液压伺服系统课程课件二

第四章机液伺服系统P664.1机液位置伺服系统4.2结构柔度对系统稳定性的影响4.3液压校正与动压反馈4.4机液扭矩放大器1液压动力元件是一个开环控制系统。

4.1机液位置伺服系统如果将液压执行元件的输出位移反馈到放大元件的输入位移，就可构成闭环机液位置控制系统。闭环机液位置控制系统主要用于输出功率不大于10kW的场合：小型飞机的舵面、火炮瞄准机构、车辆转向、仿型机床等控制场合。P662bxipSxp3MLApa（一）工作原理3bxipSxp3MLApaxixv1

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xpba(4-1)(4-2)6+BKqAp-+-xixpxvaa+bba+bFLKiKf图4-27(4-3)8(二)稳定性分析用Routh判据判别稳定最为方便。闭环特征式为由Routh判据得系统的稳定条件为(4-6)94.2结构柔度对系统稳定性的影响101112131415161718192021224.蚕3指液逃压校稿正与违动压梁反馈设计钞控制削系统畏的主元要问余题是月设法顺满足竿系统兵的动架态和链静态驴要求悲。为了嘴提高屯静态漫精度察，希盛望系娱统的毅增益掀高，绳但高疤增益记的系良统又移不易双稳定树。如竿果既庆要有眉高增坦益而倚又希牧望保映证稳翻定，单须在埋模型根中添挂加一蛛些其途它环样节，涛为此括目的采而在耗系统另中添沟加的教元件俭就是傅校正若元件哨。234.选3轿液元压校刊正与披动压台反馈4.顶3.忌1饰基颗本液窄压校屋正元屯件4.拌3.旷2俗液僚压超组前校良正4.业3.古3罢液音压滞犬后校乳正4.狮3.被4融反勉馈校醉正4.族3.泄5潜静徒压反息馈校宴正4.减3.谨6逐动纽奉压反棕馈校酱正24校正货元件阔一般嫁都用降电子均元件忙。因电贵子元骡件的维信号珍的传乌输、材运算第都较技简单涌、成宜熟，辩且使李用方年便、熔可靠冰、精础度高蕉。在电环液控支制系桃统中梨广泛拴应用猴电校员正，赤但是疾在机蒸液系凶统中蚊本来感就没笛有电洽元件帝，若睡要采园用电饭校正慎反而喊不方殖便，抚也有岂采用欢非电什校正究方式拼的。稻如机锻械的营、气开功的践或液有压的慕校正级元件苹。由于秒液压狸系统澡中本辛来就暖有液荒压能饲源，服再附新加一蔬些液师压元只件作秀校正兔是很系方便粒的。亡不过祖，机即械元物件都弃是有库惯性辞的，义时间兄常数旦大于前电校停正元将件。254.激3.妹1枯基本勉液压钥校正骑元件校正衔元件会主要策由耗滚能、阻储能轨和放茎大等与元件尊组成菌。26(一灯)舰储蒙能元槽件最简侦单可把靠的婚机械愁储能细元件以就是哄弹簧袍。它辽受力麦变形午储存逝能量趟，力颠撤消书后复睡元而号放出芒能量恰。另笋外，膝机械蝴弹簧灿还是以力-价位移陶转换绪元件疏，其皱线性蓄好，案工作砖可靠僵。27(二史)放摩大元赌件阀缸肤组合展就是肃最简何单的锻放大惰元件询。作为败校正欣元件野，它厘所需线要的兼功事弊必然笨远小麦于系士统负件载运额动时箭的功请率，竞也就考是作粱校正肃元件康用的穗小液获压缸岁必然害远小肢于作水执行乡丰元件禁用的枝液压称缸。因此竭，小铅液压梅缸的光质量撤可忽码略不粉计。蜓这样检，阀胜控缸拦的传宰递函亩数式悼(3咐-1郑8)僵中，翻因h很高道而略荣去振惯荡环遭节，此就成提为式中姻:Kq——迅阀的芝流量揪增益元，Ap——胸小液钢压缸爪的活扇塞面耍积。由此疲可见矛，用榜阀-晶缸组偶成的堪元件摔，不肥仅是靠放大晚元件滑，而村且还献是一现个积看分元劣件。28(三塑)耗络能元健件—拒—阻羡尼器流量糊通过细节流谢口，酒就消滚耗能跪量。添所以币用小纵液压蚊缸及参节流肝器就辽组成董液压念阻尼尚器。如图男5.贷1(映a)爷，在诞活塞席运动狮过程侍中，固活塞棕一侧充的液饭体将疼通过圾节流针孔流赏入另惨一侧卫，流悼量通笑过节印流孔挺而产言生压孔力降p，p=p1p2，p作用归在活假塞面奋积A上就词形成铺阻滞区活塞涛运动圣的阻帖尼力赌。图5小.1捞阻尼麻器结类构原涌理图(a腿)内睁阻尼沟器xp2p129(三得)耗鞋能元百件—庭—阻文尼器流量科通过钞节流办口，差就消嚼耗能嫩量。保所以哨用小浊液压质缸及捏节流号器就华组成赵液压绍阻尼串器。图5油.1弟(b亦)中延的节糖流孔忘安置约在缸踪蝶外油嘴路中水，称越外阻壮尼器丽，其嘱工作垃原理短与活湾塞上仗开节顶流孔旨的内照阻尼让器完胶全一吩样。图5管.1柄阻尼速器结穗构原跪理图(b株)外斑阻尼傻器xp2p130令阻库尼活廉塞的献位移坐为x，阻任尼活极塞的膊面为A，通笼过节搁流小润孔的灰流量励为Q，略起去活排塞径复向间巾隙中负的泄陶漏，弟就有式中p1——箱阻尼统活塞惧运动昂前方誓油腔起压力溜；p2——跑阻尼歉活塞同运动坦背面躬油腔刚压力淘；Re——胸雷诺铁数，Re=vd/，其职中，=/，为液体是动力痰粘度宫，液体设运动枪粘度滑，为液剃体密第度；——技液体蒸重度所，=g。取节绘流小峰孔的心直径改为d，长角度为l，液千体流蛾过小盾孔时棵的平五均流虾速为v，节逐流小揉孔层蝴流沿荷程阻垄力损座失的坡计算测式为(5膛-2惰)31因为所以式中广，R——违节流只小孔闯液阻鸟，计研算式殿为活塞毅运动打时的独阻尼勺力F为(5住-4响)(5煎-5彻)(5派-6莲)式中B为阻离尼器插的阻谜尼系循数，碎计算堂式为32图5谢.1亿所示柔是阻企尼器险原理际图，搅液压刃缸两错侧充恨满油溪液而便没有灵泄漏妙。实贷际中灶必然耀有泄局漏，托因此尾必须仇为阻凑尼缸色充油陆。如图秀5.扭2所碌示，宁阻尼主缸可暴接通芽高压温能源药，也鼻可接集通回铺油油鹊路。图5坐.2爱有源举阻尼妥器原冻理图a)秒接能悉源，吵b)遍接油多箱xp2p1xp2p1ps33图5堂.3肯所示格为液欲压超劝前校摸正元逢件的凳结构精原理帐图。它由礼阻尼逗器及钢弹簧醋组成倍。输城入信性号xi加在补阻尼武活塞抽上，峡在阻蛇尼缸羡体上案取出疑输出仍信号xo。图5氏.3蠢液恨压超娱前校汇正元抹件xokxiB4.您3.拖2勺液压茄超前弱校正34阻尼扣系数B，力册方程衣为经过触整理怎，可略得(5摩-8老)时间盲常数(5熊-9扔)如果汇时间裁常数纸很小赚，惯蛇性环酸节项恳可略谁去，锋则(痒5-蹈8)韵可近季似为磨纯微脉分环匠节。354.著3.稠3唱液跳压滞载后校铲正图5.4液压滞后校正元件xokxiBba36图5.4液压滞后校正元件xokxiB根据却力平营衡方拦程经整焰理，宋上式芹可写面为(5湾-1键0)时间托常数(5中-1胸1)由式男(5潮-1协0)答可见雄，这厌是惯破性环则节。博即图晕5.腔4所奏示元直件为饿惯性晒元件轻，也省就是里滞后打元件魂。37图5之.5尚所示坊是一葡个外凑反馈眉机液恼伺服步系统俗。系编统中逝无电桃元件携存在其，无廊法使承用电治校正盘。采侄用在麦主控宰信号颂的前济向通瓣道中虚串接赵液压习校正岛元件纠，液擦压校盘正元革件的这输入品量是过位移y，输拍出量曲是阀坟芯位可移xv。液压起校正滤元件薪的力胁方程乏为整理悲后38由式磁(5丛-1钥2)尾可见被，图斧5.抓5所求示元两件为候惯性沃加微务分。拐由于>1可，惯贞性环忧节的寻转折秀频率独低而辈微分仁环节绳的转派折频候率高跌，从冤而低芬频段段滞后族，高谈频段歇又超歇前。(5广-1控2)(5将-1率3)(5央-1害4)39-+xixpyba+baa+b+xixpxvaa+bKq/Ap图5段.6鸦液压献滞后般校正径的机补液伺惭服系香统方闯块图合理幅选用棍校正疲元件朗的时择间常着数T，系更数，并趣使(啄1/T)化<c，就宪可使虏校正乳后的解系统椅在低凉频时盒有较单大的尖增益润，从暂而提垂高了厕系统晶精度康，又脱不影老响稳眯定性裹及系份统的拖频宽挽。4020延lg同|G似|罩d沾B0/冶秒(萝s－1)1-2脊0d该B/陆de沫c-2揪0d劳B/轧de格c图5螺.7没系赔统开畅环波骄德图4120剃lg迈|G铃|邻d鞭B0/蛛秒(级s－1)1-2堵0d忧B/没de趁c-2傲0d拆B/浓de聋c图5剖.7减系酱统开惨环波颠德图42校正摄元件脏，既挽可以且串联知在前忙向通踏路中滋(如童图5愁.5裙所示切)，蜓也可渐以加亩在反伯馈回毅路中幼，即紫并联讨校正杜。4.宴3.窑4箱反谋馈校披正图5换.8框所示特的结弦构是倚在外鸣反馈顾机液器伺服身系统兽的反野馈回中路中预设置故了简岁单的玩滞后剧校正伶元件壤。43根据须图5车.4药及式蚕(5岭-1胡0)手，可傻知这姜种液专压校蜘正元栋件的疮传递窜函数你为由于冷阀控掌缸的和传递仇函数阴式(括3.阻18滚)早蛛已求丧得，河再根桨据图故5.鲁8(绩a)胆的结覆构原调理图肆，就饮可以逼直接题画出票这种你系统携的方享块图推如图广5.耀8(仁b)步，由耍图可夹见，捕在反绸馈回壳路中浓有一是个惯自性环任节。44BkxpMpSyabxvxi图5独.8备反把馈回购路中贴有液父压滞拘后校剪正元茂件(a西)结览构原伸理图Re小ce宝nt45-+xixpba+bxixpxvaa+bKq/Ap图5缺.8跳反航馈回辅路中傻有液梁压滞帅后校衰正元桶件(b然)框届图464.索3.北5捕静董压反羊馈校歪正在第玩三章捷中讨众论各挣种液殖压动监力元概件时逆，已钢经知俩道液务压系厕统本墙身的渴阻尼惜系数畅比较师小，接容易冒出现妖欠阻疮尼而村使系珍统不紫稳定减。为凤了使遗系统侍稳定淡，可刺以用鲁故意鲜增加右能耗泪和降饭低刚变度的郑办法杯，使饱漏损想加大高和Kc提高旅。实饶践证萝明这臭个办渣法也筝确实搭有效展。如损果既偶希望集增加地阻尼泰而又唐不希瓣望增赵大能睛耗及区降低依刚度吵，可宽采用汤压力鹊反馈读校正覆。47现在遍，仍兵以第防三章浮中着回重讨堤论过搭的四找通阀遗控缸塔为例糖来说渡明。来为简筋单起以见，轮假设珍没有卫弹性填负载浆。根厚据基卧本方叫程(孝3-哥2)页、(优3-蝇8)距及(嚷3-尸9)泥式，绘可直卷接画累出阀痰控缸肢方块印图于贵图5愿.9朽(a挠)。涌若取Kce=Kc+Ctp，令馋时间末常数T1及T2为(5使-1申5)(5猜-1赌6)再通渴过方罚块图祸结构资变换死，图屋5.括9(喜a)箱可以筐画成表图5龟.9记(b尽)。48已知坐阀缸么系统兰的液享压固眉有频色率h及阻厉尼系部数h为(3哈-1篮4)(3淋-1头5)图5芽.9梢四通贝阀控救缸系华统加限静压差反馈(a犹)四瓜通阀改控缸眉系统济方块轨图；摊(b候)方龟块图适变换塑；(亡c)会增加患静压播反馈集后的福方块春图；(d踏)有角静压优反馈骗后的斤系统有方块国图变全换；忆(e睁)有鸽静压致反馈俩的系店统方慨块图掀变换49(a砖)Kq-+++xvxpQLFLMts2+Bps+KcKq-++xvxpQLFL+pLpL(b岂)50增大Kce，可冷以增栗大h，从梨而使小系统称易于晃稳定桃。为此裕，可竞以在医图5陆.9叫(b液)中本的Kce(T1s+1蜜)环奖节旁柏并联锈二个赛压力箩负反湿馈的淋比例毅环节K1，如术图5狠.9鞭(c逗)所块示，渠将静皇压力pL反馈侮回去缝。图际5.镇9(梁c)首经过骑结构庙变换垦可画墙成图初5.请9(貌d)仅。比棉较图识5.白9(踩b)接与5健.9晚(d洒)可骆见，糕增加沃了压蜻力负执反馈籍环节K1后，友使原挖来的Kce项变怖成(Kce+K1)项挣。令皇增加秧了压奴力反唐馈后隐的阻厌尼系捆数为’h，并仙与无泼压力可反馈吼的阻火尼系装数h(3还-1绒5)花式对但比，斤可知51(5画-1植7)阻尼拼系数炸为’h>h，有旺利于奔稳定宜。增化加K1有利弓于稳少定的捏结论享是在得方块揉图上磁处分退析得邻到的差。环节K1的机扶能是哨把转次化为厘流量麦，在宜实际变结构蒜中不甩容易你设计闲出能势将压两力转帖换为喘流量吼的具妹体装撑置。如果目将图援5.烧9(暑c)疗变换涝成图滋5.幼9(绳e)休，即安将压页力pL通过丢比例宇环节K1/Kq转换成为位勿移量xf。这窃种把映压力化转化洒为位飘移的捐装置茧是不语难实旬现的颠。52增加炕压力盖反馈求后对万系统棍的液友压固贩有频展率h无影档响。捡因为投总压显力流配量系映数与康动力盯元件穷刚度市成反查比，洒见(塌3-唯24患)式乎，增候加压垫力反烘馈后窄使Kce项变投成(Kce+K1)项教，因拥而刚暮度下程降，圆系统典的抗盾干扰哪能力偷下降恳，这牲是静拣压反各馈校茎正的铸不足盗之处溉。534.紫3.哭6塞动压此反馈答校正如前锁所述煤，在回系统串中加叉入静挤压反膛馈后眯，稳汪定性寨改善但而刚裙度下羽降。令稳定有性是吃动态套指标送，当浸系统继已经威稳定杠，阻永尼系陈数的良大小迟也就栽没有漠什么咸意义唉了，针刚度货主要首是稳四态指沉标，亏在干旁扰力昆的作简用下械，系缎统的复稳态哀误差脖小，魄就是赞刚度榨好；持瞬态胖时，泄刚度洪大点抢或小罪点关狼系不债大。壶所以雁，希属望瞬题态时袋具有跪压力扒反馈呀以提堵高阻职尼系锦数，担虽刚对度有铸所降在低但盾关系还不大疼。稳稼态时童用不膛着提甜高阻爸尼系侨数，抹不需采要压西力反饰馈，计刚度灭也不见致降竿低。新这样省，可崖将静扰压反遇馈改闸为动众压反傲馈，椅亦即吹将压滑力的仁变化分率反悦馈回喉去。留瞬态欣时，滚压力证的变耽化大歌，反喉馈作递用大楚；稳泡态时盼，变疲化率枪为零淡，即陪没有军反馈钱。54图5崖.9贡(c族)中炼所加非的静熄压反溜馈元态件几温乎是撇一个饲比例墙环节墨。如健果将且此反群馈元拴件改杰为能疲反映丘压力厕瞬变瓶情况匀的微串分元航件，锦就是撒动压姥反馈摩了。福一般咳所用若动态魂反馈惨元件贴的传叹递函鲁数为Ts/(Ts+1晚)。耀将图父5.末9(旨e)皱中的梢静压勾反馈径元件K1/Kq改为患如图汁5.乞10形(a剂)所掌示的痛动压吃反馈直元件宽；其彼数学匀模型僚为式中xf——霸动压醉反馈园元件简的输剃出位敢移；K1——若动压尖反馈粱元件疏的比闯例常扎数；T3——魂动压易反馈常元件锹的时烤间常艰数。(5搞-1颈8)55结构觉变换垒后，候图5境.1池0(青a)密即成饺图5至.1滑0(程b)愚，比颤较图致5.娱9(稿b)遵和5咬.1纳0(异b)蒸，可已以看若到影狂响静病态刚木度的饿因素塌都是Kce，就红是说偏加了叼动态者压力春反馈匪后的杨刚度谜与未偶加压涉力反俱馈的紫刚度临是一便样的帆。再看踢图5爆.1烈0(贺b)狮的闭双环特必征式赴。为各分析门简便炸，取英动压赖反馈球元件箱的时健间常圈数T3≈T2，略调去KceBp/Ap2项，拥取前垮向传挡递函柴数为G及反椅馈传秃递函支数为H，则芳闭环普特征插式为56再看名