液压控制系统总复习 第一章:绪论 1.传动系统与控制系统重要区别 2.控制系统组成 3.液压动力机构 4.液压控制系统分类 1) 2) 3) 4) 5.特点 优点:功率-重量比、扭矩-惯量比大 频带宽 抗干扰能力强 润滑、散热好 缺陷:加工精度高,成本高 泄漏 油污染,液压源传输不如电方便 第二章:液压控制阀 一、结构及分类 1.圆柱滑阀 四通、三通、两通 零开口、正开口、负开口 四边、双边、单边 2.喷嘴挡板阀 单喷嘴 双喷嘴 3.射流管阀 二、液压控制阀定义 凡输入量为机械量,输出量是与输入量成比例变化的流量、压力的元件,称为液压控制阀。 三、作用 信号转换 功率放大 控制作用 四、滑阀分析 1.假设条件 2.稳态特性方程 3.无因次稳态特性方程 4.压力-流量特性曲线.稳态特性方程线性化 、、三个阀系数 6.液动力计算 稳态液动力 瞬态液动力、阻尼长度 五、正开口四通阀 同上 六、三通阀 同上 七、双喷嘴挡板阀 多压力特性分析 三个阀系数求取有不同 第三章:液压动力机构 一、定义、分类、特点 组合四种 控制元件:液压控制阀、伺服变量泵 执行元件:液压缸、液压马达 二、阀控缸动力机构 1.基本方程 三、传递函数方块图 四、传递函数 1.液压弹簧 2.液压固有频率 、、、、、 3.传递函数化简 1)情况 条件 ; 2)情况 条件, 3)两种特殊情况 , 五、重要性能参数分析 1. 2. 3. 4. 5. 六、频率响应 , 七、动态刚度特性 八、泵控马达动力机构 1.基本方程 2.传递函数及化简 同前 3.与阀控缸比较 1)效率高 2)响应不如阀控缸 3)增益恒定,, 九、阀控马达 十、三通阀控制液压缸 九、动力机构参数选择 1.负载折算方法 2.负载轨迹 描述负载力与负载速度间关系的图解曲线.动力机构输出特性 最大功率点是, 4.负载匹配 最佳匹配 5.近似计算 、同时出现 第四章:电液伺服阀 一、作用 二、结构及工作原理 力反馈式 两级滑阀式 三、分类 单级 两级 三级 四、线圈接法 五、传递函数 六、静态方程 七、选择方法 第五章:电液位置伺服系统 一、典型电液位置系统 ,, 系统开环 1.稳定性 2.闭环 3.瞬态响应 二、误差分析 1.稳态误差 2.静态误差 三、典型电液位置系统特点 四、具有弹性负载电液位置系统 1. 2.特点 液压控制系统总复习 第1章 绪论 1、 传动系统与控制系统的重要区别 2、 控制系统的组成 3、 液压动力机构 4、 液压控系统的分类 (1) 机~液、电~液、气~液 (2) 阀控系统、泵控系统 (3) 位置控制系统、速度控系统、力控制系统。 (4) 随动系统、恒值系统 5、 特点 优点:功率~重量比、扭矩~惯量比大,频带宽,抗干扰能力强,润滑、散热性好。 缺陷:加工精度高,成本高。泄漏,污染,液压源传输不太方便。 第2章 液压控制阀 2.1结构及分类 1、 圆柱滑阀 四通、三通、两通,零开口、正开口、负开口,四边、双边、单边。 2、 喷嘴~挡板阀 单喷嘴,双喷嘴 3、 射流管阀 2.2 液压控制阀 输入为机械量,输出是以输入量成正比变化的液压量(流量、压力)的控制元件称为液压阀。 2.3 作用 液压控制阀的作用为:信号转换、功率放大、控制作用。 2.4 滑阀 1、假定条件 2、稳定方程 3、无因次稳态方程 4、 压力~流量特性方程曲线、 稳态特性方程的线、 液动力的计算 瞬态液动力、稳态液动力、阻尼长度概念。 2.5正开口阀 同上 2.6 `喷嘴~挡板阀 第3章 液压动力机构 3.1 定义、分类、特点 控制元件:液压控制阀、伺服变量泵、执行元件:液压缸、液压马达。 3.2 阀控缸动力机构 1、 基本方程 2、 力机构方块图 3.3传递函数 1、液压刚度 2、 压固有频率、阻尼比 液压固有频率、液压阻尼比,动力机构固有频率, 动力机构阻尼比、机械固有频率、机械阻尼比。 3、 传递函数的化简 (1) 负载弹簧刚度为零()时的传递函数的化简 化简条件:〈〈1 传递函数可以化简为 式中: = 若较小,阻尼比为 (2) 负载弹簧刚度不为零()时的传递函数的化简 化简条件: 、 式中 , ~液压弹簧刚度与液压阻尼之比 ~负载刚度与阻尼系数之比。 ~液压弹簧刚度和负载弹簧串联耦合时的刚度与阻尼系数之比。 它们存在如下关系 4、 重要性能参数分析 、、、、 5、 频率特性分析 (1) (2) 6、 动态刚度 7、 泵控马达动力机构 (1) 基本方程 (2) 传递函数 同前 (3)与阀控缸比较 效率高、增益稳定,但响应不如阀控缸快。 8、 动力机构参数选择 (1) 负载轨迹 描述负载力与负载速度间关系的图解曲线) 动力机构输出特性曲线 最大功率点在:, (4) 负载匹配 最佳匹配为 , 第4章 电液伺服阀 一、 作用 二、 结构及工作原理 力反馈式,两级滑阀 三、 分类 四、 线圈的接法 并联、串联、差动连接 五、 传递函数 六、 静态方程 七、 选择方法 第5章 电液位置伺服系统 5.1典型电液位置伺服系统 、、时,系统的开环传递函数为 式中: 稳定性分析规定: 闭环特性: 瞬态响应: 5.2误差分析 稳态误差分析、静态误差分析。 规定总的静态误差小于系统所允许的误差的一半。 5.3典型伺服系统的特点 1、 载重要是惯性负载,弹性负载等于零。 2、伺服阀、伺服放大器、检测元件频带宽度远大于液压固有频率。 3、不加校正,运用液压动力机构固有特性可以满足系统性能规定。 4、开环频率特性 5、系统固有部分由比例、积分、二阶振荡环节组成 1、 统开环增益随伺服阀流量增益变化而变化,系统开环博德图幅频特性上下浮动。 2、 二阶振荡环节阻尼比小,变化范围大。 3、 设计时,以零位为设计工况点,这样,系统最小,阻尼比最小,最大,最不利于系统的稳定,这种设计思想是一种保守的设计思想,有助于整个系统在运营中的稳定。 4、 由于阻尼比小,系统开环相拼裕量大,接近于90度,为保证系统有足够的稳定裕量,重要保证系统的开环幅值裕量。 10、 闭环频率特性 系统频宽定义为(相应的频率值): 5.4具有弹性负载的电液伺服系统 1、开环传递函数 式中: 2、 特点 1、 系统为零型系统,最低转角为。 2、 与无弹性负载的动力机构系统相比较,无弹性负载系统中的积分环节变为低频惯性环节。 3、 工作中,由于偏离零位引起的阀系数、变化,导致频率特性的变化。 (1)变化、的变化使幅频特性上下移动。 (2)的变化对系统特性有较大的影响,上升,增益下降,=上升, 不变,不变,上升。有助于系统的稳定。 (3)弹性负载的影响 上升,系统开环增益下降,上升,下降,上升,上升,有助于系统的稳定,但频宽下降,系统快速性变差。 5.5 电液伺服系统的设计环节 1、明确设计规定 1、 系统用途 2、 负载工况 3、 工作条件 4、 其它规定,可靠性、电源、成本等。 5、 性能指标:精度、快速性、过渡过程品质。 2、方案选择 选择合理方案、拟定系统大体结构、系统原理框图。 3、静态计算 选择动力机构形式与参数,初步拟定系统开环增以,选择检测元件,伺服放大器等。 4、动态计算 1、列出各控制元件的方程,求出各控制元件的传递函数。 2、绘制博德图,求系统开环、闭环频率特性,给出幅值裕度和相角裕度。 3、完毕系统仿真计算,分析系统动态性能。 4、计算系统稳态误差、静态误差,校核精度。 6、 根据系统规定,拟定系统校正装置,或改动系统动力机构参数。 5、拟定液压能源装置及能源参数 6、调试与实验 可进行原理性模拟实验,半实物或实物实验。 一、 负载匹配 1.阀控缸动力机构,纯弹性负载,供油压力,活塞运动规律(m),求满足最佳匹配时A、。 伺服阀样本给出: 型号 额定压力 额定流量 额定电流 频宽 阻尼比 FF106-63 21MPa 63L/min 15mA 40Hz 0.5 FF106-100 21MPa 100L/min 40mA 40Hz 0.5 选阀并写出伺服阀传递函数(阀线.阀控缸动力机构,纯质量负载,供油压力,活塞运动规律,求满足最佳匹配时A、。 伺服阀样本给出: 型号 额定压力 额定流量 额定电流 频宽 阻尼比 FF106-63 21MPa 63L/min 15mA 40Hz 0.5 FF106-100 21MPa 100L/min 40mA 40Hz 0.5 选阀并写出伺服阀传递函数(阀线圈并联连接)。 二、 阀计算 1.已知电液伺服阀供油压力时空载额定流量,求供油压力、负载压力时的负载流量。 2.已知电液伺服阀当负载压力为供油压力时,负载流量为,求负载压力为供油压力时的负载流量。 3.已知阀压降时伺服阀的额定流量,求供油压力时额定空载流量。 三、 推导题 2.动力机构死区F引起系统静态误差。 3.正开口四通阀无因次稳态特性方程推导。 4.液压弹簧刚度推导。 5.负载折算。 6. 负载折算。 7.、、变化时,动力机构特性曲线.已知, 画出博德图,分析增大,博德图如何变化。 9、动力机构如图所示,列写动态方程,画出以Xv为出入量,Y2为干扰量,Y1为输出量的传递函数方块图。(15分) 10、典型电液位置控制系统开环传递函数如下: 画出博德图(幅频、相频都画)并求出稳定条件。(10分) 四、 概念 1. 提高、措施 2. 何为正阻尼长度? 3. 液压控制阀重要有几种? 4. 液压控制系统重要优缺陷? 5. 液压动力机构重要有几种形式? 6. 伺服阀线. 阀控、泵控动力机构重要特点 8. 为什么理解为动态弹簧 9. 动力机构最佳匹配 10. 液压控制阀作用 11. 系统设计时为什么用零位阀系数、 12. 为什么 13. 阀系数、、定义及物理意义 14. 位置系统,其它条件不变,当提高,系统稳定性、快速性、稳态误差如何变化 15. 典型电液位置系统与具有弹性负载位置系统,开环传函形式有何不同