1、液压伺服系统的原理及实例液压伺服系统的原理及实例 伺服系统伺服系统(又叫随动系统或跟踪系统又叫随动系统或跟踪系统)是一中自动控制系统是一中自动控制系统,在这种系统中执行机构能以一定的精度自动地按照输入信号在这种系统中执行机构能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律动作。的变化规律动作。液压伺服系统：凡是采用液压控制元件和液压执行元件液压伺服系统：凡是采用液压控制元件和液压执行元件,根据液压传动原理建立起来的伺服系统根据液压传动原理建立起来的伺服系统,都称为液压伺服系统。都称为液压伺服系统。电液伺服控制系统电液伺服控制系统l电液伺服控制系统是由电气的信号处理部分与液电液伺服控制系统是由电气的信
2、号处理部分与液压的功率输出部分组成的闭环控制系统。具有控压的功率输出部分组成的闭环控制系统。具有控制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功率大、结构紧凑、重量轻等特点。应用广泛。率大、结构紧凑、重量轻等特点。应用广泛。1、液压伺服控制的工作原理、液压伺服控制的工作原理 图示为一液压伺服系统原理图图示为一液压伺服系统原理图,Xi为阀芯位移为阀芯位移(做为系统的输入量做为系统的输入量),Xp缸体位移缸体位移(做做为系统的输出量为系统的输出量),系统中阀体和缸体作成一体系统中阀体和缸体作成一体,构成反馈连接。构成反馈连接。系统中输出位移能够精确地复现输入位
3、移的变化系统中输出位移能够精确地复现输入位移的变化,同时它输入的机械量转换成很同时它输入的机械量转换成很大的输出力大的输出力,因此也是一个功率放大装置。因此也是一个功率放大装置。负载液压伺服系统原理图xixiApaxvbFL2、液压伺服系统的构成、液压伺服系统的构成 输入元件给出输入信号输入元件给出输入信号,加于系统的输入端。加于系统的输入端。反馈测量元件测量系统的输出量反馈测量元件测量系统的输出量,并转换成反馈信号。输入元件和反馈测量并转换成反馈信号。输入元件和反馈测量元件都可以是机械的元件都可以是机械的,电气的电气的,液压的或其组合。液压的或其组合。比较元件将反馈信号与输入信号进行比较比较
4、元件将反馈信号与输入信号进行比较,产生偏差信号加于放大装置产生偏差信号加于放大装置,该元该元件一般不单独存在。件一般不单独存在。输 入元 件转 换 放 大 装 置液 压 执 行 元 件控 制对 象反 馈 测 量 元 件比较元件液压能源液压伺服系统的构成+-转换放大装置将偏转换放大装置将偏差信号的能量形式进差信号的能量形式进行变换并加以放大。行变换并加以放大。执行结构是液压缸或液压马达。执行结构是液压缸或液压马达。3、电液伺服阀、电液伺服阀 电液伺服阀既是电液的转换元件也是功率放大元件电液伺服阀既是电液的转换元件也是功率放大元件,它它将小功率的电信号输入转换成大功率的液压能输出。将小功率的电信号
5、输入转换成大功率的液压能输出。由电液伺服阀构成的伺服系统叫电液伺服系统。由电液伺服阀构成的伺服系统叫电液伺服系统。电液伺服阀已标准化、系列化。电液伺服阀已标准化、系列化。我国我国70年代开始批量生产年代开始批量生产QDY系列和系列和DY系列电液伺系列电液伺服阀。服阀。3、电液伺服阀、电液伺服阀 QDY系列伺服阀属于干式力矩马达喷嘴挡板滑阀式系列伺服阀属于干式力矩马达喷嘴挡板滑阀式力反馈伺服阀。该系列电液伺服阀性能质量都非常过关力反馈伺服阀。该系列电液伺服阀性能质量都非常过关,应用较多。应用较多。DY系列伺服阀是动圈双级滑阀式伺服阀系列伺服阀是动圈双级滑阀式伺服阀,冶金矿山行冶金矿山行业用的较多
6、。业用的较多。图示为图示为QDY电液伺服阀原理图电液伺服阀原理图 QDY的基本组成如下图：的基本组成如下图：+-输入信号电气-机械 转换器前置放大级功率放大级(滑阀)输出流量压力反馈机构电液伺服阀的基本构成(电流)位移力液 压 放 大 器3、电液伺服阀、电液伺服阀l电液伺服阀的类型和结构很多电液伺服阀的类型和结构很多,但是但是,都是由电气机械转换器都是由电气机械转换器和液压放大器所构成。和液压放大器所构成。l电气机械转换器也成电气机械转换器也成“力马达力马达”或或“力矩马达力矩马达”,它将输入的它将输入的电信号电信号(电流或电压电流或电压)转换成力或力矩输出转换成力或力矩输出,去操纵阀芯的位移
7、。去操纵阀芯的位移。l电气机械转换器的输出力或力矩很小电气机械转换器的输出力或力矩很小,在流量比较大的情况下在流量比较大的情况下,无法直接驱动阀芯无法直接驱动阀芯,此时要增加前置放大级此时要增加前置放大级,将输出力或力矩将输出力或力矩放大。前置放大级是喷嘴挡板阀放大。前置放大级是喷嘴挡板阀,功率放大级是滑阀。功率放大级是滑阀。3、电液伺服阀、电液伺服阀4、液压伺服控制系统举例、液压伺服控制系统举例l(1)液液压压仿仿形形刀刀架架 该该系系统统的的反反馈馈是是机机械械反反馈馈4、液压伺服控制系统举例、液压伺服控制系统举例l(1)液液压压仿仿形形刀刀架架 该该系系统统的的反反馈馈是是机机械械反反馈
8、馈进给运动示意图abv纵v纵v仿v合v纵v合v仿4、液压伺服控制系统举例、液压伺服控制系统举例l(2)电液位置伺服控制系统电液位置伺服控制系统 该系统控制工作台的位置该系统控制工作台的位置,使使之按照指令电位器给定的规律之按照指令电位器给定的规律变化变化.指令电位器将滑臂的位置指令电位器将滑臂的位置指令指令Xg转换成电压转换成电压Ug.工作台位工作台位置置Xf由反馈电位器检测由反馈电位器检测,转换成转换成电压电压Uf.两个电位器接成桥式回两个电位器接成桥式回路路,电桥的输出电压电桥的输出电压UUgUfK(XgXf),K电位器增益电位器增益.当工作台位置当工作台位置Xf与指令位置与指令位置Xg一
9、致时一致时,XfXg,即即U0.+-电 液 伺 服 阀工 作 台反 馈 电 位 器指 令 电 位 器ufuugxfxoxgE双 电 位 器 位 置 控 制 电 液 伺 服 系 统放 大 器4、液压伺服控制系统举例、液压伺服控制系统举例+-电 液 伺 服 阀工 作 台反 馈 电 位 器指 令 电 位 器ufuugxfxoxgE双 电 位 器 位 置 控 制 电 液 伺 服 系 统放 大 器l电液伺服阀处于零位电液伺服阀处于零位,没有没有流量进出系统流量进出系统,工作台不动工作台不动.当指令电位器向右移动一个当指令电位器向右移动一个位移位移UK Xg,经放大经放大去控制电液伺服阀去控制电液伺服阀,
10、输出压输出压力油推动工作台右移力油推动工作台右移,同时同时使工作台位移增加使工作台位移增加,当增加当增加量为量为UXfXfXg Xg0,工作台重新停止工作台重新停止.该系统是一个电量反馈的闭环控制系统。该系统的工作原该系统是一个电量反馈的闭环控制系统。该系统的工作原理方块图为：理方块图为：4、液压伺服控制系统举例、液压伺服控制系统举例 指 令 电 位 器 伺 服放 大 器 电 液伺 服 阀液 压 缸 反 馈电 位 器位 置 控 制 系 统 工 作 原 理 方 块 图+-工 作 台(3)电液速度伺服控制系统电液速度伺服控制系统l测速发电机：将输出转换为反馈电压信号测速发电机：将输出转换为反馈电压信号Uf,它是反馈装置。它是反馈装置。4、液压伺服控制系统举例、液压伺服控制系统举例速度指令伺服放大器 位移传感器测速发电机电液伺服阀滚筒+-uguf电液速度伺服控制原理图
