液压伺服系统工作原理
1.1 液压伺服系统工作原理
液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得
到了广泛的应用。
电液伺服系统通过使用电液伺服阀,将小功率的电信号转换为大功率的液压动力,从而
实现了一些重型机械设备的伺服控制。
液压伺服系统是使系统的输出量,如位移、速度或力等,能自动地、快速而准确地跟随
输入量的变化而变化,与此同时,输出功率被大幅度地放大。液压伺服系统的工作原理可
由图 1 来说明。
图 1 所示为一个对管道流量进行连续控制的电液伺服系统。在大口径流体管道 1 中,阀
板 2 的转角 θ 变化会产生节流作用而起到调节流量 qT 的作用。阀板转动由液压缸带动齿轮、
齿条来实现。这个系统的输入量是电位器 5 的给定值 x
i
。对应给定值 x
i
,有一定的电压输
给放大器 7,放大器将电压信号转换为电流信号加到伺服阀的电磁线圈上,使阀芯相应地
产生一定的开口量 x
v
。阀开口 x
v
使液压油进入液压缸上腔,推动液压缸向下移动。液压缸
下腔的油液则经伺服阀流回油箱。液压缸的向下移动,使齿轮、齿条带动阀板产生偏转。
同时,液压缸活塞杆也带动电位器 6 的触点下移 x
p
。当 x
p
所对应的电压与 x
i
所对应的电压
相等时,两电压之差为零。这时,放大器的输出电流亦为零,伺服阀关闭,液压缸带动的
阀板停在相应的 qT 位置。
图 1 管道流量(或静压力)的电液伺服系统
1—流体管道;2—阀板;3—齿轮、齿条;4—液压缸;5—给定电位器;6—流量传感电位
器;7—放大器;8—电液伺服阀
在控制系统中,将被控制对象的输出信号回输到系统的输入端,并与给定值进行比较而
形成偏差信号以产生对被控对象的控制作用,这种控制形式称之为反馈控制。反馈信号与
给定信号符号相反,即总是形成差值,这种反馈称之为负反馈。用负反馈产生的偏差信号
进行调节,是反馈控制的基本特征。而对图 1 所示的实例中,电位器 6 就是反馈装置,偏
差信号就是给定信号电压与反馈信号电压在放大器输入端产生的△u。