穆格MOOG電液伺服閥系統(tǒng)
電液伺服系統(tǒng)
電液伺服系統(tǒng)是指以伺服元件（伺服閥或伺服泵）為控制核心的液壓控制系統(tǒng)，它通常由指令裝置、控制器、放大器、液壓源、伺服元件、執(zhí)行元件、反饋傳感器及負載組成。
系統(tǒng)組成
電液伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，主要由電信號處理裝置和液壓動力機構(gòu)組成。典型電液伺服系統(tǒng)組成元件如下：
(1)給定元件。它可以是機械裝置，如凸輪、連桿等，提供位移信號；也可是電氣元件，如電位計等，提供電壓信號。
(2)反饋檢測元件。用來檢測執(zhí)行元件的實際輸出量，并轉(zhuǎn)換成反饋信號。它可以是機械裝置，如齒輪副、連桿等；也可是電氣元件，如電位計、測速發(fā)電機等。
(3)比較元件。用來比較指令信號和反饋信號，并得出誤差信號。實際中一般沒有專門的比較元件，而是由某一結(jié)構(gòu)元件兼職完成。
(4)放大、轉(zhuǎn)換元件。將比較元件所得的誤差信號放大，并轉(zhuǎn)換成電信號或液壓信號(壓力、流量)。它可以是電放大器、電液伺服閥等。
(5)執(zhí)行元件。將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，產(chǎn)生直線運動或旋轉(zhuǎn)運動，并直接控制被控對象。一般指液壓缸或液壓馬達。
(6)被控制對象。指系統(tǒng)的負載，如工作臺等。
以上六部分是液壓伺服系統(tǒng)的基本組成。此外，可增設(shè)校正元件來改善系統(tǒng)性能；增設(shè)比例元件來使輸入信號按比例變化。
特點
電液伺服系統(tǒng)又稱跟蹤系統(tǒng)，是一種自動控制系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，執(zhí)行元件能夠自動、快速而準(zhǔn)確地按照輸入信號的變化規(guī)律而動作。同時，系統(tǒng)還起到將信號功率放大的作用。這種由電液元件組成的系統(tǒng)稱為液壓伺服系統(tǒng)。其特點如下：
(1)伺服系統(tǒng)是一個位置跟蹤系統(tǒng)。輸出位移自動地跟隨輸入位移的變化規(guī)律而變化，體現(xiàn)為位置跟隨運動。
(2)伺服系統(tǒng)是一個功率放大系統(tǒng)。推動滑閥閥芯所需的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率卻可以很大，可帶動較大的負載運動。
(3)伺服系統(tǒng)是一個負反饋系統(tǒng)。輸出位移之所以能夠地復(fù)現(xiàn)輸入位移的變化。是因為控制滑閥的閥體和液壓缸體固連在一起，構(gòu)成了一個負反饋控制通路。液壓缸輸出位移，通過這個反饋通路回輸給滑閥閥體，并與輸入位移相比較。從而逐漸減小和消除輸出位移和輸入位移之間的偏差，直到兩者相同為止。因此負反饋環(huán)節(jié)是液壓伺服系統(tǒng)中*的重要環(huán)節(jié)。負反饋也是自動控制系統(tǒng)具有的主要特征。
工作原理
電液伺服系統(tǒng)是一個有誤差系統(tǒng)。當(dāng)液壓缸位移和閥芯位移之間不存在偏差時，系統(tǒng)就處于靜止?fàn)顟B(tài)。由此可見，若使液壓缸克服工作阻力并以一定的速度運動，首先必須保證滑閥有一定的閥口開度，這就是電液伺服系統(tǒng)工作的必要條件。液壓缸運動的結(jié)果總是力圖減少這個誤差，但在其工作的任何時刻也不可能*消除這個誤差。*，伺服系統(tǒng)就不能工作。
電液伺服系統(tǒng)的基本原理是：反饋信號與輸入信號相比較得出偏差信號，利用該偏差信號控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，直至偏差等于零或足夠小，從而使系統(tǒng)的實際輸出與希望值相符。
要求
電液伺服系統(tǒng)是反饋控制系統(tǒng)，它是按照偏差原理來進行工作的，因此在實際工作中，由于負載及系統(tǒng)各組成部分都有一定的慣性，油液有可壓縮性等，當(dāng)輸入信號發(fā)生變化時，輸出量并不能立刻跟著發(fā)生相應(yīng)的變化，而是需要一個過程。在這個過程中，系統(tǒng)的輸出量以及系統(tǒng)各組成部分的狀態(tài)隨時間的變化而變化。這就是通常所說的過渡過程或動態(tài)過程。如果系統(tǒng)的動態(tài)過程結(jié)束后，又達到新的平衡狀態(tài)，則把這個平衡狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)或靜態(tài)。
一般來說，系統(tǒng)在振蕩過程中，由于存在能量損失，振蕩將會越來越小，很快就會達到穩(wěn)態(tài)。但是，如果活塞一負載的慣性很大，油液因混入了空氣而壓縮較大，液壓缸和導(dǎo)管的剛性不足，或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其元件的參數(shù)選擇不當(dāng)，則振蕩遲遲不得消失，甚至還會加劇，導(dǎo)致系統(tǒng)不能工作。出現(xiàn)這種情況時，系統(tǒng)被認為是不穩(wěn)定的。因此，對液壓伺服系統(tǒng)的基本要求首先是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。不穩(wěn)定的系統(tǒng)根本無法工作。除此以外，還要從穩(wěn)、快、準(zhǔn)三個指標(biāo)來衡量系統(tǒng)性能的好壞：穩(wěn)和快反映了系統(tǒng)過渡過程的性能，既快又穩(wěn)；由控制過程中輸出量偏離希望值小，偏離的時間短，表明系統(tǒng)的動態(tài)精度高。另外，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差必須在允許范圍之內(nèi)，控制系統(tǒng)才有實用價值，也就是所謂的準(zhǔn)。所以說一個高質(zhì)量的電液伺服系統(tǒng)在整個控制過程中應(yīng)該是既穩(wěn)又快又準(zhǔn)。
設(shè)計步驟
大多數(shù)工業(yè)上應(yīng)用的電液伺服系統(tǒng)屬于單輸入單輸出系統(tǒng)，可以近似看成線性定常系統(tǒng)，因此一般可采用頻域法進行系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟如下：
(1)明確設(shè)計要求；
(2)擬定控制方案，繪制系統(tǒng)原理圖；
(3)靜態(tài)計算，確定動力元件參數(shù)，選擇系統(tǒng)組成元件；
(4)動態(tài)計算，確定組成元件的動態(tài)特性，仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)特性；
(5)選擇液壓油源。
發(fā)展方向
電液伺服控制系統(tǒng)今后主要有以下幾個發(fā)展方向：
(1)與電子技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合。隨著電子組件系統(tǒng)的集成，電子組件接口和現(xiàn)場總線技術(shù)逐步應(yīng)用于系統(tǒng)的控制中，從而實現(xiàn)高水平的信息系統(tǒng)。
(2)更加注重節(jié)能增效。變頻技術(shù)和負荷傳感系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用將很大程度上提高系統(tǒng)效率。
(3)新型電液元件和一體化敏感元件將得到廣泛研究，如具有抗污染、高精度的直動型電液控制閥，液壓變換器及電子油泵等。
(4)計算機技術(shù)將廣泛應(yīng)用于電液控制系統(tǒng)的設(shè)計、建模和仿真試驗中。包含CAD（計算機輔助設(shè)計）、CAE（計算機輔助分析）、CAPP（計算機輔助工藝規(guī)劃）、CAT（計算機輔助測試）、CIMS（計算機制造系統(tǒng)）將會在電液系統(tǒng)的全過程中發(fā)揮更大的作用。
(5)在電液系統(tǒng)中，像電磁材料、聚合物等新材料，無線電電液比例遙控系統(tǒng)將得到進一步的研究和應(yīng)用。
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