浅谈液压伺服控制技术

【摘 要】液压伺服控制是将液压传动和伺服控制两大技术有机结合的控制技术，因此，比其它控制技术响应速度更快、控制精度更高。本文主要论述了液压传动和伺服控制的原理，进一步概括了液压伺服控制的原理和特点。

【关键词】液压传动；液压伺服控制；闭环控制

引言

当今，液压伺服控制技术的发展非常迅速，它以其响应快、控制精度高等优点被广泛应用。液压伺服控制技术是一种闭环控制技术，之所以控制精度高是因为控制系统中具有能将输出信号反馈回系统的反馈装置，用以产生偏差信号进一步控制输出信号。液压伺服控制技术是液压传动技术发展的一个重要分支。

1.液压传动原理

液压传动和机械传动的作用类似，它能进行运动和动力的传递，但是它的传递介质是有压液体。这也是这种传动方式最大的特点。液压传动系统的基本组成除了传递介质以外主要有4大部分。首先是能源部分，通常叫做动力元件，典型元件是液压泵，它其实是起能量转换的作用，它靠电机驱动，将电机的机械能转换成液压能。使系统的介质变成有压介质。其次是执行元件，它可以带动负载做直线或者曲线的机械运动，常用的元件有液压缸和液压马达。它们的作用刚好和液压泵的作用相反，是将介质的液压能转换成负载的机械能。当然在整个能量转换的过程中少不了控制元件这一重要角色，它对系统的压力、执行元件的速度等起控制作用。另外，为了延长系统中元件的使用寿命和传动精度，还少不了一些起辅助作用的元件，像过滤器、压力表等等。因此，总的来说，液压传动是在控制元件的主控制和辅助元件的辅助功能下，依靠动力元件和执行元件两大元件的能量转化来传递动力和运动的一种传动方式。

2.液压传动的应用

液压传动较其它传动方式而言，有很多优点。因此液压传动应用非常广泛。日常生活中，到处可见液压传动的身影。例如，现在汽车进入千家万户，数量越来越多。而汽车一旦爆胎需要更换时，往往要用到一种叫做千斤顶的工具。这种工具外形结构很简单，但是很神奇，通过它，维修人员可以轻而易举的将几吨重的汽车抬起来进行轮胎的更换。那是什么魔力让这个简简单单的工具具有如此大的威力呢？答案就是“液压传动”。千斤顶的原理我们可以用下图1来表示。图中的重物可以用来表示汽车。人通过在杠杆手柄上施加力将小活塞3压下去以后，右边的大活塞8便上升。根据液体静压力的特点，可知大小活塞下的液体压强大小是相等的，压强是用压力除以面积计算得到的，因此，只要是大小活塞的面积比足够大，就可以用很小的力将很重的汽车抬起。这就是一个典型却常见的液压传动的应用。液压控制系统具有能容量大、响应速度快、系统刚度大和控制精度高等突出优点，在各类机床、建筑机械、航空航天、武器装备等方面也都得到了广泛应用并且获得了良好的成绩。

3.液压伺服控制

3.1 伺服控制

伺服控制系统实质是一种闭环控制系统，和它相对而言的就是开环控制。开环控制技术发展较早，也较简单。它是利用输入的原始信号直接去控制所需要的信号的产生。而闭环控制技术是在此基础之上增加了一类反馈元件或者反馈装置，这类元件（装置）可以接收到终端输出的信号，再将这个信号去和理想的或是所需要的信号进行比较，比较就有偏差，最后利用这个偏差信号去控制所需要的信号，以不断地减小偏差信号的大小，最终得到理想的信号。

3.2 液压伺服控制原理

液压伺服控制就是将液压传动这种传动方式和伺服控制的控制技术两者结合在一个系统里面。如图2所示是一个液压伺服控制系统。如果除去4和5这两个元件，就是一个控制液压马达做正反转的简单液压传动系统。正反转由三位四通换向阀2的1YA或2YA电磁线圈哪个得电所决定。这是一个开环控制系统。现在我们将4和5增加进去，5就是一个反馈元件，它将马达的实际转速和理想转速进行比较来获得偏差信号，再由4这个放大器进行功率放大后作用于1YA或2YA，去控制比例方向阀2的开口度，这样就可以控制马达的转速了。这就是一个简单的液压伺服控制系统。

3.3 液压伺服控制的特点

综合上述内容，我们可以总结出液压伺服控制具有以下一些特点：

（1）它是闭环控制方式，比开环控制精度更高。

（2）具有产生偏差信号的信号反馈装置。

（3）系统中通常具有将偏差信号放大的功率放大元件。

（4）具有液压传动系统的基本组成部分。

（5）控制系统比较复杂，检测和维修难度加大。

（6）元件加工精度要求高，成本增加。

4.液压伺服阀

在液压伺服控制系统中，起关键作用的是液压伺服阀，他能把非液压信号转变成液压信号。与普通液压控制阀不同，它的输出量与输入量成一定函数关系，并且响应速度也比普通液压阀快。这也是液压伺服控制精度高、响应快的重要原因。

结束语

液压伺服控制技术在液压传动和伺服控制两大技术的快速发展下必将具有越来越广阔的发展前景，它的用处和需求也将随着自动化程度的提高和用户水平的提高得到越来越广泛的应用。液压伺服阀制造水平的不断提高，将会在降低液压伺服系统成本的同时大大的提高伺服控制的控制精度和响应速度。因此，液压伺服控制技术必将会在现在以及未来的机械、汽车和武器装备等方面得到更加广泛的应用。

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