伺服放大器比例放大器检测反馈系统ppt课件

1、放大器及检测反响系统流体控制工程目录n概述n比例放大器引见n伺服放大器引见n放大器根本电路n典型运用n检测反响系统放大器是用来控制电液伺服阀和电液比例阀的电子安装。按照被控元件是伺服阀还是比例阀，放大器可以分为伺服放大器或比例放大器，两者之间有共同点也有区别。放大器运用的电源有：220V 50Hz 或 DC20-36V;放大器的输入控制信号采用规范信号：0-5V，0-10V，0-20mA;放大器的输出信号为阀所匹配的电压或电流信号。从放大器中传送的信号类型来分，有模拟式和数字式两种，目前运用较多的是模拟式，即放大器中传送、运算的信号均为模拟信号。伺服放大器和比例放大器具有一样的根本电路构造，都

2、由输入电路、调理电路、功率放大电路和颤振电路组成。目前运用较多的放大器有板式和集成式两种。板式放大器控制性能好，参数调理方便，但需安装在机箱中 ；集成式放大器与阀做成一体，构造紧凑，但参数调理困难，大多数参数在阀出厂时已调整设定终了，用户无法更改。概述n比例放大器普通用于控制电液比例阀，它可根据控制要求，为电比例放大器普通用于控制电液比例阀，它可根据控制要求，为电液比例阀提供特定性能要求的控制电流，并可对电液比例阀或电液比例阀提供特定性能要求的控制电流，并可对电液比例阀或电液比例控制系统进展开环或闭环控制。液比例控制系统进展开环或闭环控制。n对比例放大器的根本要求是对比例放大器的根本要求是:

3、:n 1. 1. 具有较好的输出具有较好的输出/ /输入线性增益；输入线性增益；n 2. 2. 具有良好的稳态控制性能；具有良好的稳态控制性能；n 3. 3. 动态呼应快，频带宽；动态呼应快，频带宽；n 4. 4. 抗干扰才干强，有较好的稳定性和可靠性；抗干扰才干强，有较好的稳定性和可靠性；n 5. 5. 最好具有死区补偿功能。最好具有死区补偿功能。比例放大器引见一个传统的电磁阀被以为是一个简单的开关阀。它可以由简单电流通断的开关设备来控制。比例阀是由一个可以成比例变化的开关电设备控制的类似调光灯的开关。经过改动其中一个电磁铁的电流，阀芯挪动的位移可以被改动，因此控制了经过阀的流量。比例电磁铁

4、原理经过比例阀线圈的电流需求根据控制需求而调整，不仅仅是开关式的通断。比例阀电磁铁的构造与开关式电磁铁是类似的。电磁铁包括:- 线圈 (A)- 框架 (B)- 电枢 (C)- 电极片 (D)- 顶针 (E)电枢被 包在一个芯轴管F中。 (同时全部的总成经常被压进一个树脂塑料的外罩G中ABCDFGE1) 电流生成一个磁场，电流生成一个磁场，磁场主要集中在金属框磁场主要集中在金属框架、电机片和电枢中架、电机片和电枢中2) 然而在磁回路的电机然而在磁回路的电机片和电枢之间有一个间片和电枢之间有一个间隙，于是产生一个力，隙，于是产生一个力，其作用是封锁这个间隙其作用是封锁这个间隙以完成这个磁回路。以完

5、成这个磁回路。当电流流过线圈时3)顶针衔接着电磁铁和阀芯，顶针衔接着电磁铁和阀芯，通常挪动阀芯紧缩弹簧。通常挪动阀芯紧缩弹簧。4) 电磁铁产生的力的大小由磁电磁铁产生的力的大小由磁场强度决议，磁场强度与经过线场强度决议，磁场强度与经过线圈的电流成比例圈的电流成比例5增大线圈电流将加大电磁的力，因此推进阀芯紧缩弹簧产生一个更大的位移。FIFI电磁铁被设计成电磁力(F)与线圈电流(I)成线性比例关系。这意味着电磁力仅与线圈电流有关。比例阀阀芯特点比例阀与开关电磁阀之间的另一个区别是阀芯的设计。SSQQ1) 对于开关阀，阀芯被对于开关阀，阀芯被设计为：当阀得电时，设计为：当阀得电时，将压降最小化。将

6、压降最小化。2)这意味着，要控制小这意味着，要控制小流量，对阀开口要求非流量，对阀开口要求非常小，这很困难。常小，这很困难。S1) 比例阀阀芯具有比较比例阀阀芯具有比较宽的、边缘带有槽口的宽的、边缘带有槽口的台肩。台肩。SQSSQ2) 因此虽然经过阀的最大流量因此虽然经过阀的最大流量被减少了与开关阀对照但小被减少了与开关阀对照但小流量特别容易控制，阀的开口更流量特别容易控制，阀的开口更有规那么。有规那么。SSQ根据控制的最大流量，阀芯的外形、台肩大小或阀芯槽口的大小均不同。比例放大器例如1)比例放大器可以用来控制流量，也可以用来控制压力。以下图比例电磁铁经过比例放大器可以用来控制流量，也可以用

7、来控制压力。以下图比例电磁铁经过一个弹簧紧缩阀座推进一个锥阀芯。电磁力越大，推开锥阀芯翻开阀的压力要求一个弹簧紧缩阀座推进一个锥阀芯。电磁力越大，推开锥阀芯翻开阀的压力要求越大。越大。2) 这是一个直动式溢流阀，多这是一个直动式溢流阀，多数此类阀只能允许小流量经过。数此类阀只能允许小流量经过。要经过较大流量，那么需求更大要经过较大流量，那么需求更大推力的比例电磁铁。推力的比例电磁铁。3) 为控制更大的为控制更大的流量，那么可以流量，那么可以将直动式比例溢将直动式比例溢流阀作两级溢流流阀作两级溢流阀或减压阀阀或减压阀的先导级。这样的先导级。这样可以降低对比例可以降低对比例放大器和电磁铁放大器和电

8、磁铁的要求。的要求。比例放大器用法提供应比例阀电磁铁的电流需求被调理，不像运用常规阀时仅有开关通电或断电那样简单。在实际上可以经过运用一个可变电阻来完成，实践上由于发热和漂移，可变电阻不能这样直接运用。24 V DC普通地，经过比例阀电磁铁的电流由一电子放大器控制。简单说，放大器要求由一个电源和一个命令输入信号组成。24 V DC放大器的输出电流由输入信号控制，一切输入信号为零，电流输出也是零。24 V DC添加放大器的输入信号会使输出到阀电磁铁的电流相应的添加。24 V DC24 V DC24 V DC一个相对较大的阀电磁铁输入电流通常2到3安培是由电源提供的，一切输入安装的电流要求非常小普

9、通仅有几毫安，因此输入控制安装可以是一个简单的电位计。24 V DC在行走运用中，输入安装可以是一个操作杆型的电位计。24 V DC在越来越多的运用中，输入信号可以由控制器产生例如，一个PLC可编程控制器，可以直接输入到阀放大器以产生适当的电流。伺服放大器引见n伺服放大器普通用于控制电液伺服阀，它将输入指令信号同系统反响伺服放大器普通用于控制电液伺服阀，它将输入指令信号同系统反响信号进展比较，并将比较后的偏向信号加以运算和放大，输出一个与信号进展比较，并将比较后的偏向信号加以运算和放大，输出一个与偏向电压信号成一定函数关系的控制电流，进入到伺服阀的力矩偏向电压信号成一定函数关系的控制电流，进入

10、到伺服阀的力矩马达绕组中。马达绕组中。n对伺服放大器的根本要求是对伺服放大器的根本要求是: :n 1. 1. 具有为调整系统开环增益所需求的电流放大系数具有为调整系统开环增益所需求的电流放大系数( (毫安毫安/ /伏伏) )。n 2. 2. 具有足够的输出功率。具有足够的输出功率。n 3. 3. 输出特性应具有饱和输出特性应具有饱和( (限幅限幅) )特性，以便出现偶尔大偏向信号时，特性，以便出现偶尔大偏向信号时，将输出给伺服阀的电流限制在允许的范围内，起维护伺服阀的作用。将输出给伺服阀的电流限制在允许的范围内，起维护伺服阀的作用。n 4. 4. 零点漂移小，线性度好。放大倍数越高要求零漂越小

11、。直流放零点漂移小，线性度好。放大倍数越高要求零漂越小。直流放大器的主要矛盾是要求放大倍数很高而漂移又很小，放大器的类型和大器的主要矛盾是要求放大倍数很高而漂移又很小，放大器的类型和线路都是为着减少漂移而出现的。线路都是为着减少漂移而出现的。n 5. 5. 良好的频率特性。良好的频率特性。n 6. 6. 具有较高的输入具有较高的输入/ /输出线形增益，调零和增益调整方便，线路输出线形增益，调零和增益调整方便，线路可靠等。可靠等。伺服放大器和比例放大器具有一样的根本电路构造，都由输入电路、调理电路、功率放大电路和颤振电路组成。放大器主要根本电路输入电路输入电路电压调理电路电压调理电路 为了获得较

12、好的输出信号质量，需求各种电压调理电路对输入信号进展处置，使阀或系统具有较好的动态控制性能和任务稳定性。功率放大电路功率放大电路颤振电路颤振电路除了以上电路外，放大器中还有丈量放大电路、阶跃信号和斜坡信号电路、电源电路等根本电路和一些特殊功能电路，如显示电路、报警电路等。丈量放大电路系统中的位移、压力等实践输出参数需经各种传感器检测并反响至放大器的输入端，构成系统的闭环反响控制，这时传感器的检测信号往往不能直接援用，需用丈量放大电路将检测到的信号进展相应的处置放大。斜坡信号电路将输入的阶跃信号变化为一个缓慢上升或缓慢下降的延续信号，信号的变化速率普通可经过电位器进展调理。电源电路为放大器的正常

13、任务提供能源，作用是从规范电源中获得当大器正常任务所需的各种直流稳定电源，当电网电压、负载电流等发生小幅变化时，保证输出电流电源的稳定性。同时电源电路还有过流、短路、电压极性反接等自动维护功能。报警电路用于指示放大器在任务中出现的各种能够错误。如电源电压异常、过载、输入信号超出范围、传感器检测信号出错等。典型运用号由端口号由端口1313、1515接至电液伺服阀。要留意的是根据不同型号伺服阀的额定电接至电液伺服阀。要留意的是根据不同型号伺服阀的额定电流值选择不同的输出电流量程，如图中的伺服阀的额定电流是流值选择不同的输出电流量程，如图中的伺服阀的额定电流是100mA100mA。接线。接线无误后可经过电位器的调理来获得伺服阀和伺服系统的最正确任务形状。无误后可经过电位器的调理来获得伺服阀和伺服系统的最正确任务形状。 威格士的比例放大器如图威格士的比例放大器如图1212所示。该放大器有所示。该放大器有5 5个电压信号输入端和个电压信号输入端和1 1个电流信号输入端，个电流信号输入端，具有斜坡信号调理工程、死区补偿调理、阀芯位移反响检测控制等功能。该放大器为带反响控具有斜坡信号调理