電液控制技術(shù)

前言

“中心藏之，何日忘之”，在新中國成立60周年之際，時隔“21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)系列教材”出版9年之后，再次為此系列教材寫序時，《詩經(jīng)》中的這兩句詩又一次涌上心頭，衷心感謝作者們的辛勤寫作，感謝多年來讀者對這套系列教材的支持與信任，感謝為這套系列教材出版與完善作過努力的所有朋友們。追思世紀(jì)交替之際，華中科技大學(xué)出版社在眾多院士和專家的支持與指導(dǎo)下，根據(jù)1998年教育部頒布的新的普通高等學(xué)校專業(yè)目錄，緊密結(jié)合“機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案體系改革的研究與實(shí)踐”和“工程制圖與機(jī)械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革研究與實(shí)踐”兩個重大教學(xué)改革成果，約請全國20多所院校數(shù)十位長期從事教學(xué)和教學(xué)改革工作的教師，經(jīng)多年辛勤勞動編寫了“21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)系列教材”。這套系列教材共出版了20多本，涵蓋了“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化”專業(yè)的所有主要專業(yè)基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)方向選修課程，是一套改革力度比較大的教材，集中反映了華中科技大學(xué)和國內(nèi)眾多兄弟院校在改革機(jī)械工程類人才培養(yǎng)模式和課程內(nèi)容體系方面所取得的成果。這套系列教材出版發(fā)行9年來，已被全國數(shù)百所院校采用，受到了教師和學(xué)生的廣泛歡迎。目前，已有13本列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，多本獲國家級、省部級獎勵。其中的一些教材（如《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》、《機(jī)電傳動控制》、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等）已成為同類教材的佼佼者。更難得的是，“21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)系列教材”也已成為一個著名的叢書品牌。

內(nèi)容概要

本書是《液壓傳動系統(tǒng)》的延續(xù)，重點(diǎn)介紹電液伺服控制、電液比例控制等工程實(shí)用電液控制技術(shù)。在內(nèi)容上，本書擴(kuò)展了范圍，既重點(diǎn)介紹電液伺服控制和電液比例控制的基礎(chǔ)理論與方法，也介紹構(gòu)建電液控制系統(tǒng)涉及的信號檢測和信息轉(zhuǎn)換等基礎(chǔ)技術(shù)及液壓控制系統(tǒng)油源裝置、污染控制、振動與噪聲控制等相關(guān)技術(shù)；為開拓學(xué)生創(chuàng)新思維，推進(jìn)新技術(shù)應(yīng)用，還專題介紹了電液控制新技術(shù)，如電液控制中的機(jī)電一體化技術(shù)、電液數(shù)字閥及系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、水壓控制技術(shù)和電／磁流變流體控制技術(shù)等。與同類教材相比，突出了“用電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)強(qiáng)化液壓技術(shù)”的宗旨，面向工程實(shí)際，跟蹤科技發(fā)展前沿，采取了理論與實(shí)際相結(jié)合，電－液－計(jì)算機(jī)控制知識相結(jié)合，原理闡述與工程應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，技術(shù)運(yùn)用和技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合的方法，注重學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。    本書可作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、機(jī)械電子工程專業(yè)高年級本科生的“液壓控制系統(tǒng)”課程教材，也可作為從事液壓控制的工程技術(shù)人員的培訓(xùn)教材或參考書。

書籍目錄

第1章 緒論   1.1 液壓控制系統(tǒng)概論   1.2 液壓控制系統(tǒng)的分類與適用場合   1.3 電液控制系統(tǒng)的基本組成及特點(diǎn)   1.4 電液控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用概況   思考題及習(xí)題 第2章 電液控制基礎(chǔ)技術(shù)   2.1 信號檢測技術(shù)   2.2 電氣—機(jī)械轉(zhuǎn)換器   2.3 控制放大器   思考題及習(xí)題 第3章 液壓控制閥   3.1 概述   3.2 零開口四通圓柱滑閥的特性分析   3.3 正開口四通圓柱滑閥的特性分析   3.4 三通圓柱滑閥的特性分析   3.5 滑閥的功率輸出及效率   3.6 噴嘴擋板閥的特性分析   3.7 射流管閥的特性分析   思考題及習(xí)題 第4章 液壓動力機(jī)構(gòu)   4.1 四通閥控液壓缸   4.2 四通閥控液壓馬達(dá)   4.3 三通閥控差動缸   4.4 泵控液壓馬達(dá)   4.5 液壓動力機(jī)構(gòu)的負(fù)載折算與最佳匹配   思考題及習(xí)題 第5章 電液伺服閥   5.1 電液伺服閥的基本組成及分類   5.2 常見電液伺服閥的典型結(jié)構(gòu)和工作原理   5.3 電液伺服閥的特性與主要性能參數(shù)   5.4 電液伺服閥的選擇與使用   思考題及習(xí)題 第6章 電液伺服控制系統(tǒng)   6.1 電液伺服控制系統(tǒng)的類型與性能評價指標(biāo)   6.2 電液位置伺服系統(tǒng)   6.3 電液伺服控制系統(tǒng)的性能改善   6.4 電液速度伺服系統(tǒng)   6.5 電液力伺服系統(tǒng)   6.6 電液伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)   思考題及習(xí)題 第7章 電液比例控制技術(shù)   7.1 電液比例閥   7.2 電液伺服比例閥   7.3 電液比例變量泵   7.4 電液比例控制系統(tǒng)的工作原理與技術(shù)優(yōu)勢   7.5 電液比例控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)   思考題及習(xí)題 第8章 電液控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)   8.1 液壓油源裝置   8.2 液壓系統(tǒng)污染控制技術(shù)   8.3 液壓系統(tǒng)振動和噪聲控制技術(shù)   思考題及習(xí)題 第9章 電液控制新技術(shù)   9.1 整體閉環(huán)式電液控制元件   9.2 電液數(shù)字閥及系統(tǒng)   9.3 水壓控制技術(shù)   9.4 電／磁流變控制技術(shù)   思考題及習(xí)題 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.3.2電液控制系統(tǒng)的特點(diǎn)以油液為介質(zhì)的電液控制系統(tǒng)，屬于液壓系統(tǒng)范疇，同樣具有下列液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。（1）單位功率的質(zhì)量小，力一質(zhì)量比（或力矩一慣量比）大由于液壓元件的功率一質(zhì)量比和力一質(zhì)量比（或力矩-慣量比）大，因此可以組成結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、加速性好的控制系統(tǒng)。例如優(yōu)質(zhì)的電磁鐵能產(chǎn)生的最大力大致為175N／cm2，即使昂貴的坡莫合金所產(chǎn)生的力也不超過215.7N／cm。；而液壓缸的最大工作壓力可達(dá)3200N／cm。，甚至更高。統(tǒng)計(jì)資料表明，一般液壓泵的質(zhì)量只是同功率電動機(jī)的10％～20％，幾何尺寸為后者的12％～139%；液壓馬達(dá)的功率一質(zhì)量比可達(dá)7000W／kg左右，因受磁飽和限制，電動機(jī)的功率一質(zhì)量比約為700W／kg，即液壓馬達(dá)的功率一質(zhì)量比約為相同容量電動機(jī)的10倍。（2）響應(yīng)速度快由于液壓動力元件的力一質(zhì)量比（或力矩一慣量比）大，因此加速能力強(qiáng)，能夠安全、可靠地快速帶動負(fù)載啟動、制動與反向。例如中等功率的電動機(jī)加速需要一至幾秒，而同等功率的液壓馬達(dá)加速只需電動機(jī)的1／10左右時間。由于油液的體積彈性模量很大，由油液壓縮性形成的液壓彈簧剛度也很大，而液壓動力元件的慣量又比較小，因此，由液壓彈簧剛度和負(fù)載慣量耦合成的液壓固有頻率很高，故系統(tǒng)的響應(yīng)速度快。與具有相同壓力和負(fù)載的氣動系統(tǒng)相同相比，液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度是氣動系統(tǒng)的50倍。（3）負(fù)載剛度大，控制精度高液壓系統(tǒng)的輸出位移（或轉(zhuǎn)角）受負(fù)載變化的影響小，即具有較大的速度一負(fù)載剛度，定位準(zhǔn)確，控制精度高。由于液壓固有頻率高，允許液壓控制系統(tǒng)，特別是電液控制系統(tǒng)有較大的開環(huán)放大系數(shù)，因此可獲得較高的精度和響應(yīng)速度。此外，由于油液的壓縮性較小，同時泄漏也較小，故液壓動力元件的速度剛度較大，組成閉環(huán)系統(tǒng)時其位置剛度也大。液壓馬達(dá)的開環(huán)速度剛度約為電動機(jī)的5倍，電動機(jī)的位置剛度很低，無法與液壓馬達(dá)相比。因此，電動機(jī)只能用來組成閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，而液壓執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)）卻可用于開環(huán)位置控制。當(dāng)然若用閉環(huán)位置控制，則系統(tǒng)的位置剛度比開環(huán)要高得多。相比氣動系統(tǒng)，由于氣體可壓縮性的影響，氣動系統(tǒng)的剛度只有液壓系統(tǒng)的1／400。（4）液壓油能兼有潤滑作用，有利于散熱和延長元件的使用壽命。（5）容易按照機(jī)器設(shè)備的需要，通過管道連接實(shí)現(xiàn)能量的分配與傳遞；利用蓄能器很容易實(shí)現(xiàn)液壓能的貯存及系統(tǒng)的消振等；也易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和遙控等。

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《電液控制技術(shù)》：21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)系列教材

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