液压伺服精确控制研究

摘 要:随着液压伺服控制技术的飞速发展,液压伺服系统的应用越来越广泛,随之液压伺服控制也出现了一些新的特点,基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究,并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向,以期能够对于相关工作人员提供参考。

关键字:液压 控制 伺服系统

一、液压控制技术介绍

液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础,应用现代控制理论、模糊控制理论,将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中,为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术,它广泛的应用于国民经济的各行各业,在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用,尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快,技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高,对液压控制技术的要求也越来越高。

二、液压伺服控制系统原理

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛,液压伺服控制具有以下优点:易于实现直线运动的速度位移及力控制,驱动力、力矩和功率大,尺寸小重量轻,加速性能好,响应速度快,控制精度高,稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点:(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接,从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的,电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈,即反馈信号与输入信号相反,两者相比较得偏差信号控制液压能源,输入到液压元件的能量,使其向减小偏差的方向移动,既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小,而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置,功率放大所需的能量由液压能源供给,供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述,液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号,再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量,使系统向着减小偏差的方向变化,从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中,控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件,常用于飞机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机,形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点,可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

三、液压传动的优点和缺点

1.液压传动系统的主要优点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用,是因为它与机械传动、电气传动相比,具有以下主要优点:

(1)液压传动是由油路连接,借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动,以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大,且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动,不仅操作方便,而且外形美观大方。

(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1/10,可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速,调速范围可达1:2000,并可在液压装置运行的过程中进行调速。

(3)传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。因此,金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护,使用安全、可靠,不会因过载而造成主件损坏:各液压元件能同时自行润滑,因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易的实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化,便于设计、制造和推广使用。

2.液压传动系统的主要缺点

(1)液压系统的漏油等因素,影响运动的平稳性和正确性,使液压传动不能保证严格的传动比;

(2)液压传动对油温的变化比较敏感,温度变化时,液体勃性变化引起运动特性变化,使工作稳定性受到影响,所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作;

(3)为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求,液压元件制造和装配精度要求比较高,加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源,不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之,液压传动的优点是主要的,随着设计制造和使用水平的不断提高,有些缺点正在逐步加以克服。

液压技术在工业生产中具有重要作用,技术人员要深入研究液压控制技术,不断提高技术水平,保证生产的持续进行。

参考文献:

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