电液伺服控制系统的分析介绍

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：电液伺服控制系统是以液压为动力，采用电气方式实现信号传输和控制的机械量自动控制系统。下面就以电液位置伺服控制系统为例，简要介绍一下电液伺服系统的组成和原理。电液伺服阀的作用是将小功率的电信号转换为阀的运动，以控制流向液压动力机构的流量和压力。电液伺服系统主要由电信号处理部分和液压的功率输出部分组成。图4－21电液伺服控制系统②反馈测量元件：测量系统的输出并转换为反馈信号。

电液伺服控制系统是以液压为动力，采用电气方式实现信号传输和控制的机械量自动控制系统。按系统被控机械量的不同，它又可以分为电液位置伺服系统、电液速度伺服控制系统和电液力控制系统3种。下面就以电液位置伺服控制系统为例，简要介绍一下电液伺服系统的组成和原理。

电液位置伺服控制系统适合负载惯性大的高速、大功率对象的控制，它已在飞行器的姿态控制、飞机发动机的转速控制、雷达天线的方位控制、机器人关节控制、带材跑偏、张力控制、材料试验机和加载等装置中得到了应用。

（1）电液伺服控制系统原理

图4－20是一个典型的电液位置伺服控制系统。图中反馈电位器与指令电位器接成桥式电路。反馈电位器滑臂与控制对象相连，其作用是把控制对象位置的变化转换成电压的变化。反馈电位器与指令电位器滑臂间的电位差（反映控制对象位置与指令位置的偏差）经放大器放大后，加于电液伺服阀转换为液压信号，以推动液压缸活塞，驱动控制对象向消除偏差方向运动。当偏差为零时，停止驱动，因而使控制对象的位置总是按指令电位器给定的规律变化。

图4－20　一个典型的电液位置伺服控制系统

（2）电液伺服系统的组成和主要器件

电液伺服系统中常用的位置检测元件有自整角机、旋转变压器、感应同步器和差动变压器等。伺服放大器为伺服阀提供所需要的驱动电流。电液伺服阀的作用是将小功率的电信号转换为阀的运动，以控制流向液压动力机构的流量和压力。因此，电液伺服阀既是电液转换元件又是功率放大元件，它的性能对系统的特性影响很大，是电液伺服系统中的关键元件。

液压动力机构由液压控制元件、执行机构和控制对象组成。液压控制元件常采用液压控制阀或伺服变量泵。常用的液压执行机构有液压缸和液压马达。液压动力机构的动态特性在很大程度上决定了电液伺服系统的性能。

电液伺服系统主要由电信号处理部分和液压的功率输出部分组成。

电液伺服控制系统不管多么复杂，都是由以下一些基本元件组成的，如图4－21所示。

①输入元件：也称指令元件，它给出输入信号（指令信号）加于系统的输入端，可以是机械的、电气的、气动的，如靠模、指令电位器或计算机等。

图4－21　电液伺服控制系统

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放大转换元件：将偏差信号放大、转换成液压信号（流量或压力），如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀等。

⑤执行元件：产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务，如液压缸和液压马达等。

⑥控制对象：被控制的机器设备或物体，即负载。

⑦其他：各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装置。

为改善系统性能，电液伺服系统常采用串联滞后校正来提高低频增益，降低系统的稳态误差。此外，采用加速度或压力负反馈校正则是提高阻尼性能而又不降低效率的有效办法。

综上所述可以看到，电液伺服系统有许多优点，其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、控制精确性高，因而在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域均得到了广泛的应用。人类使用水利机械及液压传动虽然已有很长的历史，但液压控制技术的快速发展却还是近几十年的事，随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到了广泛的扩展。

电液伺服控制系统的分析介绍

相关推荐