一个实际的液压伺服系统无论多么复杂,都是由一些基本的元件组成的,例如图6.所示的“管道流量(或静压力)的液压伺服系统”可由图6. 3所示的职能方框图来表示。
由上面的例子进行总结,液压伺服系统由以下一些.元件组成:
(I>输人元件:也称指令元件,它给出输人信号(指令信号)加于系统的输人端,可以是机械的、电气的、液压的、气动的或者是它们的组合形式。如靠模、指令电位器或计算机等。
(2)反馈测量元件:测量系统的输出并转换为反馈信号。这类元件也是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。
(3)比较元件:将反馈信号与输入信号进行比较,给出偏差信号。
(4)放大器及能量转换元件:将偏差信号放大,并转换成液压信号(流量或压力)。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀、电液比例阀等。
(5)执行元件:将产生的调节动作加于控制对象上,实现调节任务。如液压缸、液压马达等。
(6)控制对象:被控制的机器设备或物体,即负载。
液压伺服系统也称为液压随动系统。在这个系统中,输出量能自动、快速、准确地跟随输人量而变化,与此同时,输出功率被大幅度地放大。其基本组成见图6. 4 0
3液压伺服系统的特点
液压伺服系统与一般的液压传动系统相比,具有以下特点:
(1)尽管同样有液压泵(能源)、液压马达或液压缸(执行元件)和控制元件,但液压伺服系统抗负载的刚度大,即输出位移受负载变化的影响小,定位准确,控制精度更高。
(2)它是一个跟踪系统:被控制对象能自动跟踪输入信号并随其变化而动作。
(3)它是一个信号放大系统:系统的输出信号功率是系统的输人信号功率的数倍甚至数千倍。
(4)它是一个负反馈闭环系统:被控制对象(或执行元件)产生的输出量(运动量)必须经检测反馈元件输回到比较元件,力图抵消使被控制对象(或执行元件)产生运动的输入信号,即力图使偏差信号减小到零,从而形成一个负反馈闭环系统。
}s}它是一个误差控制系统:执行元件的运动状态只取决于输入信号与反馈信号的偏差大小,而与其他无关。当偏差信号为零时,执行元件不动;当偏差信号为正(负)时,执行元件正(反)向运动;当偏差信号绝对值增大(减小)时,执行元件输出的力和速度增大(减小)。
4液压伺服系统的分类
液压伺服系统按不同的原则有多种分类方法,最常见的有以下三种:
(1>按被控物理量的不同分类
①位置控制系统;②速度控制系统;③力控制系统;④其他被控输出量控制系统。工程中最常用的主要是前三种。
}z)按传递信号(指输入和偏差信号)的元件不同分类
电液伺服系统(传递信号的元件为电气元件);②机液伺服系统(传递信号的元件是机械装置);③气液伺服系统(传递信号的元件是气动元件)。
(3)按液压控制元件的不同分类
①阀控系统(利用节流原理,靠液压伺服阀来控制进人执行元件流量的系统);②泵控系统(利用伺服变量泵改变泵排量的方法来控制进人执行元件流量的系统)。
以上三种分类方法是从液压伺服系统的不同角度考虑的,它们实际上可能指的是同一个液压伺服系统系统,应将它们有机地联系起来。例如,有一个具体的液压伺服系统,它控制的物理量是被控对象,传递信号的元件是电气元件,执行元件的速度和力是由液压伺服阀来控制的,则该系统可称为阀控式电液伺服位置控制系统。
5液压伺服系统的发展与应用
液压伺服控制是一门新兴的科学技术。它不但是液压技术的一个重要分支,也是控制领域中的一个重要组成部分。
在第一次与第二次世界大战期间及以后,由于军事工业的刺激,液压伺服控制因响应快、精度高、功率一重量比大等特点而受到特别的重视,特别是近几十年,随着整个工业技术的发展,促使液压伺服与比例控制得到迅速发展,使这门技术无论在元件与系统方面,还是在评论与应用方面都日趋完善与成熟,形成一门新兴的科学技术。
目前,液压伺服系统特别是电液伺服系统己成为武器自动化与工业自动化的一个重要方面。在国防工业与一般工业领域都得到了广泛应用。
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