液压控制系统.doc

1、液压伺服系统是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统，在这种系统中，输出量（位移、速度、力），能够自动地、快速而准备地复现输入量的变化规律。与此同时，还对输入信号进行功率放大，一次也是一个功率放大装置。2、四通阀来控制双作用液压缸或液压马达，因为它有两个控制口。3、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？答：液压放大元件是一种以机械运动来控制流体动力的元件，在液压伺服系统中，它将输入的机械信号(角或位移)转换为液压信号（流量、压力）输出，并进行功率放大，而液压控制阀恰可实现。4、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。实际滑阀有径向间隙，往往还有很小的正的或负的重叠量，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角。5、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？答：所谓阀的工作点，即压力-流量曲线上的点，零位工作点的条件是h=PL=XV=0.6、在计算系统稳定性、响应特性和稳定误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：由于在零位工作点时阀的流量增益增大，导致系统的开环增益最高，而阀的流量压力系数最小，这一点系统的阻尼比也最低，故一个系统若在这一点能稳定工作，则在其他的工作点也能稳定工作，所以在进行系统分析时通常以原点处的静态放大系数作为阀的性能参数。7、比较零开口阀与正开口阀，三通阀与四通阀的三个系数有什么异同，为什么？答：正开口四边滑阀的Kqo值是理想零开口四边滑阀的两倍，这是因为负载流量同时受两个节流窗口的控制，而且它们是差动变化的，相同点是它们的Kco取决于面积梯度，而Kpo与面积梯度无关。 三通阀与四通阀的零位系数相比较，流量增益是一样的，而压力增益为四通阀的一半，因为四通阀有两个控制通道，且为差动工作，而三通阀仅有一个控制通道。8、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？答：稳态液动力是在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。瞬态液动力，即在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。9、如何表示阀的规格？零开口四边滑阀的负载压降PL为什么要限制到PS？答：根据负载的工作要求，可以确定阀的额定流量和供油压力，在供油压力一定时，阀的规格也可以用最大开口面积 表示。对阀的输出功率求一阶导，得在PL=PS时，整个液压伺服系统的效率最高，同时阀的输出功率也最大，故通常取PL=PS作为阀的设计负载压力。限制PL值的另一个原因是在PLPS的范围内，阀的流量增益和流量-压力系数的变化也不大。流量增益降低和流量-压力系数增大会影响系统的性能，所以一般都是将PL限制在PS的范围内。10、什么叫液压动力元件？有哪些控制方式？有几种基本组成类型？答：液压动力元件是由液压放大元件和液压执行元件组成的。有阀控（节流控制）和泵控（容积控制）两种控制方式。有四种基本形式的液压动力元件：阀控液压缸，阀控液压马达，泵控液压缸，泵控液压马达。11、无弹性负载和有弹性负载时，描述传递函数的性能参数分别有哪几个？他们对系统动态特性有什么影响？答：无弹性负载时，描述传递函数的性能参数有速度放大参数Kq /Ap,液压固有频率Wh 和液压阻尼比h。其中，速度放大系数直接影响系统的稳定性，响应速度和精度，提高速度放大系数可以提高系统的响应速度和精度，但使系统的稳定性破坏，液压固有频率Wh往往是整个系统中的最低频率，它限制了系统的响应速度，为了提高系统的响应速度应提高固有频率，液压阻尼比h由KC决定，h越小系统稳定性越差，零位时，系统稳定性最差。 有弹性负载时，描述传递函数的性能参数有、Wr、Wo和o。其中位置放大系数中的Kps包含Kp，零位时其值最大，稳定性最差，惯性环节的转折频率Wr=，又Kce=Kc+Ctp，所以，Wr小稳定性差；综合固有频率Wo是Wh的倍，故Wo可提高响应速度，综合阻尼比o 是 h的，所以o 影响系统稳定性，o小，稳定性差。12、为什么说液压阻尼比h是一个“软量”？提高阻尼比的简单方法有哪几种？他们各有什么缺点？ 答：由于零位阻尼小，阻尼比变化范围大，所以说液压阻尼比h是一个软量。提高阻尼比的简单方法如下：1.设置旁路泄漏通道。在液压缸两个工作腔之间设置旁路通道增加泄漏系数Ctp，缺点是增大了功率损失，降低了系统的总压力增益和系统的刚度，增加负载力引起的误差。另外，系统性能受温度变化的影响较大。2.采用正开口阀，正开口阀的Kco值大，可以增加阻尼，但也要使系统刚度降低，而且零位泄漏量引起的功率损失比第一种办法还要大，另外正开口阀还要带来非线性流量增益，稳态液动力变化等问题。3.增加负载的粘性阻尼，需要另外设置阻尼器，增加了结构的复杂性。13、何谓负载匹配，满足什么条件才算是最佳匹配？答：动力元件的输出特性曲线能够包围负载轨迹，同时使输出特性曲线与负载轨迹之间的区域尽量小，便认为液压动力元件与负载相匹配。如果动力元件的输出特性曲线不但包围负载轨迹，而且动力元件的最大输出功率点相重合，就认为动力元件与负载是最佳匹配。14、什么是机液伺服系统？机液伺服系统有什么优缺点？ 答：所谓机液伺服系统，即由机械反馈装置和液压动力元件所组成的反馈控制系统。机液伺服系统结构简单，工作可靠，容易维护。但液压伺服系统往往是欠阻尼的，液压阻尼比小，直接影响系统的稳定性，响应速度和精度。15、为什么机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要？答：通常液压伺服系统是欠阻尼的，由于阻尼比小，限制了系统的性能，所以提高阻尼比对改善系统性能来说是什么关键的。在机液伺服系统中，增益的调整是很困难的，因此在系统设计时，开环放大系数的确定很重要。开环放大数取决于Kf、Kq和Ap，在单位反馈系统中，Kv仅由Kq和Ap决定，而Ap主要是由负载的要求来确定的，因此，Kv主要取决于Kq，即阀流量增益的确定很重要。16、低阻尼对液压伺服系统的动态特性有什么影响？如何提高系统的阻尼？这些方法各有什么优缺点？答：阻尼比小稳定性差，可通过如下方式改善：在液压缸两腔之间设置旁路泄漏通道或采用正开口滑阀都可以增加系统的阻尼，但增加了功率损失，降低了系统的静刚度。采用动压反馈，可以有效地提高阻尼比，而又避免了以上缺点。但成本相对较高且结构复杂。17、电液伺服阀由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：电液伺服阀通常由力矩马达（或力马达）、液压放大器、反馈机构（或平衡机构）三部分组成。 其中力矩马达（或立马达）的作用是把输入的电气控制信号转换为力矩或力控制液放大器运动。而液压放大器的运动又去控制压能液流向液压执行机构的流量和压力。反馈机构或平衡机构是为了使伺服阀的输出流量或输出压力获得与输入电气控制信号成比例的特性。18、在什么情况下，电液伺服阀可看成振荡环节，惯性环节，比例环节？答：一般情况下，伺服阀的传递函数可简化为二阶振荡环节，当伺服阀二阶环节的固有频率高于动力元件的固有频率时，伺服阀的传递函数可用一阶惯性环节表示，当伺服阀的固有频率远大于动力元件的固有频率，伺服阀可看成比例环节。