010142092-液压伺服与比例控制系统.pdf

液压伺服与比例控制系统课程教学大纲 课程代码：010142092 课程英文名称：Hydraulic servo and proportional control system 课程总学时：32 讲课：28 实验：4 上机：0 适用专业：机械设计制造及自动化 大纲编写（修订）时间：2010.6 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标“液压伺服与比例控制系统”是一门专业方向课，同时也是一门融合了机械技术、电子技术、液压技术、控制理论的交叉学科。理论与实际并重、控制理论的方法与观点贯穿始终、机电液一体化是其三个显著的特点。本课程的主要任务就是使学生通过学习掌握液压伺服控制技术的基本理论，掌握液压伺服与比例控制元件和系统的工作原理、特性分析和设计计算等。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 本课程不仅是机械工程专业流体传动与控制方向一门重要的专业方向课，更是一门理论与实际密切相结合的课程。因此，在学习本课程时，注重培养学生既要十分重视抽象思维，了解一般规律，又要充分注意结合实际，联系专业。努力学习用控制理论的方法去解决液压伺服控制系统与比例控制系统中的实际问题，同时，还要通过实验课等环节注重培养学生的实际动手能力。本课程综合了机械、电子、液压、控制理论等有关学科，以液压伺服控制技术中的液压伺服控制元件和系统为研究对象，运用控制理论的方法与观点，建立起液压伺服控制元件和系统的数学模型，对其性能进行分析。在此基础上给出液压伺服控制元件和系统的设计计算方法。以液压比例控制技术中的液压比例控制元件和系统为研究对象，研究比例控制系统的特性及系统设计方法。（三）实施说明 采用多媒体教学，教学中注意理论与工程实践的紧密结合。教法方法建议采用传统板书与多媒体教学相结合的方式。根据具体情况可以增加大作业，大作业的成绩按比例计入总分。绪论部分为非重点内容，主要介绍液压伺服与比例控制系统的基本工作原理、应用与最新发展。液压放大元件、液压动力机构、机液伺服系统与电液伺服系统为课程的重要内容，重点讲解液压伺服系统的基本构成、原理分析与应用、液压伺服阀的基本特性等。可结合企业的产品样本进行讲解。液压比例控制系统的讲解重点在于比例阀的基本特性以及比例控制系统的应用。可结合企业样本进行讲解。授课过程中尽量使理论能够与实际应用相结合，必要时部分内容可把理论教学内容放在实验室进行，使教学更形象直观。（四）对先修课的要求 高等数学、机械控制工程基础、机械工程测试技术基础、流体力学、液压与气动元件、液压传动系统。（五）对习题课、实践环节的要求 每部分内容均安排习题及思考题，通过作业使学生能够对学习的内容真正消化理解，也可以提高学生分析和解决问题的能力。设置实验课程，了解液压伺服阀和比例阀的性能测试的基本方法以及系统的构成方法。（六）课程考核方式 1.考核方式 考试采用开卷考试或撰写小论文的形式，结合平时的出勤和学习态度给出最后的总评成绩。2.考核目标 重点考核学生对液压伺服与比例控制基本概念、基本元件特性、系统特性分析等的认识与了解，考核学生就相关内容的最新科学研究现状等的初步了解。3.成绩构成 本课程的总成绩采用五级制，由教师根据学生的试卷或者小论文的质量，结合学生的作业及出勤情况、实验的参与程度等给出总评成绩。（七）参考书目 液压控制系统王春行主编，机械工业出版社，2004.1 电液比例控制系统分析与设计许益民 机械工业出版社，2005.1 基于 MATLAB的液压伺服控制系统分析与设计 朱志安 国防工业出版社，二、中文摘要 本课程是一门融合了机械技术、电子技术、液压技术、控制理论的专业方向选修课。理论与实际并重、控制理论的方法与观点贯穿始终、机电液一体化是其三个显著的特点。本课程的主要任务就是使学生通过学习掌握液压伺服与比例控制技术的基本理论，掌握液压伺服与比例控制元件和系统的工作原理、特性分析和设计计算等。三、课程学时分配表 序号 章节名称 学时 讲课 实验 上机 01 绪论 2 2 02 液压放大元件 6 6 03 液压动力机构 8 8 04 机液伺服系统 2 2 05 电液伺服系统 8 6 07 电液比例控制系统 8 4 4 合计 32 28 4 四、教学内容及基本要求 第 01 部分 绪论 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:液压伺服系统的工作原理；液压伺服系统的组成和类型；液压伺服系统的应用实例。重 点:液压伺服系统的工作原理；液压伺服系统的组成。第 02 部分 液压放大元件 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容:掌握圆柱滑阀的结构形式及分类方法，理想零开口、正开口双边滑阀的静特性，阀系数的推导与计算，滑阀的受力分析和计算，理想零开口四边滑阀的效率和设计。重 点:理想零开口、正开口双边滑阀的静特性;滑阀的受力分析和计算 难 点:滑阀的受力分析和计算 第 03 部分 液压动力机构 总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0 具体内容:掌握四通阀控液压缸动态特性基本方程的推导，四边滑阀控制液压马达动特性方程的推导，三通阀控制差动缸的动态特性分析方法，泵控液压马达动态特性方程的推导，泵控马达系统的二次调节技术，液压动力元件与负载匹配的方法。重 点:四通阀控液压缸动态特性基本方程,四边滑阀控制液压马达动特性方程 难 点:液压动力机构的动态特性分析 第 04 部分 机液伺服系统 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:掌握机液位置伺服控制系统的动特性方程的推导，方块图的绘制方法，结构柔度的概念和对稳定性的影响，液压转矩放大器的原理，选用，特性分析，液阻加空气蓄能器和液阻加弹簧蓄能器的动压反馈装置及其补偿原理。重 点:机液位置伺服控制系统的动特性方程及方框图，液压转矩放大器的原理及特性分析 难 点:结构柔度的概念和对稳定性的影响 第 05 部分 电液伺服系统 总学时(单位：学时):8 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容:概述电液伺服阀的分类及工作原理,简介电液伺服阀的性能参数及实验分析,力反馈两级电液伺服阀、直接反馈两级电液伺服阀的原理、建模及性能分析，电液位置伺服系统的构成与分析，电液速度控制系统的分析方法，电液力控制系统的分析，电液伺服系统校正的几种方法，几种速度控制方式，电液伺服系统的设计方法。重 点:电液伺服阀的分类及工作原理，电液伺服阀的性能参数及实验分析，力反馈两级电液伺服阀的位置、速度、力控制系统的分析方法。难 点:电液伺服阀的性能参数及实验分析 第 06 部分 电液比例控制系统 总学时(单位：学时):8 讲课:4 实验:4 上机:0 具体内容:概述电液比例控制系统的基本原理、分析方法与应用 重 点:电液比例控制系统的基本原理 难 点:电液比例控制系统的分析方法 实验一:伺服阀及比例阀的静态特性测试 实验二：液压伺服与比例控制系统的应用 编写人：李艳杰 审核人：谢群 批准人：丁茹