电液伺服阀控制系统设计的一般流程

2024/6/25 8:42:56　来源: 坚盛液压

    因为大多数机器、设备上应用的电液伺服阀控制系统都属于单输人、单输出系统，可以将其近似地看成线性定常系统，所以一般可采用频域法 (频率特性法)进行系统设计。电液伺服阀控制系统设计的基本步骤如下。
    ①明确设计任务的目的和要求。依据主机设计或方案规划，明确电液伺服阀控制系统的负载及工况，明确系统的静态和动态性能要求。
    ②电液伺服阀控制系统方案设计。拟定电液伺服阀控制系统方案，绘制系统原理图及结构布置图，其中包括液压系统原理图、控制系统原理方框图等。
    ③进行系统静态设计。包括：分析系统工况、分析及折算负载﹔选择、确定电液伺服阀控制系统的额定 (公称)压力、额定流量等系统参数﹔确定液压元件参数﹔选择或设计液压动力源计 (验)算负载压力，计算 (验)负载流量，选择组成 (闭环)控制系统的其他各元器件。
    ④进行液压系统动态设计。确定组成控制系统各元器件的动态特性，计算机仿真控制系统的稳定性和响应特性。
    ⑤液压动力源设计。根据电液伺服阀控制系统技术要求，选择或设计液压动力源，并进行必要的特性分析。
    对于重大工程中应用的电液伺服阀控制系统，除进行计算机仿真试验外，往往还需进行局部实机试验，并经过反复修改后才能确定设计方案。通常电液伺服阀控制系统及所控制的对象可能只是机器、设备中的一部分，其必须服务于主机，满足主机对电液伺服阀控制系统及所控制对象的技术要求，主机的技术要求大致包括以下内容。
    ①明确被控制的物理量类型，判断是位置 (或转角)控制、速度 (或转速)控制、力 (或力矩)控制、压力控制或是其他物理量 匚温度、加速度(或角加速度)、功率等⏋控制以及它们的组合，同时确定被控制的物理量的变化规律是定值控制还是随动控制。
    ②明确负载特性，包括负载类型、大小及运动规律，确定负载的最大位移、最大速度、最大加速度等指标。
    ③确定采用模拟控制还是数字控制，并确定控制系统的输人量。其主要涉及电液伺服阀放大器，而一般电液伺服阀是采用模拟信号控制的。
    ④确定电液伺服阀控制系统的稳态品质，主要是确定在给定工况下的最大稳态误差，以及因各参数变化和元件零漂等引起的最大误差，其中包括检测机构、传感器及二次仪表的误差。
    ⑤确定电液伺服阀控制系统的动态品质，频域性能指标在开环系统可以用穿越频率来表示，在闭环系统可以用频率响应即频宽 (幅频宽和相频宽)来表示﹔时域指标可以用阶跃响应特性指标来表示。
    ⑥明确环境条件要求，一般包括环境温度、湿度、压力变化范围和污染状况，以及振动和冲击等，一些特定 (殊)场合应用的电液伺服阀控制系统对其外形尺寸和重量也有严格限制。
    ⑦明确能源系统要求，包括现场的电源和电液伺服阀控制系统所配置的液压动力源。
    ⑧达到成本要求，包括将设计、制造、使用和维护成本控制在预算之内。