液压伺服控制系统的优缺点有哪些

液压伺服控制具有很多优点，从而使它获得了广泛的应用。但也存在一些缺点，这些缺点限制了它的应用。

 

 

1、 液压伺服控制的优点

①液压元件的功率-重量比和力矩-惯量比（或力-质量比）大，可以组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。对于中、大功率的伺服系统，这一优点尤为突出。

为了说明这一点，现将液压元件与电气元件作一比较。电气元件的最小尺寸取决于最大的有效磁通密度和功率损耗所产生的发热量（与电流密度有关）。最大有效磁通密度受磁性材料的磁饱和限制，而发热量散发又比较困难。因此电气元件的结构尺寸比较大，功率-重量比和力矩-惯量比小。液压元件功率损耗所产生的的热量可由油液带到散热器去散发，它的尺寸主要取决于最大工作压力。由于最大工作压力可以很高（目前可达32MPa），所以液压元件的体积小、重量轻，而输出的力或力矩很大，使功率-重量比和力矩-惯量比（或力-质量比）大。一般液压泵的重量只是同功率电动机重量的10%-20%，尺寸约为后者的12%-13%。液压马达的功率-重量比一般为相当容量电动机的10倍，而力矩-惯量比为电动机的10~20倍。

②液压动力元件快速性好，系统响应快。

由于液压动力元件的力矩-惯量比（或力-质量比）大，所以加速能力强，能高速起动、制动与反向。例如，加速中等功率的电动机需要一至几秒，而加速同功率的液压马达的时间只需电动机的1/10左右。  

由于液压系统中油液的体积弹性模量很大，由油液压缩性形成的液压弹簧刚度很大，而液压动力元件的惯量比又比较小，所以由油液弹簧刚度和负载惯量耦合成的液压固有频率很高，故系统的响应速度快。与液压系统具有相同压力和负载的气动系统，其响应速度只有液压系统的1/50。

③液压伺服系统抗负载的刚度大。即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。

由于液压固有频率高，允许液压伺服系统特别是电液伺服系统有较大的开环放大系数，因此可以获得较高的精度和响应度。另外，由于液压系统中油液的压缩性很小，同时泄露也很小，故液压动力元件的速度刚度大，组成闭环系统时其位置刚度也大。电动机的开环速度刚度约为液压马达的1/5，电动机的位置刚度接近于零。因此，电动机只能用来组成闭环位置控制系统，而液压马达（或液压缸）却可以用来进行开环位置控制，当然闭环液压位置控制系统的刚度比开环时要高得多。气动系统由于气体可压缩性的影响，其刚度只有液压系统的1/400。

 

 

 

2、 液压伺服控制的缺点

①液压元件，特别是精密的液压控制元件（如电液伺服阀）抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。 污染的油液会使阀磨损而降低其性能，甚至被堵塞而不能正常工作。这是液压伺服系统发生故障的主要原因。因此液压伺服系统必须采用精细过滤器。

 ②油液的体积弹性模量随油温和混入油中的空气含量而变化。油液的粘度也随油温变化而变化，因此油温变化是对系统的性能有很大影响。

③当液压元件的密封设计、制造和使用维护不当时，容易引起外漏，造成环境污染。 目前液压系统仍广泛采用可燃性石油基液压油，油液外漏可能引发火灾，所以有些场合不适用。

④液压元件制造精度要求高，成本高。

⑤液压能源的获得和远距离传输都不如电气系统方便。

综上所述

液压伺服系统体积小、重量轻、控制精度高、响应速度快。

这些优点对伺服系统来说是极其重要的。

除此之外，还有一些优点：如液压元件的润滑性好、寿命长；调速范围宽、低速稳定性好；借助油管动力传输比较方便；借助蓄能器，能量储存比较方便；液压执行元件有直线位移式和旋转式两种，增加它的适应性；过载保护容易；解决系统温升问题比较方便等。