1.伺服系統的工作原理和特點 下圖是一種液壓進口節流閥式節流調速回路。在這種回路中,調定節流閥的開口量后,液壓缸就以某一調定速度運動。通過前述章節分析可知,當負載、油溫等參數發生變化時,這種回路將無法保證原有的運動速度,因而其速度精度較低且不能滿足精確地連續無級調速要求。 可以將節流閥的開口大小定義為輸入量,將液壓缸的運動速度定義為輸出量或被調節量。在上述回路中,當負載、油溫等參數的變化而引起輸出量變化時,這個變化并不影響或改變輸入量,這種輸出量不影響輸入量的控制系統被稱為開環控制系統。開環控制系統不能修正由于外界干擾(如負載、油溫等)變化而引起的輸出量或被調節量的變化,因此控制精度較低。 伺服系統的特點如下: (1)它是反饋系統 把輸出量的一部分或全部按一定方式回送到輸入端,并和輸入信號比較,這就是反饋作用。在上例中,反饋電壓和給定電壓是異號的,即反饋信號不斷地抵消輸入信號,這就是負反饋。自動控制系統中大多數反饋是負反饋。 (2)靠偏差工作 要使執行元件輸出一定的力和速度,伺服閥必須有一定的開口量,因此輸入和輸出之間必須有偏差信號。執行元件運動的結果又試圖消除這個誤差。但在伺服系統工作的任何時刻都不能完全消除這一偏差,伺服系統正是依靠這一偏差信號進行工作的。 (3)它是放大系統 執行元件輸出的力和功率遠遠大于輸入信號的力和功率。其輸出的能量是液壓能源供給的。 (4)它是跟蹤系統 液壓缸的輸出量完全跟蹤輸入信號的變化。 2.伺服系統的分類 伺服系統可以從下面不同的角度加以分類。 (1)按輸入信號變化規律分類 有定值控制系統、程序控制系統和伺服控制系統三類。當系統輸入信號為定值時,稱為定值控制系統,其基本任務是提高系統的抗干擾能力。當系統的輸入信號按預先給定的規律變化時,稱為程序控制系統。伺服系統也稱為隨動系統,其輸入信號是時間的未知函數,輸出量能夠準確、迅速地復現輸入量的變化規律。 (2)按輸入信號介質分類 有機液伺服系統、電液伺服系統、氣液伺服系統等。 (3)按輸出物理量分類 有位置伺服系統、速度伺服系統、力(或壓力)伺服系統等。 在液壓伺服系統中還可以按控制元件分為閥控系統和泵控系統兩類。 3.伺服系統的優缺點 液壓和氣壓伺服系統除具有其液壓和氣壓傳動所固有的一系列優點外,還具有控制精度高、響應速度快、自動化程度高等優點。但是,伺服元件加工精度高,因此價格較貴;特別是液壓伺服系統對油液的污染比較敏感,因此可靠性受到影響;在小功率系統中,液壓伺服控制不如電器控制靈活。隨著科學技術的發展,液壓和氣壓伺服系統的缺點將不斷地得到克服。在自動化技術領域中,液壓和氣壓伺服控制有著廣泛的應用前景。 |