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液压控制系统的工作原理解析

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8.1.1机液伺服控制系统原理图1—阀芯;2—液压缸;3—阀体与缸体;4—负载图中的供油来自恒压油源,回油直接通油箱。图8.1.2机液伺服控制系统的原理框图该系统是一个靠偏差工作的负反馈闭环控制系统,其输出量是位移,故称为位置控制系统。以上介绍的是机液伺服控制系统的情况,其反馈为机械连接形式。一般来说,液压控制系统的基本控制原理都是类似的。图8.1.3所示为一个典型的电液位置伺服控制系统原理图。

液压控制系统的工作原理解析

图8.1.1所示为一简单的机液伺服控制系统原理图

图8.1.1 机液伺服控制系统原理图

1—阀芯;2—液压缸;3—阀体与缸体;4—负载

图中的供油来自恒压油源,回油直接通油箱。系统主要由四边滑阀和液压缸组成。滑阀是一个转换放大元件,它将输入的机械信号(阀芯位移)转换成液压信号(流量压力)输出,并加以功率放大。液压缸为执行元件,输入是压力油的流量,输出是运动速度或位移。在这个系统中,阀体与液压缸缸体做成一体,构成了机械反馈伺服控制回路。其反馈控制过程是:当阀芯处于中间位置(零位)时,阀的4个窗口关闭,控制阀无流量输出,缸体不动,系统处于静止平衡状态。若阀芯1向右移一个距离xi,则节流窗口a、b便各有一个相应的开口量xv=xi,压力油经窗口a进入液压缸无杆腔,推动缸体右移xp,液压缸左腔的油液经窗口b回油箱。在缸体右移的同时,也带动阀体右移xp,使阀的开口量减小,即xv=xi-xp。当缸体位移xp等于阀芯位移xi时,xv=0,即阀的开口关闭,输出流量为零,液压缸停止运动,处在一个新的平衡位置上。如果阀芯反向运动,则液压缸也反向跟随运动。也就是说,在该系统中,液压缸的位移(系统的输出)能够自动、快速而准确地跟踪阀芯的位移(系统的输入)运动。系统的原理框图如图8.1.2所示。

图8.1.2 机液伺服控制系统的原理框图

该系统是一个靠偏差工作的负反馈闭环控制系统,其输出量是位移,故称为位置控制系统。由于其输入信号和反馈信号皆由机械构件实现,所以也称机液位置伺服控制系统。还因它的机液转换元件为滑阀,靠节流原理工作,因此也称阀控式液压伺服系统

以上介绍的是机液伺服控制系统的情况,其反馈为机械连接形式。事实上,反馈形式可以是机械、电气、气动、液压之一或它们的组合,因此液压控制系统还可分为电液控制和气液控制等多种形式。一般来说,液压控制系统的基本控制原理都是类似的。下面再介绍一个电液位置伺服控制系统的示例。

图8.1.3所示为一个典型的电液位置伺服控制系统原理图。其工作原理是:由计算机(指令元件)发出数字指令信号,经D/A转换为模拟信号ur后输给比较器,再通过比较器与位移传感器传来的反馈信号uf相比较,形成偏差信号Δu,然后通过校正、放大器输出控制电流i,操纵电液伺服阀(电液转换元件)产生较大功率的液压信号(压力、流量),从而驱动液压伺服缸,并带动负载(被控对象)按指令要求运动。当偏差信号趋于零时,被控对象(负载)被控制在指令期望的位置上。该电液位置伺服控制系统的原理框图如图8.1.4所示。(www.xing528.com)

图8.1.3 电液位置伺服控制系统原理图

1—比较器;2—校正、放大器;3—电液伺服阀;4—负载;5—位移传感器;6—液压伺服缸;7—信号放大器

图8.1.4 电液位置伺服控制系统的原理框图

综合上述机液、电液两种控制系统的工作原理可知,液压控制系统一般具有如下特点:

(1)以液压为能源,具有功率放大作用,是一个功率放大装置;

(2)液压控制系统是一个自动跟踪系统(即随动系统);

(3)液压控制系统是一个负反馈控制系统,依靠偏差信号工作。

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