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液压伺服与比例控制系统第六章 电液伺服系统与比例系统
分的增益? 4.开环增益、穿越频率、系统频宽之间有什么关系? 5.未加校正的液压伺服系统有什么特点? 6.为什么电液伺服系统一般都要加校正装置,在电液位置伺服系
统中加滞后校正、速度与加速度校正、压力反馈和动压反馈校 正的主要目的是什么? 7.电液速度控制系统为什么一定要加校正,加滞后校正和加积分 校正有什么不同? 8.在力控制系统中负载刚度对系统特性有何影响?影响了哪些参 数? 9.力控制系统和位置控制系统对伺服阀的要求有什么不同?为什 么?
电液速度控制系统按控制分式可分为:
1、阀控液压马达速度控制系统 2、泵控液压马达速度控制系统。
一 、阀控马达速度控制系统
二、 泵控马达速度控制系统
1. 泵控开环速度控制系统
2. 带位置环的泵控闭环速度控制系统
3. 不带位置环的泵控闭环速度控制系统
6.5 电液力控制系统
以力为被调量的液压伺服控制系统称为液压力控制系 统。
二、 数字伺服系统
6.2 电液位置伺服系统的分析
一 、系统的组成
二、 系统的稳定性分析
45o 20 lg K g 6dB
三、 系统响应特性分析
系统闭环响应特性包括对指令信号和对外负载力矩 干扰的闭环响应两个方面。
1.对指令输入的闭环频率响应
首先求得系统的闭环传递函数,然后通过用图表根 据开环参数求取具体的闭环参数,最后得到系统的闭环 频率响应曲线,从而得到系统的闭环频宽这一指标。如 图6-10所示。
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第6章 电液伺服系统
本章摘要
•介绍电液伺服系统类型
•讲述了三种典型电液伺服系统(位置、速度、 力)的分析
•对电液伺服系统的校正方法加以论述
6.1 电液伺服系统的类型
一、模拟伺服系统
在模拟伺服系统中,全部信号都是连续的模拟量。
除了速度误差和负载误差外,放大器,电液伺服阀的零 漂,死区以及负载运动时的静摩擦都要引起位置误差,该类 误差成为系统的静差。
经分析得,为了减小零漂和死区等引起的干扰误差,应 增大干扰作用点以前的回路增益(包括反馈回路的增益)。
6.3 电液伺服系统的校正
一 、 滞后校正
1. 滞后校正的特点 滞后校正的主要作用是通过提高低频段增益,减小系 统的稳态误差,或者在保证系统稳态精度的条件下,通过降 低系统高频段的增益,以保证系统的稳定性。
该曲线反映了
伺服系统的响应能 力。系统响应的快 速性可用频宽表
示。幅值频宽是幅 值下降至-3dB时所 对应的频率范围; 相位频宽是相位滞 后90°时所对应的 频率范围。该图表 明,系统的频宽近 似于闭环惯性环节 的转折频率。
2. 系统的闭环刚度特性
系统的闭环刚度远远 大于系统的开环刚度,系统 的闭环刚度与开环放大系数 成正比。
2. 滞后校正举例
二 、速度和加速度校正
速度反馈校正的主要作用是提高主回路的静态刚 度,减少速度反馈回路内的干扰和非线件的影响,提高 系统的静态精度。
加速度反馈校正主要是提高系统的阻尼。
三 、 压力反馈和动压反馈校正
采用压力反馈和动压反馈校正的目的是提高系统的阻尼。
6.4 电液速度控制系统
r ( s ) 1 +G ( s )
s2 s( 2
wh
+
2 h s +1) +K
wh
v
利用拉氏变换的终值定理,求得指令输入引起的稳态误差为
er ( ) =lim sEr (s) =lim ser (s) r (s)
s 0
s 0
2. 负载干扰力矩引起的稳态误差 由负载干扰力矩引起的稳态误差称负载误差。根据
Xv
Kq
s2
K
ce
Ap
(
2
wm
+1)
(s wr
s2 +1)(
2
w0
+
2 0s w0
+1)
Fg
K fF
系统开环传递函数
s 2
G
(s
)H
(s
)=
K
0GSV
(s)
2 m
+1
r
+1⎟⎟s⎜20 ⎜+0s
2
s
2 0 +1
三、系统特性分析
思考题
1.考虑伺服阀的动态时,如何用频率法分析系统的动态特性? 2.有哪些因素影响系统的稳态误差? 3.在电液伺服系统中为什么要增大电气部分的增益,减小液压部
在工程实际中,力控制系统应用的很多,如材料试验 机、结构物疲劳试验机、轧机张力控制系统、车轮刹车装 置等都采用电液力控制系统。
一 、 系统组成及工作原理
二、 基本方程与开环传递函数
通过列写伺服阀传递函数以及阀控液压缸的三大基本 方程,可得力控制系统的方块图:
Ur + v (s)
图6-5可求得系统对外负载力矩的误差传递函数为
eL (s) =EL(s)= TL (s)
c (s)= TL (s)
K ce i 2 Dm 2
(1
+ Vt 4eK ce
s)
s2 s( 2
wh
+
2 h s
wh
+1)
+K
v
eL
( )
=lim
s 0
s
eL ( s ) T L ( s )
3. 零漂和死区引起的稳态误差
四 、系统的稳态误差分析
1. 指令输入引起的稳态误差
稳态误差是输出量的希望值与它的稳态的实际值之 差。它由指令输入,外负载力干扰和系统中的零漂,死区 等内干扰引起。
结合稳态误差公式可得系统对指令输入的误差传递函数
为
er ( s ) = E r ( s ) =
1
=
s
(
s w
2
2 h
+2hs +1)
wh