液压伺服与比例控制系统Chapter4教案分析.pptVIP

4.3 动压反馈装置 思考题 1、什么是机液伺服系统？机液伺服系统有什么优缺点? 2、为什么常把机液位置伺服系统称作力放大器或助力器? 3、为什么机液位置伺服系统的稳定性、响应速度和控制精度由液压动力元件的特性所决定？ 4、为什么在机液位置伺服系统中，阀流量增益的确定很重要? 5、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? 6、考虑结构刚度的影响时，如何从物理意义上理解综合刚度? 7、考虑连接刚度时，反馈连结点对系统的稳定性有什么影响? 8、反馈刚度和反馈机构中的间隙对系统稳定性有什么影响? 9、为什么机液伺服系统多用在精度和响应速度要求不高的场合？ * 第4章 机液伺服系统 《液压伺服控制系统》 多媒体授课系统 第4章 机液伺服系统 本章摘要 由机械反馈装置和液压动力元件所组成的反馈控制系统称为机械液压伺服系统。机液伺服系统主要用来进行位置控制，也可以用来控制其它物理量，如原动机的转速控制等。 4.1 机液位置伺服系统 一、系统方框图 液压缸输出位移： 二、系统稳定性分析 开环传递函数： 根据波德图给出稳定性条件：由图4—3所示的伯德图可以看出，穿越频率近似等于开环放大系数。安际上穿越频率稍大于开环放大系数，而系统的频宽又稍大于穿越频率。所以开环放大系数愈大，系统的响应速度愈快。另外，开环放大系数越大，系统的控制精度也越高。所以要提高系统的响应速度和精度，就要提高开环放大系数，但要受稳定性限制。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十分关键的。 4.2 结构柔度对系统稳定性的影响 一、基本方程与传递函数 阀的流量方程： 流量连续性方程： 液压缸活塞受力平衡方程： 4.2 结构柔度对系统稳定性的影响 负载力平衡方程 缸体力平衡方程 对上述三个力平衡方程简化后得： 综合推得： 联立整理得： 综合推得： 总传递函数： 二、考虑结构柔度的系统稳定性 （一）全闭环系统的稳定性 假定反馈从负载端取出构成全闭环系统，如图4—6所示。开环系统的伯德图见图4—7曲线，此时系统的稳定条件为 ，系统的稳定性和频宽受综合谐振频率和综合阻尼比所限制。 （二）半闭环系统的稳定性 如果反馈从活塞输出端引出构成半闭环系统，其方块图如图4－8所示。此时系统开环传递函数含有2阶微分环节，当谐振频率与综合谐振频率靠的很近时，反谐振二阶微分环节对综合谐振有一个对消作用，使综合谐振峰值减小，如图4—7中曲线5，从而改善了系统的稳定性。 总结：半闭环系统的稳定性比全闭环系统的稳定性好得多。但半闭环系统的精度一般来说精度要比全闭环系统低。 液压伺服系统往往是欠阻尼的，液压阻尼比小直接影响到系统的稳定性、响应速度和精度。因此提高阻尼比，对改善系统性能是十分重要的。采用动压反馈可以有效地提高阻尼比， 两种常用的动压反馈装置，分别是液阻加空气蓄能器和油气阻尼器， 一、基本方程： 二、方框图与传递函数： 三、传递函数简化 液压固有频率： 液压阻尼比： 附加阻尼比：