液壓伺服系統(tǒng)組成及其優(yōu)缺點(diǎn)
一、液壓伺服控制系統(tǒng)
液壓傳動(dòng)中具有隨動(dòng)作用的液壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中,大功率的液壓元件(包括液壓伺服閥和液壓執(zhí)行元件)跟隨小功率的指令信號(hào)元件動(dòng)作。執(zhí)行元件所控制的通常是位置、速度等機(jī)械量。指令信號(hào)元件又稱參考信號(hào)元件,它發(fā)出代表位置、速度或其他量的指令信號(hào)。大功率與小功率之比可以達(dá)幾百萬倍以上。液壓伺服系統(tǒng)是反饋控制系統(tǒng),反饋回來代表實(shí)際狀態(tài)的信號(hào)與指令信號(hào)比較,得到誤差信號(hào),如果誤差不是零,便進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如在高射炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中,雷達(dá)跟蹤飛機(jī),并將信號(hào)送給指揮儀,指揮儀計(jì)算出高射炮管應(yīng)處的位置,炮管的實(shí)際位置與指揮儀算出的指令位置在系統(tǒng)中不斷進(jìn)行比較和調(diào)節(jié),直到誤差小于許可值時(shí)才射擊。液壓伺服系統(tǒng)通常應(yīng)包括:實(shí)際狀態(tài)的測(cè)量反饋元件;小功率指令信號(hào)的傳遞元件和大功率液壓執(zhí)行元件;期望狀態(tài)和反饋狀態(tài)的比較元件;差值信號(hào)的放大元件。液壓伺服系統(tǒng)分為機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。它們的指令信號(hào)分別為機(jī)械信號(hào)、電信號(hào)和氣壓信號(hào)。電液伺服系統(tǒng)因電氣控制靈活而得到應(yīng)用;氣液伺服系統(tǒng)用于防爆的環(huán)境或容易獲得氣壓信號(hào)的場(chǎng)合。液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)具有必要的性能:工作穩(wěn)定;對(duì)指令信號(hào)反應(yīng)快;穩(wěn)態(tài)誤差?。粚?duì)干擾不敏感。液壓伺服系統(tǒng)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的一種。在精密加工的定位系統(tǒng)中,液壓伺服系統(tǒng)能保證小于0.1微米的加工誤差。世界上許多巨大天文望遠(yuǎn)鏡的動(dòng)作,都是用星光作為伺服系統(tǒng)的指令信號(hào),通過液壓伺服系統(tǒng)和執(zhí)行元件進(jìn)行跟蹤的。
二、液壓伺服系統(tǒng)組成
液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)﹐分為機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)和電氣液壓伺服系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱電液伺服系統(tǒng))兩類。其中﹐機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用較早﹐主要用于飛機(jī)的舵面控制和機(jī)床仿型裝置上。隨著電液伺服閥的出現(xiàn)﹐電液伺服系統(tǒng)在自動(dòng)化領(lǐng)域占有重要位置。很多大功率快速響應(yīng)的位置控制和力控制都應(yīng)用電液伺服系統(tǒng)﹐如飛機(jī)﹑導(dǎo)彈的舵機(jī)控制系統(tǒng)﹐船舶的舵機(jī)系統(tǒng)﹐雷達(dá)﹑大炮的隨動(dòng)系統(tǒng)﹐軋鋼機(jī)械的液壓壓下系統(tǒng)﹐機(jī)械手控制和各種科學(xué)試驗(yàn)裝置(飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái)﹑振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái))等。
三、液壓伺服系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
1、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作快,換向迅速。就流量——速度的傳遞函數(shù)而言,基本上是一個(gè)固有頻率很大的振蕩環(huán)節(jié),而且隨著流量的加大和參數(shù)的匹配可以使固有頻率增大到和電液伺服閥的固有頻率相比。電液伺服閥的固有頻率一般在100HZ以上,因而液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頻率響應(yīng)是很快的,而且易于高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。與機(jī)電系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比,固有頻率通常較高。
2、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積和重量遠(yuǎn)小于相同功率的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積和重量。因?yàn)殡S著功率的增加液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如閥、液壓缸或馬達(dá))的體積和重量的增加遠(yuǎn)比機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)增加的慢,這是因?yàn)榍罢咧饕吭龃笠后w流量和壓力來增加功率,雖然動(dòng)力機(jī)構(gòu)的體積和重量也會(huì)因此增加一些,但卻可以采用高強(qiáng)度和輕金屬材料來減少體積和重量。
3、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)、抗干擾能力強(qiáng),特別是低速性能好,而機(jī)電系統(tǒng)的傳遞平穩(wěn)性較差,而且易受到電磁波等各種外干擾的影響。
4、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)速范圍廣,功率增益高。
缺點(diǎn):
1、液壓信號(hào)傳遞速度慢不易進(jìn)行校正,而電信號(hào)則是按光速來傳遞信息,而且易于綜合和校正。但是電液伺服系統(tǒng)由于在功率級(jí)以前采用了電信號(hào),因而不存在這一缺點(diǎn),而且在某種意義講這種系統(tǒng)具備了電、液兩類伺服的優(yōu)點(diǎn)。
2、液壓伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高,因而成本高。
3、液體的體積彈性模數(shù)隨溫度和混入油中的空氣含量而變。當(dāng)溫度變化時(shí)對(duì)系統(tǒng)性能有顯著影響。與此相反,溫度對(duì)氣體的體積彈性模數(shù)影響很小,因此對(duì)氣動(dòng)控制系統(tǒng)的工作性能影響不大。溫度對(duì)液體的粘度影響很大,低溫時(shí)摩擦損失增大;高溫時(shí)泄漏增加,并容易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。
4、漏油是液壓系統(tǒng)的弱點(diǎn),它不僅污染環(huán)境,而且容易引發(fā)火災(zāi)。液壓油易受污染,并可造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)堵塞。
--編輯:大蘭油泵電機(jī)02-采購顧問
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