1 电液伺服控制系统 1 .1 电液控制系统的发展历史概述 液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前2 4 0 年,一位古埃及人发明的液压伺服机构———水钟。而液压控制技术的快速发展则是在 1 8 世纪欧洲工业革命时期,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。1 8 世纪出现了泵、水压机及水压缸等。1 9 世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。2 0 世纪 5 0 ~6 0 年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工程机械。在以后的几十年中,电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。电液比例控制技术及比例阀在 2 0 世纪6 0 年代末 7 0 年代初出现。7 0 年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。 现代飞机上的操纵系统。如驼机、助力器、人感系统,发动机与电源系统的恒速与恒频调节,火力系统中的雷达与炮塔的跟踪控制等大都采用了电液伺服控制系统。飞行器的地面模拟设备,包括飞行模拟台、负载模拟器大功率模拟振动台、大功率材料实验加载等大多采用了电液控制,因此电液伺服控制的发展关系到航空与宇航事业的发展,在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液控制系统。 1.2 电液伺服控制系统的特点和构成 电液伺服控制系统特点:均为闭环系统;输出为位置、速度、力等各种物理量;控制元件为伺服阀(零遮盖、死区极小、滞环小、动态响应高、清洁度要求高);控制精度高;响应速度快;用于高性能场合。此系统的一般构成如图 1.1 所示。 伺服放大器...