伺服与控制
电液伺服系统的组成
电液伺服系统是一种反馈控制系统,主要由电信号处理装置和液压动力机构组成。典型电液伺服系统组成元件如下:
(1)给定元件。它可以是机械装置,如凸轮、连杆等,提供位移信号;也可是电气元件,如电位计等,提供电压信号。
(2)反馈检测元件。用来检测执行元件的实际输出量,并转换成反馈信号。它可以是机械装置,如齿轮副、连杆等;也可是电气元件,如电位计、测速发电机等。
(3)比较元件。用来比较指令信号和反馈信号,并得出误差信号。实际中一般没有专门的比较元件,而是由某一结构元件兼职完成。
(4)放大、转换元件。将比较元件所得的误差信号放大,并转换成电信号或液压信号(压力、流量)。它可以是电放大器、电液伺服阀等。
(5)执行元件。将液压能转变为机械能,产生直线运动或旋转运动,并直接控制被控对象。一般指液压缸或液压马达。
(6)被控制对象。指系统的负载,如工作台等。
以上六部分是液压伺服系统的基本组成。此外,可增设校正元件来改善系统性能;增设比例元件来使输入信号按比例变化。
电液伺服控制系统的特点
(1)伺服系统是一个位置跟踪系统。输出位移自动地跟随输入位移的变化规律而变化,体现为位置跟随运动。
(2)伺服系统是一个功率放大系统。推动滑阀阀芯所需的功率很小,而系统的输出功率却可以很大,可带动较大的负载运动。
(3)伺服系统是一个负反馈系统。输出位移之所以能够精确地复现输入位移的变化。是因为控制滑阀的阀体和液压缸体固连在一起,构成了一个负反馈控制通路。液压缸输出位移,通过这个反馈通路回输给滑阀阀体,并与输入位移相比较。从而逐渐减小和消除输出位移和输入位移之间的偏差,直到两者相同为止。因此负反馈环节是液压伺服系统中必不可少的重要环节。负反馈也是自动控制系统具有的主要特征。
电液伺服控制系统的发展方向
(1)与电子技术和计算机技术相结合。随着电子组件系统的集成,电子组件接口和现场总线技术逐步应用于系统的控制中,从而实现高水平的信息系统。
(2)更加注重节能增效。变频技术和负荷传感系统等技术的应用将很大程度上提高系统效率。
(3)新型电液元件和一体化敏感元件将得到广泛研究,如具有抗污染、高精度的直动型电液控制阀,液压变换器及电子油泵等。
(4)计算机技术将广泛应用于电液控制系统的设计、建模和仿真试验中。包含CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助分析)、CAPP(计算机辅助工艺规划)、CAT(计算机辅助测试)、CIMS(计算机制造系统)将会在电液系统的全过程中发挥更大的作用。
(5)在电液系统中,像电磁材料、聚合物等新材料,无线电电液比例遥控系统将得到进一步的研究和应用。
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