控制相关专业研究生选修课程系统建模方法马宏军东北大学信息学院控制理论与导航技术研究所2013年3月逸夫楼203第十章液压控制系统建模方法第十章液压控制系统建模方法3图1-3双电位器电液位置伺服系统4一、采用电压比较的液压工作台位置控制系统传感器1被控对象传感器2比较元件执行元件放大元件指令元件5控制系统组成：•被控对象•指令元件•比较元件•指令传感器•反馈传感器•动力元件(阀.缸)扰动扰动指令指令电位器电位器反馈电位器伺服阀液压能源液压能源II液压缸电放大KaIIUiE--电压比较UPKaKa被控工作台XXPP工作台工作台指令位移Xi液压动力元件放大元件6二、采用电压比较的电动工作台位置控制系统执行元件放大元件传感器1被控对象传感器2比较元件指令元件7电动力元件扰动扰动指令电位器反馈电位器可控硅电源II电放大KaEEUiE--电压比较UPKaKa被控工作台XXPP工作台工作台指令Xi电机控制系统组成：•被控对象•指令元件•比较元件•指令传感器•反馈传感器•动力元件(可控硅\电机）将液压动力元件（伺服阀、缸）换成电动力元件（可控硅与电动机）8三、采用力比较的液压工作台位置控制系统F1F2F1=Xi*K1F2=Xp*K2指令传感器K1反馈传感器K29比较元件11K1+K2K1+K2力比较力比较XiK1K1指令传感器K2K2反馈传感器xxvvDFF1F1--F2F2伺服阀伺服阀XP21FFF比较方程2211kxFkxFpi力传感器方程F比较结果转换成阀位移10液压动力元件控制框图采用力比较方式，用弹簧作为位移-力传感器，以阀芯作为力比较元件。扰动扰动液压缸1K1+K2DF--力比较KaKa被控工作台XXPP工作台工作台指令XiF1F1F2F2指令传感器K1K1指令传感器反馈传感器K2反馈传感器伺服阀液压能源液压能源xxvv11四、采用直接位置比较的液压工作台位置控制系统Xi=X芯Xp=X套指令元件与阀芯相连受控对象与阀套相连12Xv--阀芯阀套比较XiX芯X套1111伺服阀伺服阀XP指令与阀芯相连受控对象与阀套相连11pivxxxxxxx套芯套芯传感器方程比较方程13控制框图采用阀芯阀套直较方式扰动扰动液液压缸压缸Xv--KaKa被控被控工作台工作台XXPP工作台工作台指令XiX芯X套1111伺服阀伺服阀阀芯与阀套比较阀芯与阀套比较上述工作台位置控制系统的种类：按控制件、传动件分类：（1）电压比较电液位置控制系统；（2）电压比较电动位置控制系统；（3）力比较机液位置控制系统；（4）直接位置比较机液位置控制系统；15按被控制参数分类：（1）位置控制系统；（2）速度控制系统;（3）力控制系统。液压控制系统的分类按控制件、传动件分类：（1）电气控制系统；（2）液压控制系统。16XPXi升升力力阻力阻力例1：飞机舵机液控制系统pS飞机舵机飞机舵机指令位移比较杠杆舵机位移舵机位移XPXV17XPXi舵机位移XV手动手动XV=X1-X2L2L1+L2X1指令指令L1L2Xi舵机位移-X2L1L2XXPPL1L1+L2--杠杆比较杠杆比较XXPP手XiXVX1X218液压动力元件扰动扰动液压缸--杠杆比较飞机舵机XXPP指令XiXV伺服阀液压能源液压能源1212XPXipS飞机舵机飞机舵机比较杠杆舵机位移XPXV19放大元件放大元件输出输出y2电液位置控制系统原理图电液位置控制系统原理图例例22电液仿形控制系统电液仿形控制系统测量传感器2测量传感器1输入输入y1psp0p1p2Aqqx力矩力矩马达马达恒压力油源恒压力油源比较元件与调节器U1U1U2U2II指令元件指令元件被控对象被控对象20电液仿形控制框图•闭环控制系统由开环控制（动力）和负反馈装置两部分组成；•负反馈装置由比较元件、测量反馈元件构成；•开环控制部分由放大元件(伺服阀).能量转换元件(缸).负载构成；•指令元件通过闭环系统控制被控对象.使被控位移y2跟踪指令位移y1开环控制（放大）开环控制（放大）部部分分液压缸及负载放大器被控制被控制对象对象传感2（物理量转换）换）y1y1EEU2U2--y2y2扰动扰动比较指令元件电液伺服阀液压能源液压能源（（伺放）传感1U1U1II21转动：电机：同功率时惯性大----响应慢；液压马达：同功率时惯性小----响应快。直线运动：电传动：齿轮+齿条+电机----慢、难；液压缸驱动：----快、易。液压控制的缺点：（1）易因堵塞造成故障；（2）成本高、维护难度大；（3）易污染环境。（4）非线性强、随工作范围变化大22自...
