液压控制系统试卷及答案

1、液压控制系统 试卷题号一二三四五六七八九十总分一、基本概念题（本题共5题,每小题4分,共计20分 ） 1、液压动力元件。 2、机液伺服系统中的比较元件的构成要求。 3、图示说明滑阀三种开口形式。 4、瞬态液动力、图示说明正阻尼长度。5、压力伺服阀与压力流量伺服阀区别。二、简答题：（本题共3小题,每小题5分,共计15分）1、如何提高液压固有频率？2、滞后校正的主要作用是什么？3、液压伺服系统是由哪几部分元件构成的？得分本题得分本题得分三、推导题：（本题共2小题，合计15+10=25分）1、试推导滑阀静态特性方程。（15分）2、已知阀控缸动力机构如图，假定：活塞处于中位，忽略缸体质量，液压缸内外泄

2、漏和粘性摩擦影响。写出该动力机构的基本方程。（10分） 四、回答下列问题：(本题共2小题，共15分) 1、阀的三个系数对液压伺服系统的性能有何影响？（10分）2、哪些因素影响系统的稳态误差?（5分）本题得分五、分析计算题 (本题共2小题，共25分) 1、阀控液压缸系统，液压缸面积，活塞行程，阀至液压缸的连接管路长度，管路截面积，负载质量，阀的流量压力系数，计算时，取，。求：1）画出阀控液压缸原理图；2）写出液压固有频率和液压阻尼比公式；3)计算液压固有频率和液压阻尼比。（本题合计2+2+6=10分） 2、如下图所示的机液位置伺服系统，供油压力，滑阀面积梯度，液压缸面积，液压固有频率，阻尼比。求

3、增益裕量为时反馈杠杆比为多少?计算时，取流量系数，油液密度。要求必须写出开境传递函数。（15分） 机液位置伺服系统图试题评分标准及其参考答案 一、基本概念题（本题共5小题,每小题4分,共计20分 ） 1、或称液压动力机构，是由液压放大元件（液压控制元件）和液压执行元件组成。（4分） 2、在机液伺服控制系统中的比较元件（例如舵机系统）要求：1）与指令元件相连（手）2）与被控对象相连（舵机） 3）与放大元件相连（阀芯）。（4分）3、（4分） 4、这种由于阀芯运动引起的液流加速或者减速，从而产生的液流对阀芯的作用力称为瞬态液动力。正阻尼长度如图示（4分）5、压力伺服阀的滑阀两端没有对中平衡弹弹簧，输

4、出压力与输入电流成比例；压力流量伺服阀滑阀两端有对中平衡弹弹簧，输出压力经过反馈通道引入滑阀两端平衡腔，形成负载压力负反馈，这就是上述两种伺服阀的区别。（4分）二、简答题：（本题共3小题，合计为5+5+5=15分）从液压固有频率表达式，可知提高液压固有频率的方法有1）增大液压缸活塞面积Ap；2）减小总压缩容积Vt；3）减小折算到活塞上的总质量mt；提高油液的有效体积弹性模量e。（5分）2、滞后校正的主要作用是：通过提高低频段增益，减小系统稳态误差，或者在保证系统稳态精度的条件下，通过降低系统高频段的增益，以保证系统稳定性。（5分）3、液压伺服系统由输入元件、反馈测量元件(传感器)、比较元件、放

5、大转换元件(电液伺服阀)、执行元件(液压缸与液压马达)、控制对象（负载）以及其它（各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装置）构成。（5分）三、推导题：（本题共2小题，共15+10=25分）1、滑阀静态特性方程推导如下。（15分）假设有一个四通滑阀，其中的液流通道可用等效液压桥表示。当阀芯处于中间位置时，由于四个节流窗口都是关闭，故无流量压力输出。当阀芯有一正向位移时（Xv0），则油液将由油源经节流窗口1通往负载，而由负载流回的油液经节流窗口3通回油管路。在稳态工况下有：设供油压力ps，供油流量为qs，负载流量为qL，通往液压缸两边压力各为p1、p2，回油压力为0。液压桥路：pL= p

6、1-p2, qL=q1-q4=q3-q2, qs=q1+q2=q3+q4。由节流口公式可得：q1=Cd1A1（2/（ps-p1）½，q2=Cd2A2（2/（ps-p2）½，q3=Cd3A3（2/p2）½，Q4=Cd4A4（2/p1）½。假设节流窗口匹配而且对称有：A1=A3， A2=A4，A1（xv）= A2（-xv），A3（xv）= A4（-xv），Cd1=Cd2=Cd3=Cd4=Cd。（两个图3分，文字说明与假设条件2分，下列5个表达式前3个各1分，后两个7分，合计15分） 2、1）滑阀的流量方程假设阀是零开口四边滑阀，四个节流窗口是匹配对称，供油压

7、力ps恒定，回油压力为零。 （2分）2）液压缸流量连续方程：（3分）3）液压缸和负载的力平衡方程： （3分） （图2分） 四、回答下列问题：(本题共2小题，共15分) 1、阀的三个系数Kq、Kc和Kp表征阀稳态特性的三个性能参数，Kq阀流量增益直接影响系统的的开环增益因而对系统的稳定性、响应特性和稳态误差有直接影响；Kc阀流量-压力系数直接影响阀控制马达及阀控制液压缸的阻尼比和速度刚性；Kp阀压力增益通常很大，表明液压动力元件起动大惯量或大摩擦负载的能力。（10分）2、系统的稳态误差除了指令输入信号、负载干扰信号引起外，控制系统本身的某些因素，如死区、零漂等也会引起位置误差。（5分）五、分析计

8、算题 (本题共2小题，共25分)1、(本题共10分)Vt=L×Ap+l×a=0.009354m³，mt=2000+2 Vt×=4219.6kg（2分）由系统液压固有频率公式有 h=(4×7×150²/4219.6×0.009354) ½=126.3（3分）液压阻尼比h=Kc/Ap×（700000000×2007.83/0.0045）½=0.00612（3分）阀控液压缸系统原理如图（2分）。2、(本题共15分)Xv=(L2+L1)/L2*Xi-L1/L2*Xp；(1分)Ki=（L1+L2）/L2；(1分)Kf=L1/L2(1分)开环传递函数：Xp/Xv=KqKf/Ap/S(S