液压传动控制系统课程课件

液气压系统分析本门课程的主要内容及目的主要内容液压基本回路分析液压系统工作原理分析（机床、工程机械、兵器等）液压系统设计及维护目的：熟练掌握各类液压典型回路；掌握液压系统的分析、设计方法；参考书：流体传动与控制，张光涵等，成都科技大学出版社；液压系统建模与仿真，李永堂等，冶金工业出版社；第一章液压传动与控制系统的讨论本章提要历史回顾前言发展现状未来展望在回顾流体传动及控制学科发展历史的基础上，对20世纪90年代后期以来液压学科的发展作了综合评述，它集众多学科于一体，具有显著的机电液一体化特征，尤其是与计算机技术相结合，使得液压学科在系统设计、控制、故障诊断、虚拟现实等方面有了长足的进步。最后对流体传动及控制技术的发展前景进行了预测，指出关注环保性能，提高效率；元件与系统的集成化、模块化、智能化、网络化；新材料的使用将是未来的发展方向。流体传动与控制技术发展到今天，已经成为一门与其它学科相互关联、交叉的综合性学科。它是集液压技术、微电子技术、传感检测技术、计算机控制及现代控制理论等众多学科于一体的高交叉性、高综合性的技术学科，具有显著的机电液一体化特征。流体传动与控制学科是人类在生产实践中逐步发展起来的。一、历史回顾1流体力学流体力学尤其是流体动力学作为一门严密的科学，却是在经典力学建立了速度、加速度，力、流场等概念，以及质量、动量、能量三个守恒定律之后才逐步形成的。1648年法国人帕斯卡(B.Pascal)提出静止液体中压力传递的基本定律，奠定了液体静力学基础。◆17世纪，力学奠基人牛顿(Newton)研究了在流体中运动的物体所受到的阻力，针对粘性流体运动时的内摩擦力提出了牛顿粘性定律。◆对流体力学学科的形成作出第一个贡献的是古希腊人阿基米德(Archimedes)，他建立了物理浮力定律和液体平衡理论。◆1738年瑞土人欧拉(L.Euler)采用了连续介质的概念，把静力学中的压力概念推广到运动流体中，建立了欧拉方程，正确地用微分方程组描述了无粘性流体的运动。伯努利(D.Bernoulli)从经典力学的能量守恒出发，研究供水管道中水的流动，进行试验分析，得到了流体定常运动下的流速、压力、流道高度之间的关系——伯努利方程。

欧拉方程和伯努利方程的建立，是流体动力学作为一个分支学科建立的标志，从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。◆◆◆◆18峰27年法甘国人晚纳维(C蜻.售L.至M益.Na靠vi项er)建立功了粘跑性流次体的摄基本瓜运动州方程轻；18割45年英皆国人茫斯托忽克斯(G罗.漂G.位S绩to文ke印s)又以捕更合喇理的炮方法灭导出魄了这砌组方第程，尸这就疮是沿迅用至抢今的N-衰S方程享，它基是流贺体动泛力学驼的贵理论袄基础淡。18妥83年英牲国人淡雷诺(O篇.星Re裕yn窃ol鉴ds同)发现龄液体希具有跑两种奏不同贺的流趣动状坚态——层流宴和湍挪流，办并建茧立湍鞠流基呈本方妖程——雷诺锐方程笨。2液压层传动◆17翻95年英层国人离布拉筒默(J愧.Br毯am潜sh)发明沉了第援一台冰液压机，涨它的爽问世堡是流蜡体动皱力应漏用于倡工业俩的成筒功典潜范，到18海26年液亩压机呢已被你广泛蚁应用辣，此该后还齐发展习了许多水张压传馋动控堤制回套路，攻并且辰采用遍机能黑符号锤取代其具体的设术计和宰结构亮，方坦便了纳液压桨技术原的进泡一步妹发展我。19世纪筐是流扇体传冈动技贴术走钳向工偏业应晃用的徐世纪热，它任奠基乘于的畅流体榆力学咱成果桥之上铲，而雹工业许革命世以来阵的产菠业需显求为厘液压顷技术旅的发榨展创鹅造了翠先决祝条件浑。◆19惠05年美怖国人妻詹尼(Ja扛nn巴ey)首先哀将矿译物油括引入联传动堵介质闻，并勺设计句研制惠了带恭轴向柄柱塞箩机械甲的液叉压传归动装零置，府并于19栏06年应亮用于界军舰嘱的炮挡塔装作置上蚂，为视现代燃液压李技术员的发节展揭叉开了劲序幕嗓。◆◆19久22年瑞暂士人速托马(H临.Th规om钞a)发明储了径滥向柱互塞泵在。19虾36年美虎国人耻威克誉斯(H胆.宽Vi渣ck嫂er宜s)一改颂传统亡的直驼动式漫机械划控制测机构果，发领明了落先导殊控制疏式压腐力控蕉制阀蚕。稍奔后电音磁阀岁和电似液换裙向滑周阀的述问世沟，使翁先导妹控制罗形式哥多样蛙化。◆3控制侄论20世纪捡是流厨体传毒动与培控制胖技术伤飞速本发展愚并日课趋成框熟的值世纪冲，也赤是控议制理么论与回工程目实践辟相互魂结合望飞速继发展帅的世脏纪，绳它为善流体宫控制社工程冬的进惊步提解供了景强有态力的善理论酿基础悟和技桃术支隶持。◆19瞎22年美咽国人然米诺念尔斯嫌基(N朗.Mi鞠no咸rs问ky)提出思用于巨船舶据驾驶已伺服疲机构赶的比怕例、译积分斥、微丈分(P掀ID般)控制爹方法慈。◆◆19绩32年瑞拔典人布奈奎餐斯特(H．Ny诱qu尝is逮t)提出限根据仰频率响应拒判断叨系统窃稳定向性的钩准则博。19密48年美旱国科旱学家秧埃文瓦斯(W．R．Ev糟an篮s)提出桑了根歇轨迹悦分析咳方法胀，同插年申皆农(C．E．Sh厚an糠no斑n)和维饮纳(N浙.文Wi席en艰er且)出版《信息吐论》与《控制不论》。4液压朱传动秤及伺立服系覆统◆19祥50年摩帮根(M贤oo句g)研制钉成功尚采用协微小弄输入渗信号积的电沙液伺歇服阀裳后，朽美国笼麻省炎理工额学院片的布茂莱克欣本(B奥la逗ck艇bu勿rn拼)、李(L业ee妥)等人境在系绍统高秋压化傅和电哪液伺倍服机策构方夫面进妇行了烛深入乞研究形。◆19猛70年前滨后信浙号功用率介仿于开付关控封制和昆伺服阔控制互之间坝的比袜例阀古问世。二战洒后液葵压技羡术在折航天张、国宰防、马汽车格和机尘床工搅业中叨得到显广泛帅应用疾，并章且走宅向产疮业独桶立发梯展，前西方狮各国粉相继青成立焰了行狮业协叹会和着专业跨学会窝，液厅压传率动和团控制耳被作奋为新麻兴技存术得卡到重始视。仪这一且时期锐称得廊上是旷液压亚工业深的黄叹金岁飞月。4液压丢传动温及伺咳服系弃统◆l9接60年布烧莱克兰本(B张la屈ck拳bu阿rn题)的《液动纤气动蹦控制》和l9郑67年梅洪里特(M跨er惯ri涝tt汤)的《液压镰控制帐系统》两部驴科学尺著作馅相继茫问世废，对书液压淋控制益理论乓作出挽了系锈统、抛科学证的阐信述。◆从19肿62年开早始制蚁定液姨压元途件的猾标准(C律ET城OP，IS废O／TC坝l3粉1)。◆在主颠阀结疤构上溪，早弃期采辉用水册介质埋时大歇多选室择锥省阀结色构；沉油压猛控制盾发展左后圆研柱滑选阀结久构成疲为主收流。19仍70年前在后二臣通插灯装阀(大中持功率)以及碧螺纹臭插装裁阀(中小顷功率)问世递并快植速发辈展，肯使得号滑阀读结构少受到客冲击切。20世纪晒是流机体传沃动及脉控制烛技术减逐步锡走向土成熟带的时召代。喊随着胀现代线科学禽技术岛的飞锐速发巨展，氧它不丸仅可叨以充够当一虏种传术动方竭式，现而且斤可以紫作为海一种墨控制麻手段张，充汉当了吃连接渐现代革微电攀子技题术和米大功文率控讲制对堆象之方间的臂桥梁合，成斩为现躺代控给制工稳程中它不可热缺少苏的重矿要技顷术手焦段。二、悔发展拒现状进入20世纪90年代期后期虏，随未着自律动控笨制技稀术，愿计算欣机技咳术，冒微电逆子技展术、飘可靠尝性技陶术的喝发展缺以及装新材孝料的疤应用婚，使瞎传统籍的液白压技绢术有眼了新工的进顽展，幕也使骆液压油系统患和元辉件的郊水平杂有很表大提无高。1液压糕传动虎与微稼电子勿技术抓相结抚合，寸实现苹机电录一体抽化集老成是新娱型元见件和稠系统捡发展撤的主郊要方馅向。◆多功财能集厨成电挖液元粗件、粘具有帆数字讽接口镇的电亏液元乱件和亿检测扫元件咸快速访发展野。◆由于宪内置顽电子筝线路威以及兽串行颗通讯储总线爽技术仍的发谜展，箱在一键些大靠型现牲代化激的电富液系战统，豆如冶映金、棋大型反矿山犯机械氧及工期程机社械中其，泵晌、马哑达、熄阀等攻元器甜件装畜有各忧种必攀要的任传感泼器和厕两路披数据互连接彩器，蒜不仅草可实捞现各钥种功飞能的蜘控制顾，还族可实院现各搁元件未状态断的监家测，棉使液肉压系挤统故踢障诊化断技舟术有宝了进抵一步顷的发绪展。◆现代喊的液候压系井统是制高度辣机电缩慧一体叹化的瓜大型扑复杂佩控制购系统连。◆中央得计算阿机不梢断访蜓问所晕有元扇件的北当前剩特性沈，并咳且与泉标准异特性狼相比谈较，砍若显遇著超牺出，呢可发察出必晒要的肤警报候。2计算么机的腐广泛营应用距和性嫁能的稻不断灯提高取使得北流体雄传动近及控氧制技免术有涨了新股的发罢展计算春机辅交助设定计大辞大地孤提高讯了工轮作效誉率。编利用CA欣D/稻CA拍E技术滨全面固支持今液压熔产品叠从概房诚念设器计、头外观感设计嫂、性哑能设案计、纸可靠通性设皆计到素零部援件设苦计的啊全过绒程。辉对现释有的科液压CA伟D/意CA野E设计祝软件镜进行暂二次止开发怀，建撑立知拥识库叔信息轨系统慨，它楚将构高成设韵计——制造——销售——使用——设计青的闭哲式循迅环系纸统。◆◆◆A新控潮制策煮略不丹断被兆采用。自适桃应控荣制(A罪C)是指水当被慨控对衫象本历身特盼性及暖其外划部环猛境了恼解不灵多时补或者植它们型在正赢常运谋行中酬存在师变化挠时，守对其虑有自杆适应颂能力嘴和鲁饺棒性鲁棒粱控制笛指的肉是当衰系统耕模型瓦包含瘦不确峰定性事因素缎时，蹲仍然乐希望平控制骡系统误始终采保持蚁良好闷性能云的一沫种控壤制方紫式。阶近年唐出现酒的荐设肢计方动法是挪鲁棒倦控制惹的代撇表。智能隙控制(I底C)通过哪对系撕统特辟征的忠描述剂和提斥取，准符号炼和环显境的攻识别宰，知设识库唤和推辞理机最的开挡发以免及控周制规茫律的枣在线悦学习傻和修男正，爽对改索善液盈压伺禽服系袋统的胶控制症性能都有巨樱大潜合力。¥H◆◆◆B虚拟色技术吉在液河压行轮业中蓄得到体应用赚。虚拟暮现实(V工ir滨tu落al秋R厚ea哪li炼ty并)通常吨是指袄通过前头盔筛显示归器和涝传感看手套嫁等一殖系列态新型掌交互塘设备掏构造景出的熄一种幸计算提机软秤硬件漆环境厚，操乏作者考通过火这些锅设施皆以自援然的宋技能杯向计族算机蚕送入增各种游命令矿，并深得到逮计算固机对乱用户绣的视肺觉、尊听觉长及嗅饮觉等稼多种扰器官焦的反淘馈。包括羞与计耳算机员系统屋有关战的具熟有自递然模猜拟、爹逼真朵体验草的技残术与锈方法变。它遇最主趴要的因目标练就是波真实银的体洲验和颈方便因的人座机交室互。虚拟遗实现祝系统徐具有哭“沉轨浸（Im促me猪rs丑io还n）”系，“交互扛（In扁te划ra萍ct团io谜n）”和“泰想象耐（Im前ag适in巧at眨io祖n）”三个默基本矿特征。◆◆◆故障昼诊断截技术趴有了庸长足至的进目步并它向智校能化拒发展召。软测填量(S被of咽t-牢se嚷ns筹in千g)特点洞就是斑以计乔算机丧和软柿件为泡核心歪，根雷据某夹种最惹优准固则，忘选择脾比较蛾容易田测得艳的一鸡种或级几种肤辅助狠变量确，来浙估计疼不能肠直接距测量绪的主坟要变搂量。网络朋技术虏将促唐进流坝体传冲动行赞业多晶方面颤的发玩展。通过蜂网络狠技术键，可早以使驳液压产气动党产品斧的设束计、裂生产已、销烘售和倡用户译信息砌反馈污及时跃挂起抓钩来凝。用符户要乳求和脉设计垂信息妇可传鹿给设制计部匆门，谱设计誓结果鹅通过茄网络细传达庙到相迎应的榴生产炭部门线及其恢他机些构，得可以鹅在网老上就鼠出现觉的问蹄题交阿流看渣法和亦提出花建议沉，最曾终实瓜现整赔个产未品设拖计与供生产曲过程掀的无泊纸化翠、文叼件的流电子战化。总之意流体量传动井与电沃子、伏计算颤机、冒通信均等技剩术相马结合想，大驶大促过进了犯流体僻传动圆元件施及系躬统的趋发展膜。流泊体传巷动及较控制损技术徐已经翅成为和现代介机械鸦工程情的基协本要驰素和置工程淡控制俩关键毛技术俯之一盒。三、未来串展望有统腹计资晴料表添明：谋近20年来姑液压战技术右的发印展来蔑源于技自身省的科牧研成咸果仅占约20缘瑞%，来可源于仇其他类领域显发明宏的占50潜%，移召植其轰它技渴术研源究成牵果占30误%，没劲有任很何一沙种学防科能侍关起猴门来窝发展核，这伐也是保所有尘学科绣的共僚同趋产势。脊未来忽液压茄技术筐难有扛惊人述的技清术突棕破，隔应当和主要葵靠现扛有技凡术的夸改进委和扩扎展，愿不断挎扩大体其应素用领片域以英满足透未来妥的要械求。配其主讨要的淘发展童趋势森将集迫中在薪以下贯几个董方面缝。1流体蜡传动贿与控盏制设格备更咳加注染重其本环保投性能◆◆◆◆污染粮环境妖是流笑体传击动工拳业面朗临的垦最大妙挑战懂之一蛛，也捕是妨愿碍它尝与电症气和碌机械斩传动课系统早有效损竞争涛的一瘦大因竿素。治理技泄漏粪和降炒低噪延声是捷液压数系统瓦需要亿解决她的两死大布问题蛾。加大欺非石裕油基放液压拨油的送使用陵力度脏。水压姑技术笋将会磨得到枝大力恰发展怀。2节能孕降耗歼，提喝高效旁率。◆◆◆广泛边采用凝在负该载敏夫感系突统，保使之裕具有乖流量揭适应音控制鬼和压其力自巧动补葱偿功梅能。发展哈变频捉电机务驱动丝式系统预及二俱次调屡节技铜术。轻量锻化梁、小怕型化骑、节睛能元脸器件仍。3更为秃集成喷化、捡模块环化、杰智音能化惧和网输络化经。◆◆◆由电扑子直月接控益制的地元件惕将得涌到广唉泛采烘用借助木现场申总线五，实哥现高菜水平客的信简息传罪递，割可以筒对流浅体传井动及盛控制酿大系朱统实宜现综扑合多催目标艰最优云控制——效率殊最优领、功象能最否优或嘉预选欠目标由最优点。流体肤传动利及控拒制系般