電液伺服與電液比例控制技術(shù)

前言

電液伺服和電液比例技術(shù)是將電信號按比例轉(zhuǎn)換為液壓功率輸出的電液轉(zhuǎn)換技術(shù)。電液伺服系統(tǒng)響應(yīng)速度快、輸出功率大、控制精度高，在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。電液比例技術(shù)是電液伺服技術(shù)的發(fā)展和補充，比例閥實際是伺服閥的一種簡化，是利用比例電磁鐵在壓力、流量和方向閥的基礎(chǔ)上改進的，以簡化結(jié)構(gòu)，提高可靠性，降低成本。電液伺服和電液比例技術(shù)的發(fā)展集中地反映在主要基礎(chǔ)元件的改進和發(fā)展上。電液伺服閥向著簡化結(jié)構(gòu)、降低制造成本、提高抗污染能力和提高可靠性方向發(fā)展；電液比例閥向通用化、模塊化、集成化方向發(fā)展，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，降低成本。電液伺服和電液比例系統(tǒng)的電子控制器向著專用、高集成、組合化方向發(fā)展。以由電液伺服閥、電液比例閥和電子控制器組合集成的電液伺服和電液比例控制系統(tǒng)為主導(dǎo)的液壓工程技術(shù)，是衡量工業(yè)水平和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要標志。由于電液伺服和電液比例控制系統(tǒng)應(yīng)用在一些重要、大型裝備中，液壓元件和電子設(shè)備的精度和成本較高，因此電液伺服和電液比例控制系統(tǒng)需要認真分析、計算和設(shè)計，但是對電液伺服和電液比例控制系統(tǒng)性能的計算和設(shè)計，通常需用復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和控制算法來進行，這是一個矛盾。本書不采用翔實和艱深的控制理論的數(shù)學(xué)分析和設(shè)計方法，而是用一種簡單、實用的分析性能的方法，簡明扼要地闡述電液伺服與電液比例控制的基本理論，對電液伺服、電液比例元件和液壓控制系統(tǒng)性能提出分析和估算。通過實例，應(yīng)用簡單易學(xué)的方法對液壓位置控制、速度控制和力（或壓力）控制系統(tǒng)進行分析、計算、設(shè)計，朝著系統(tǒng)性能值偏于保守的一面進行簡化和歸納。如果一個系統(tǒng)的估算性能未能滿足所需的技術(shù)條件，實際上并不意味著實際系統(tǒng)不能滿足技術(shù)條件。如有需要，可以進一步考慮采用詳細的分析方法進行核算。

內(nèi)容概要

電液伺服和電液比例控制技術(shù)應(yīng)用在一些精密或大型裝備中，其設(shè)計一般需要用復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和控制算法。本書不采用繁冗的控制理論的數(shù)學(xué)分析和設(shè)計方法，而是用一種簡單易懂的方法闡述其理論，用實用、快速的估算方法，通過實例對電液伺服和電液比例控制系統(tǒng)的性能進行分析、估算和設(shè)計。該設(shè)計是朝向系統(tǒng)性能值偏于保守的一面進行簡化和歸納的，若系統(tǒng)的計算性能未能滿足所需的技術(shù)條件，實際上仍能滿足技術(shù)條件的要求。如有需要，可以進一步采用分析方法進行校核。    本書可作為大專院校機械電子專業(yè)學(xué)生的教學(xué)參考書，也可供從事機械電子專業(yè)液壓控制系統(tǒng)相關(guān)工作的工程師、技術(shù)人員、研究人員以及廣大機械電子專業(yè)的工程技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

第1章　控制技術(shù)的發(fā)展　1.1　控制理論的發(fā)展　1.2　電液伺服控制系統(tǒng)　1.3　電液伺服控制技術(shù)　　1.3.1  電液伺服控制的特點　　1.3.2　電液伺服控制的局限　1.4　電液比例控制技術(shù)　1.5  電液伺服和電液比例技術(shù)的發(fā)展　　1.5.1  電液伺服技術(shù)的發(fā)展　　1.5.2  電液比例技術(shù)的發(fā)展  第2章　控制方法及控制閥的選擇　2.1　開環(huán)控制與閉環(huán)控制　2.2　按偏差控制與按擾動控制　2.3　控制閥的選擇　2.4　普通開關(guān)電磁閥　2.5　帶閥芯控制的開關(guān)電磁閥　2.6　不帶反饋的比例閥　2.7　帶反饋的比例閥　2.8　高性能比例閥　2.9　伺服閥　2.10　數(shù)字伺服閥　2.11　速度控制系統(tǒng)　　2.11.1　節(jié)流速度控制　　2.11.2　帶補償?shù)墓?jié)流閥的速度系統(tǒng)　　2.11.3  比例閥和伺服閥速度控制系統(tǒng)  2.12　力控制系統(tǒng)第3章　閉環(huán)控制元件　3.1　伺服閥和比例閥的基本結(jié)構(gòu)　3.2　閉環(huán)比例閥　3.3　伺服閥的閉環(huán)系統(tǒng)　　3.3.1　流量增益　　3.3.2　壓力增益　　3.3.3　滯環(huán)、零偏、線性度、對稱度　　3.3.4　分辨率　　3.3.5　額定流量　3.4　閥的動態(tài)特性　　3.4.1　階躍響應(yīng)　　3.4.2　頻率響應(yīng)第4章　放大器　4.1　運算放大器　4.2　功率放大器和電流負反饋放大器　4.3　直接耦合式直流放大器　4.4　調(diào)制式直流放大器　4.5　交流放大器　4.6　放大器的調(diào)整　4.7　斜坡模塊第5章　傳感器　5.1　傳感器的性能　5.2　位移傳感器　　5.2.1　直線位移傳感器　　5.2.2　磁致伸縮傳感器　　5.2.3　磁阻磁尺　　5.2.4　磁通門位移傳感器　　5.2.5　感應(yīng)同步器　5.3　旋轉(zhuǎn)位移傳感器　5.4　速度傳感器　……第6章　閥的規(guī)格的確定第7章　影響液壓控制系統(tǒng)的因素第8章　閉環(huán)控制系統(tǒng)分析第9章　校正控制技術(shù)第10章　電液伺服閥的試驗參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 控制技術(shù)的發(fā)展　　電液伺服技術(shù)是將電信號按比例轉(zhuǎn)換為液壓功率輸出的電液控制技術(shù)；電液比例技術(shù)是在電液伺服的基礎(chǔ)上降低了控制特性、簡化了結(jié)構(gòu)，但提高了控制可靠性的電液控制技術(shù)。電液比例閥是利用比例電磁鐵技術(shù)對電液伺服閥進行簡化，在壓力、流量、方向閥的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種液壓控制閥。電液控制技術(shù)集液壓、電子和自動控制于一體，具有響應(yīng)速度快、輸出功率大、控制精確性高的特點。伺服閥是伺服系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。MTS公司與MOOG聯(lián)合設(shè)計的MTS—257伺服閥的頻率可達500～1000Hz，三級伺服閥流量已達13．3x10-3m3／s。計算機技術(shù)促進了電液伺服技術(shù)的提高，如在多自由度協(xié)調(diào)控制、仿真解耦等技術(shù)方面的應(yīng)用。Teststar Ⅱ全數(shù)字控制器的運算頻率可達5000 Hz，控制特性在傳統(tǒng)的PID控制基礎(chǔ)上，具有前饋控制、頻率反向補償控制、幅度控制和壓差等輔助控制特性。數(shù)字控制器運算功能豐富，控制靈活，是模擬控制系統(tǒng)無法比擬的。1.1 控制理論的發(fā)展 控制理論是電液控制技術(shù)的基礎(chǔ)，是控制系統(tǒng)建模、分析和綜合的理論，是控制系統(tǒng)的應(yīng)用數(shù)學(xué)分支，其發(fā)展經(jīng)歷了4個階段。

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《電液伺服與電液比例控制技術(shù)》為清華大學(xué)出版社出版。

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