液压伺服控制技术

是液压技术中的一个分支，又是控制领域中的一个重要组成部分。

一、名词解释及定义

1.1 名词

“伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名—伺服系统。

1.2 定义

（1）伺服系统：是使物体的位置、方位、状态等输出，能够跟随输入量（或给定值）的任意变化而变化的自动控制系统。

（2）在自动控制系统中，能够以一定的准确度响应控制信号的系统称为随动系统，亦称伺服系统。

伺服的主要任务是按控制命令的要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力距、速度和位置控制得非常灵活方便。

1.3 伺服系统的组成

伺服系统可分为开环、半闭环、闭环控制系统。

具有反馈的闭环自动控制系统由位置检测部分、偏差放大部分、执行部分及被控对象组成。

1.4 伺服系统的性能要求

伺服系统必须具备可控性好，稳定性高和速应性强等基本性能。说明一下，可控性好是指讯号消失以后，能立即自行停转;稳定性高是指转速随转距的增加而均匀下降;速应性强是指反应快、灵敏、响态品质好。

二、主要优缺点

1．液压伺服系统的优点

液压伺服系统除具有液压传动所固有的一系列优点外，如下优点：

（1） 承载能力大。电气元件的力一质量比小，电磁铁每平方厘米能产生的zui大力约为175N，而液压缸的zui大工作压力达320×105N/m2。由此可见，同样尺寸的液压元件比电气元件产生的力要大得多。

（2） 响应速度快。由于常温常压下，液压油压缩性很小，相当于一个刚度很大的液压弹簧，因此液压固有频率很高，从而使液压执行元件的响应速度快，能高速起动、制动与反向。与液压系统具有相同压力和负载的气动系统，其响应速度只有液压系统的1/50。一般来说，电气系统的响应速度也不如液压系统。

（3） 控制精度高。因为液压执行元件的液压弹簧刚度很大，而泄漏又很小，故速度刚度和位置刚度都很大。

综上所述，液压伺服控制系统体积小、重量轻、响应速度快、控制精度高。除此而外，还有一些优点，如元件的润滑性好、寿命长；调速范围宽、低速稳定性好；借助油管，动力的传输比较方便；过载保护容易等。

2．液压伺服控制系统的缺点

(1)  液压元件，特别是精密的控制元件 (如电液伺服阀)抗油污能力差，对工作油液的清洁度要求高。污染的抽液会使阀磨损而降低其性能，甚至可能被堵塞粘住而不能工作。因此液压控制系统必须采用精细的过滤器。

(2)  液体的体积弹性模量随温度和混入油中的空气含量而变。当温度变化时对系统性能有显著影响。

(3)  使用不当，容易引起外漏，造成环境污染。

(4)  液压元件制造精度要求高，成本较高。

随着科学技术的发展，液压伺服系统的缺点将不断得到克服。在自动化控制技术领域，液压伺服控制有着广泛的应用前景。

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