電液位置伺服系統校正裝置設計

① 常用的電氣校正裝置

控制工程中用得最廣的是電氣校正裝置，它不但可應用於電的控制系統， 而且通過將非電量信號轉換成電量信號，還可應用於非電的控制系統。控制系統 的設計問題常常可以歸結為設計適當類型和適當參數值的校正裝置。校正裝置可 以補償系統不可變動部分（由控制對象、執行機構和量測部件組成的部分）在特 性上的缺陷，使校正後的控制系統能滿足事先要求的性能指標。常用的性能指標 形式可以是時間域的指標，如上升時間、超調量、過渡過程時間等（見過渡過程）， 也可以是頻率域的指標，如相角裕量、增益裕量（見相對穩定性）、諧振峰值、 帶寬（見頻率響應）等。 常用的串聯校正裝置有超前校正、滯後校正、滯後-超前校正三種類型。 在許多情況下,它們都是由電阻、電容按不同方式連接成的一些四端網路。各類 校正裝置的特性可用它們的傳遞函數來表示，此外也常採用頻率響應的波德圖來 表示。不同類型的校正裝置對信號產生不同的校正作用，以滿足不同要求的控制 系統在改善特性上的需要。在工業控制系統如溫度控制系統、流量控制系統中， 串聯校正裝置採用有源網路的形式，並且製成通用性的調節器，稱為PID（比例 -積分-微分）調節器，它的校正作用與滯後-超前校正裝置類同。 自動控制原理課程設計 第一章 課程設計的目的及題目 -2- 一、課程設計的目的及題目 1.1 課程設計的目的 1）掌握自動控制原理的時域分析法，根軌跡法，頻域分析法，以及各種補 償（校正）裝置的作用及用法，能夠利用不同的分析法對給定系統進行性能分 析，能根據不同的系統性能指標要求進行合理的系統設計，並調試滿足系統的 指標。 2）學會使用MATLAB 語言及Simulink 動態模擬工具進行系統模擬與調試。 1.2 課程設計的題目 已知單位負反饋系統的開環傳遞函數 0 K ( ) ( 1 0 ) ( 6 0 ) G S S S S    ，試用頻率法 設計串聯超前——滯後校正裝置，使（1）輸入速度為 1 r ad s 時，穩態誤差不大 於 1 126 rad 。(2)相位裕度 0 3 0   ，截止頻率為 20 rad s 。（3）放大器的增益不 變。 自動控制原理課程設計 第二章 課程設計的任務及要求 -3- 二、課程設計的任務及要求 2.1 課程設計的任務 設計報告中，根據給定的性能指標選擇合適的校正方式對原系統進行校正 （須寫清楚校正過程），使其滿足工作要求。然後利用MATLAB 對未校正系統和 校正後系統的性能進行比較分析，針對每一問題分析時應寫出程序，輸出結果圖 和結論。最後還應寫出心得體會與參考文獻等。 2.2 課程設計的要求 1）首先，根據給定的性能指標選擇合適的校正方式對原系統進行校正，使 其滿足工作要求。要求程序執行的結果中有校正裝置傳遞函數和校正後系統開環 傳遞函數，校正裝置的參數T，  等的值。 2）利用MATLAB 函數求出校正前與校正後系統的特徵根，並判斷其系統是 否穩定，為什麼? 3）利用MATLAB 作出系統校正前與校正後的單位脈沖響應曲線，單位階躍 響應曲線，單位斜坡響應曲線，分析這三種曲線的關系。求出系統校正前與校正 後的動態性能指標σ%、tr、tp、ts 以及穩態誤差的值，並分析其有何變化。 4）繪制系統校正前與校正後的根軌跡圖，並求其分離點、匯合點及與虛軸 交點的坐標和相應點的增益 K  值，得出系統穩定時增益 K  的變化范圍。繪制系 統校正前與校正後的Nyquist 圖，判斷系統的穩定性，並說明理由。 5）繪制系統校正前與校正後的Bode 圖，計算系統的幅值裕量，相位裕量， 幅值穿越頻率和相位穿越頻率。判斷系統的穩定性，並說明理由。 自動控制原理課程設計

② 液壓控制系統

這個書上都應該有的

③ 自動控制原理課程設計：細菌總數控制系統校正裝置設計

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④ 電液伺服系統的原理

圖1是一個典型的電液位置伺服控制系統。圖中反饋電位器與指令電位器接成橋式電路。反饋電位器滑臂與控制對象相連，其作用是把控制對象位置的變化轉換成電壓的變化。反饋電位器與指令電位器滑臂間的電位差（反映控制對象位置與指令位置的偏差）經放大器放大後，加於電液伺服閥轉換為液壓信號，以推動液壓缸活塞，驅動控制對象向消除偏差方向運動。當偏差為零時，停止驅動，因而使控制對象的位置總是按指令電位器給定的規律變化。
電液伺服系統中常用的位置檢測元件有自整角機、旋轉變壓器、感應同步器和差動變壓器等。伺服放大器為伺服閥提供所需要的驅動電流。電液伺服閥的作用是將小功率的電信號轉換為閥的運動，以控制流向液壓動力機構的流量和壓力。因此，電液伺服閥既是電液轉換元件又是功率放大元件，它的性能對系統的特性影響很大，是電液伺服系統中的關鍵元件。液壓動力機構由液壓控制元件、執行機構和控制對象組成。液壓控制元件常採用液壓控制閥或伺服變數泵。常用的液壓執行機構有液壓缸和液壓馬達。液壓動力機構的動態特性在很大程度上決定了電液伺服系統的性能。
為改善系統性能，電液伺服系統常採用串聯滯後校正來提高低頻增益，降低系統的穩態誤差。此外，採用加速度或壓力負反饋校正則是提高阻尼性能而又不降低效率的有效辦法。

⑤ 電液伺服系統試驗台的詳細原理圖

這個都是公司的機密，不是客戶沒辦法提供。

⑥ 液壓控制系統的清華大學出版社出版圖書

作者：常同立 本書是一本面向大學高年級學生的高校專業課程教材； 同時它也是一本專業工程技術書，服務於廣大工程技術人員。本書將幫助讀者建立實用的專業基礎和培養設計思想作為成書目標，採用了具有較強實用性和工程實踐性的撰寫方式，內容安排難度定位適中，詳略得當。不追求理論闡述深度和公式推導嚴密、詳盡。
作者在寫作過程中始終貫徹兩個基本宗旨： 寫一本容易理解的書； 寫一本實用性強的書。
本書主要特色有以下幾個方面：
1. 依據認知規律設計總體結構，闡述直白與直觀。
依據人類認知規律規劃章節，組織章節內容及其遞進關系。合理安排論述深度。多用啟發式文字敘述方式，文字敘述直白易懂。多用圖示輔助表達，生動直觀，提高閱讀效率。
2. 注重基礎知識掌握與能力培養，突出工程實踐性。
以液壓控制系統理論為主題，向前延伸了基礎理論至經典控制理論與系統動力學。強化系統動力學的觀念與方法，強調經典控制理論的基礎作用。將系統動力學的思想與觀念貫穿全書各個部分。注重依據系統動力學理論簡化系統模型，以便獲得簡單、深刻的結論。
書中內容取捨與案例選取均強調聯系工程實際。將多作動器系統的工程設計思想與方法編入本書，培養讀者處理實際工程問題的能力與素質。
3. 選材納入科技發展新成果，注重新方法和新手段應用。
在人才培養與時俱進的理念指導下，將科技發展的新成果，如將直驅閥、容積直驅控制等新內容納入本書。在系統分析與綜合手段和方法方面，採用MATLAB軟體作為控制系統分析與設計平台，在書中將計算機控制、計算機模擬分析等與液壓控制相結合。
與Merritt先生的觀點一樣，閱讀和學習液壓控制系統需要的主要基礎是控制理論。因此為了易於液壓控制系統講述和理解，書中簡明綜述了經典控制理論的相關內容。若讀者在液壓技術方面具有一定基礎，將會對於理解書中內容有所幫助。若是更深入理解液壓控制的特性，液壓基礎則凸顯重要性。
作者任企業產品開發設計師多年，前期以機械設計為主，從事車輛機液一體化綜合動力傳動系統設計開發； 後期以液壓設計為主，從事液壓傳動系統和液壓控制系統設計，期間設計與自製了一些專用的液壓元件如泵、閥、馬達等。長期產品設計工作使作者養成了一些思維和工作習慣，必然會體現在這本書上，因而期望通過這本書能夠與工程技術人員產生共鳴。
後來，作者從企業界轉到教育界，從事教學工作，選用過國內一些教材，也用Merritt的英文書作教材為本科生和碩士生授課，並開始寫講義。多年後有了將講稿變成一本書的計劃。但這個計劃進展很慢，客觀原因是時間不足。一年前，作者可以將更多的時間用在這本書稿上，寫書的工作快了很多。誠實地說，這本書稿與作者的理想尚有距離，本著共享素材和方便教學工作的目的，將書稿付印，歡迎讀者、同仁、學友、師長多多批評指正。另外,本教材配有PPT課件,如需要也可以與作者聯系。
參考文獻在書中多數非直接引用，多用作啟示和指導。它們多反映在書中的思想方法等方面，屬於道同。為了便於讀者進行延伸閱讀，參考文獻按章列出。匆忙之中，想必定會有曾對作者有重要影響的文獻資料遺漏了，這里一並對文獻作者的貢獻表示感謝！
碩士生馮洋、趙雲靜、劉學哲協助作者勘查了文字錄入錯誤，這里表示感謝。
本書的出版還要特別感謝師長和同仁們給予我的支持與幫助！感謝清華大學出版社編輯們細致與辛勤的工作。最後，感謝家人的理解與支持，我才能挪用一些陪伴家人的時間寫書稿。
常同立
2014年7月 第1章緒論
1．1開環液壓控制與閉環液壓控制
1．1．1用電磁換向閥構建的液壓控制系統
1．1．2用比例電磁閥構建的液壓控制系統
1．1．3用電液伺服閥構建的液壓控制系統
1．1．4開環控制與閉環控制的比較
1．2液壓控制系統分類
1．3液壓反饋控制的特點
1．3．1液壓反饋控制優點
1．3．2液壓反饋控制缺點
1．4液壓控制發展歷程及趨勢
1．4．1發展歷程
1．4．2發展趨勢
1．5液壓控制的應用
1．5．1應用分析
1．5．2幾個典型液壓控制應用案例
1．6本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第2章動力學系統及反饋控制
2．1動力學系統及其研究方法
2．1．1一個簡單的動力學系統
2．1．2另一些類型動力學系統
2．2反饋控制原理
2．2．1反饋控制系統工作原理
2．2．2反饋控制系統構成
2．2．3反饋控制系統分類與性能
2．2．4線性系統的疊加性
2．3控制系統數學建模與模型化簡
2．3．1建模方法
2．3．2模型線性化
2．3．3模型化簡
2．4控制系統穩定性
2．4．1穩定性概念
2．4．2時域穩定性分析方法
2．4．3頻域穩定性分析方法
2．5控制系統准確性
2．5．1系統模型
2．5．2穩態誤差
2．5．3動態誤差
2．5．4跟蹤誤差
2．6控制系統快速性
2．6．1時域快速性分析
2．6．2頻域快速性分析
2．7控制系統校正
2．7．1串聯校正
2．7．2並聯校正
2．8連續系統方法設計數字控制器
2．8．1設計問題描述
2．8．2數字控制器設計步驟
2．8．3設計假想的連續系統控制器
2．8．4確定采樣周期
2．8．5離散為數字控制器
2．8．6數字控制器演算法
2．8．7數字控制器校驗
2．9本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第3章液壓控制系統原理與結構
3．1機械液壓伺服系統
3．1．1工作原理
3．1．2機液伺服機構系統結構分析
3．2電液伺服閥控伺服系統
3．2．1工作原理
3．2．2作動器系統結構分析
3．2．3閥控速度伺服系統和力伺服系統
3．2．4閥控系統特點
3．3泵控伺服系統
3．3．1工作原理
3．3．2系統結構分析
3．3．3泵控系統特點
3．4本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第4章液壓控制元件
4．1概述
4．1．1液壓控制元件分類
4．1．2滑閥分類
4．2四通滑閥
4．2．1四通滑閥靜態特性分析
4．2．2線性化流量方程及閥系數
4．2．3滑閥的作用力
4．2．4閥控系統的功率及效率
4．3三通滑閥
4．3．1三通滑閥的靜態特性
4．3．2線性化流量方程及閥系數
4．4三通滑閥與節流孔組合
4．4．1工作原理及設計方案
4．4．2靜態特性分析
4．5雙噴嘴擋板閥
4．5．1工作原理及設計方案
4．5．2靜態特性分析
4．5．3擋板液流力
4．6射流管閥
4．6．1結構與工作原理
4．6．2靜態特性分析
4．7控制用液壓泵
4．7．1控制用液壓泵排量分析
4．7．2控制用液壓泵泄漏與阻力矩
4．7．3控制用定量泵
4．7．4控制用變數泵
4．8本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第5章液壓動力元件
5．1概述
5．2四通閥控對稱缸
5．2．1基本假設
5．2．2數學建模
5．2．3方塊圖與解表達式
5．2．4模型化簡與模型分析
5．3四通閥控液壓馬達
5．3．1基本假設
5．3．2數學模型
5．3．3四通閥控馬達動力元件的特點
5．4三通閥控非對稱缸
5．4．1基本假設
5．4．2數學模型
5．4．3三通閥控非對稱缸動力元件的特點
5．5四通閥控非對稱缸
5．5．1基本假設
5．5．2數學模型
5．5．3四通閥控非對稱缸動力元件的特點
5．6變轉速泵控對稱缸
5．6．1基本假設
5．6．2數學模型
5．6．3變轉速泵控對稱缸動力元件的特點
5．7變排量泵控液壓馬達
5．7．1基本假設
5．7．2數學模型
5．7．3變排量泵控液壓馬達動力元件的特點
5．8液壓動力元件驅動能力
5．8．1閥控液壓動力元件驅動能力
5．8．2泵控液壓馬達動力元件驅動能力
5．9本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第6章機液伺服控制系統
6．1機液位置伺服控制系統分析
6．1．1反饋比較機構
6．1．2系統分析
6．1．3機液伺服控制系統設計要點
6．2實例分析
6．2．1動力轉向機液伺服機構
6．2．2電液伺服閥內機液伺服系統
6．3本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第7章電液伺服控制閥
7．1電液伺服閥
7．1．1雙噴嘴擋板力反饋電液伺服閥
7．1．2滑閥式直接反饋兩級伺服閥
7．1．3射流管力反饋流量電液伺服閥
7．1．4三級流量電液伺服閥
7．2直驅閥
7．2．1結構與原理
7．2．2系統分析
7．2．3直驅閥特點
7．3產品特性描述、選型方法
7．3．1產品性能描述
7．3．2選型方法
7．3．3使用維護常識
7．4本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第8章電液控制系統動態設計
8．1概述
8．1．1電液伺服控制系統分類
8．1．2模擬電液控制系統
8．1．3數字電液控制系統
8．1．4復雜電液控制系統
8．2位置伺服系統動態設計
8．2．1閥控電液位置伺服系統
8．2．2變轉速泵控位置伺服系統
8．2．3位置控制系統校正
8．3速度控制系統動態設計
8．3．1閥控速度伺服控制系統
8．3．2泵控速度控制系統
8．4力控制系統動態設計
8．4．1力控制系統
8．4．2液壓動力元件
8．4．3力控制系統分析
8．5本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
第9章液壓控制系統設計
9．1一般設計流程
9．2方案設計
9．2．1明確設計任務
9．2．2擬定控制方案，繪制系統原理圖
9．3負載分析計算
9．3．1典型負載與負載模型
9．3．2負載折算
9．4閥控系統參數計算
9．4．1閥控系統參數計算
9．4．2確定液壓控制閥的參數及選型
9．5泵控系統參數確定
9．5．1泵控系統參數計算
9．5．2控制用液壓泵參數及選型
9．6反饋元件和信號放大器等選型與設計
9．6．1確定反饋元件及其放大器
9．6．2電子伺服放大器選型
9．6．3數字控制器及轉換器
9．6．4電源
9．7液壓源設計
9．7．1液壓源的作用
9．7．2液壓源類型選擇
9．7．3液壓源與液壓控制系統的匹配
9．7．4工作液污染度控制與過濾
9．7．5工作液加溫與冷卻
9．8本章小結
思考題與習題
主要參考文獻
附錄A方塊圖變換
附錄BMATLAB控制系統模擬分析指令
附錄CISO4406
附錄DNAS1638
附錄E術語中英文對照

⑦ 伺服系統穩態設計應從哪兩方面入手

1、穩定性

伺服系統的穩定性指在系統。上的擾動信號消失後，系統能夠恢復到原來的穩定狀態下運行，或者在輸入的指令信號作用下，能夠達到的新的穩定運行狀態的能力。

穩定性要求是一項最基本的要求，是保證伺服系統能夠正常運行的最基本條件。伺服系統在其工作范圍內應該是穩定的，其穩定性主要取決於系統的結構及組成元件的參數，可採用自動控制理論所提供的各種方法來加以控制。

2、精度

伺服系統的精度是指其輸出量復現輸入指令信號的精確程度。

系統中各個元件的誤差都會影響到系統的精度，如感測器的靈敏度和精度、伺服放大器的零點漂移和死區誤差、機械裝置中的反向間隙和傳動誤差、各元器件的非線性因素等。反映在伺服系統_上就會表現出動態誤差、穩態誤差和靜態誤差，伺服系統應在比較經濟的條件^下達到給定的精度

3、快速響應性

快速響應性是指系統輸出量快速跟隨輸入指令信號變化的能力，它主要取決於系統的阻尼比和固有頻率可以提高快速響應性，但對系統的穩定性和最大超調量有不利影響，因此系統設計時應該對兩者進行優化，使系統的輸出響應速度盡可能快。

4、靈敏度

系統各元件的參數變化等都會影響系統的性能，系統對這些變化的靈敏度要小，即系統的性能應不受參數變化的影響。具體措施為：對於開環系統，應嚴格挑選各元件;對於閉環系統，對輸出通道中元件的挑選標准可適當放寬，對反饋通道的各元件必須嚴格挑選，以改善系統的靈敏度。

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⑨ 液壓控制系統的圖書信息

書 名: 液壓控制系統作者：王春行
出版社：機械工業出版社
出版時間： 2011年5月1日
ISBN: 978711106491601,9787111064916
開本： 16開
定價: 19.00元 前言
第一章 緒論
第一節 液壓伺服控制系統的工作原理及組成
第二節 液壓伺服控制的分類
第三節 液壓伺服控制的優缺點
第四節 液壓伺服控制的發展和應用
第二章 液壓放大元件
第一節 圓柱滑閥的結構形式及分類
第二節 滑閥靜態特性的一般分析
第三節 零開口四邊滑閥的靜態特性
第四節 正開口四邊滑閥的靜態特性
第五節 雙邊滑閥的靜態特性
第六節 滑閥受力分析
第七節 滑閥的輸出功率及效率
第八節 滑閥的設計
第九節 噴嘴擋板閥
第十節 射流管閥
思考題
習題
第三章 液壓動力元件
第一節 四通閥控制液壓缸
第二節 四通閥控制液壓馬達
第三節 三通閥控制液壓缸
第四節 泵控液壓馬達
第五節 液壓動力元件與負載的匹配
思考題
習題
第四章 機液伺服系統
第一節 機液位置伺服系統
第二節 結構柔度對系統穩定性的影響
第三節 動壓反饋裝置
第四節 液壓轉矩放工器
思考題
習題
第五章 電液伺服閥
第一節 電液伺服閥的組成及分類
第二節 力矩馬達
第三節 力反饋兩級電液伺服閥
第四節 直接反饋兩級滑閥式電液伺服閥
第五節 其它型式的電液伺服閥簡介
第六節 電液伺服閥的特性及主要的性能指示
思考題
習題
第六章 電液伺服系統
第一節 電液伺服系統的類型
第二節 電液位置伺服系統的分析
第三節 電液伺服系統的校正
第四節 電液速度控制系統
第五節 電液力控制系統
思考題
習題
第七章 液壓伺服系統設計
第一節 液壓伺服系統的設計步驟
第二節 液壓伺服系統設計舉例
第三節 液壓能源的選擇
思考題
習題
參考文獻