且1122htcehAkMKkk12111220sssFsKVkxkKAKxhhhrLceevcehqp2hcerAkK相同液压缸的数学模型完全制三通阀控制与四通阀控积三通阀控制一腔等效容积四通阀控制两腔等效容积不同液压弹簧刚度的等效容等等04VVVVt35第三十五页，共52页。当负载当负载(fzi)刚度刚度k=0时，则：时，则： 三通阀控缸和四通阀控缸传

34、递函数的形式一样，但前者液压三通阀控缸和四通阀控缸传递函数的形式一样，但前者液压固有频率固有频率h和阻尼比和阻尼比h（Bp=0）均是后者的）均是后者的原因是：只有一个控制原因是：只有一个控制(kngzh)腔，只形成一个液压弹簧腔，只形成一个液压弹簧因此，四通阀控缸的动态响应要好得多。因此，四通阀控缸的动态响应要好得多。1212202sssFsKVAKxAKxhhhLceehcevhqp2/1thehMVA02tehptehcehMVABVMAK0022ttpehVMA24 tetppttepcehMVABVMAK4 20tVV 注：36第三十六页，共52页。37第三十七页，共52页。 p m3

35、8第三十八页，共52页。11pCppCDQeprippppV0 一个一个(y )腔室的总容积腔室的总容积变量泵的排量为：变量泵的排量为：ppKD 其其为：为：1pCKQtpqpp的流量连续性方程为的流量连续性方程为：dtdpVdtdDpCppCQemmemrimp1011其其为为：101spVsDpCQemmtmp液压液压的力矩平衡方程为：的力矩平衡方程为：LmmmmtrmTGdtdBdtdJppD221其其的拉氏变换为：的拉氏变换为：LmmmmtrmTGsBsJppD2139第三十九页，共52页。可简化为：时，和 012GDCBmtmtmehJVD02temmtemthJVDBVJDC002

36、21212202sssTsCVDCDKhhhLtemtmqpm) 12() 14(222sssTsKVDKxDKhhhLceetmcevmqmttmehJVD24tetmmttemcehJVDBVJDK4tcetvVVKCx040第四十页，共52页。1）液压固有频率较低）液压固有频率较低 只有只有(zhyu)一个控制管道，一个控制管道，1/2 液压泵的工作腔容积大液压泵的工作腔容积大2）阻尼比较小，但较恒定。）阻尼比较小，但较恒定。 CtKce，总是欠阻尼，但基本恒定。，总是欠阻尼，但基本恒定。 设置旁路泄漏通道或内部压力反馈以获得满意的阻尼比设置旁路泄漏通道或内部压力反馈以获得满意的阻尼比3

37、）增益）增益Kqp/Dm和静态速度刚度和静态速度刚度Dm2/Ct比较恒定。比较恒定。4）动态刚度不好，但静态刚度很好（）动态刚度不好，但静态刚度很好（Ct较小）较小）41第四十一页，共52页。42第四十二页，共52页。：液压执行元件运动时所遇到的各种阻力（或阻力矩）：液压执行元件运动时所遇到的各种阻力（或阻力矩） 惯性负载、弹性负载、粘性阻尼负载、摩擦负载、重力负载等惯性负载、弹性负载、粘性阻尼负载、摩擦负载、重力负载等负载力与负载速度之间的关系负载力与负载速度之间的关系 负载特性与负载类型和负载的运动规律有关负载特性与负载类型和负载的运动规律有关：以负载力为横坐标，负载速度为纵坐标所画出的曲

38、：以负载力为横坐标，负载速度为纵坐标所画出的曲 线线43第四十三页，共52页。.1xmF txxsin0txxcos0.tmxFsin2011220120.mxFxx0max.xx20max1mxF惯性惯性(gunxng)负载力可表示为：负载力可表示为：设惯性设惯性(gunxng)负载的位移为正弦运动，即：负载的位移为正弦运动，即：则负载轨迹方程为：则负载轨迹方程为：将其联立可得：将其联立可得：最大负载最大负载(fzi)速度与速度与成正比：成正比：最大负载最大负载(fzi)力与力与2成正比：成正比：因此，因此，增加时正椭圆的横轴比纵轴增加快增加时正椭圆的横轴比纵轴增加快因惯性力随速度增大而减小，因此负载因惯性力随速度增大而减小，因