液压伺服系统课程课件五

第七章液压伺服系统设计

7.1液压伺服系统的设计步骤 7.2液压伺服系统设计举例7.3液压能源的选择本章介绍1系统设计概述方法和步骤：

1）频率法设计系统（试探法）2）需校核是否满足全部性能指标

3）校正：调整参数或改变系统结构4）重复，直至满足要求2

1）明确设计要求

2）拟定控制方案，画出系统原理图

3）静态计算：确定动力元件参数，选择系统的组成元件

4）动态计算：确定系统组成元件的动态特性，画出系统的方块图，计算系统的稳定性、响应特性和静态精度

5）校验系统的动静态品质，需要时对系统进行校正

6）选择液压能源上述过程是交叉反复进行的，直至满意7.1液压伺服系统的设计步骤3一、明确设计要求

1）明确被控制量是什么？位置？速度？力？恒值？随动？

2）明确负载特性。负载类型、大小和运动规律，确定最大位移、速度、加速度、功率等3）控制精度的要求。稳态误差，静差4）动态品质的要求：相对稳定性（相位裕量、幅值裕量、谐振峰值、超调量）相应的快速性（穿越频率、频宽、上升时间、调整时间）5）明确工作环境：温度、湿度、冲击、振动、噪声、干扰等6）其它：尺寸、重量、可靠性、寿命、成本4二、拟定控制方案，画出系统原理图

1）开环（结构简单、造价低、控制精度不高）？闭环（对外界干扰敏感，控制精度高）？2）阀控（响应快、精度高、结构简单、不考虑效率、发热量和参数大范围变化的小功率系统）？泵控（反之）？3）液压缸（直线、行程小、出力大）？马达？4）机液？电液？

绘制系统职能方块图（原理满足要求否？输入信号（模拟？数字？）？反馈信号（电流？电压？）？反馈传感器？）5三、确定液压动力元件参数，选择系统元件供油压力、执行元件尺寸（Ap、Dm、Q0、i）（一）供油压力的选择

1）高：减小重量和尺寸，减小可压缩性的影响，但，Ap，Dm的减小不利于

h的提高2）低（常用）：降低成本，减小泄漏、能量损失、温升，延长寿命、噪声小、易维护3）一般：2.5~14MPa，军用：21~32MPa（二）液压执行元件主要规格尺寸和伺服阀空载流量的确定

1）按负载匹配确定

图解法、解析法系统效率高，大功率系统2）按Fmax和Vmax确定

认为Fmax和Vmax同时出现，PL=2Ps/3，Q0=\/3ApVmax（较保守，功率储备大）也可用Fmax--Ap，Pmax/Vmax

--Q0（取大者）3）按固有频率

h（要求频宽的5~10倍）-Ap（较保守，功率储备大）6（三）伺服阀的选择流量留15%~30的余量（根据系统的快速性要求）另外，选阀时需考虑：1）流量增益的线性要好，压力灵敏度要大（力控制时小好）

2）不灵敏度、温度、压力零漂尽量小，泄露较小3）

sv>（3~5）h（低：限制响应特性；高：损坏抗干扰能力）4）其它（对污染的敏感性，是否加颤振、可靠性，价格）（四）其它反馈传感器、偏差检测器、交流误差放大器、解调器、直流功率放大器

注意：反馈传感器、偏差检测器的精度、线性度、测量范围、测量速度等要满足要求7四、动态计算

1）确定各组成元件的动态特性（传递函数、频率特性），画出系统方块图，求出传递函数2）由稳定性确定开环放大系数和放大器增益3）由开环频率特性画出闭环特性，确定系统频宽等参数4）根据开环增益计算稳态误差和静态误差五、检验系统动静态品质，需要时对系统进行校正8第七章液压伺服系统设计

7.1液压伺服系统的设计步骤

7.2液压伺服系统设计举例7.3液压能源的选择本章介绍9第七章液压伺服系统设计

7.1液压伺服系统的设计步骤

7.2液压伺服系统设计举例

7.3液压能源的选择本章介绍10一、对液压能源的要求P、Q

1）保证油液的清洁度a)

80%的故障由于油液污染造成b)一般，10m的过滤器，要求高的：5

m

2）防止空气进入（工作不稳定，快速性降低）一般空气含量<2~3%，通常采用加压油箱（1.5bar）

3）保持油温恒定a)温度过高，元件寿命降低；油温变化大，伺服阀的零漂大b)一般：35~45C4）保持油源压力稳定，减小油源压力波动（加蓄能器）11二、床液压糕能源漏的形陡式一般域为恒饶压式1）兔定量蚊泵+叙溢流宫阀（袍P1拥58苦图7饲-1追7）a)皱输出笑压力胞由溢接流阀债调定帆并保眯持恒杆定b)迎输出径压力阅与负酱载流我量之颗间的枯动态妥关系肉取决检于溢联流阀攀的动记态特舟性特点深：a)册结构念简单毛、反葬应迅目速、喂压力验波动添小b)Q泵=Qf（如哥果允闷许供误油压雄力有崇些波觉动，捏且峰男值流势量持翅续时裙间短渗，可箭选用拍蓄能馋器）c）鱼适用钟于小装功率县系统缺点劣：效率摘低，纹温升摸大2）道定量剥泵+体蓄能穷器+贪卸荷演阀（抱P1阴58葵图7店-1昂8）a)输出裁压力集变动但范围祖由压枯力继狡电器赵和电嘱磁溢兼流阀普控制b)荷系统摆压力援由蓄羡能器自保持特点役：a)萄泵肿有一域定的愚卸荷去时间赠，供葛油压喉力允艳许在配一定督范围简内变略动b)咬结凤构简烘单、锄能量京损失长小、可效率陆高123）绞恒压姑变量快泵（吉P1励59怠图7凳-1顾9）变量边泵+抽恒压但控制证变量辣机构收（恒亮压阀劈燕（调跳定泵训输出辣压力爸）+锻变量醉活塞菌）特点谨：a)插通过班改变螺流量旧保持合恒定丽输出贱压力b)欠输出钢流量息取决常于系闭统的叮需要c)盛效圆率高梅，适找用于毙高压哭、大孔流量欢系统睬；以漂及流翅量变冠化大洞，间阻歇工即作的刘系统优点向：系统炎组成证简单挣，重齿量轻缺点宜：a)座结橡构复项杂，逮变量崇机构火惯性右大，姨响应寸不如革溢流茅阀快b)级常恩配有海蓄能初器，晓以满鞠足峰小值流拉量时堤的要惨求（欺流量瓣变化辩大时只反应赞慢）c)秤流舒量小呼时，姜高压倡工作症泵产