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第一章 比例技术概述 1

1.1 比例技术含义 1

1.2 技术发展概况 2

1.3 电液比例控制的技术特征 4

1.3.1 性能特点 4

1.3.2 原理特点 5

1.3.3 结构特点 5

1.4.1 比例控制系统的构成与分类 6

1.4 比例控制系统的构成分类及特点 6

1.4.2 比例控制系统的基本特点 9

第二章 压力与流量 13

2.1 压力 13

2.1.1 压力区的划分 13

2.1.2 压力基本公式 13

2.1.3 有效体积弹性模量 14

2.1.4 压力区动态特性实验举例 16

2.1.5 ISO有关压力飞升速率分级的规定 18

2.2.2 流量的基本公式 19

2.2 流量 19

2.2.1 液压量与电量的类比 19

2.3 压力与流量的基本控制方式 22

2.3.1 控制量与干扰量 22

2.3.2 节流(恒排量)控制与流量(恒流量)控制 22

2.3.3 开关控制与比例控制 23

2.3.4 阀控与泵控 25

第三章 液压阀上的作用力 26

3.1 液动力 26

3.2 摩擦力与液压卡紧力 27

3.3 液压力 29

3.4 弹簧力 29

第四章 比例控制放大器与检测反馈系统 30

4.1 比例控制放大器概述 30

4.1.1 典型构成 30

4.1.2 分类 30

1)模拟量输入接口 32

4.2.2 输入接口单元 32

4.2 比例控制放大器主要电路的构成、原理及功能 32

4.2.1 电源电路 32

2)数字量输入接口 34

3)遥控接口 34

4.2.3 信号处理电路 34

1)斜坡信号发生29 34

2)阶跃函数发生器 35

3)双路平衡电路 35

4.2.4 调节器 36

4)初始电流设定电路 36

1)P调节器 37

2)I调节器 37

3)PI调节器 38

4)D调节器 38

5)PD调节器 39

6)PID调节器 39

4.2.6 测量放大电路 42

4.2.7 功率放大级 42

4.2.5 颤振信号发生器 42

1)模拟式功率放大级 44

2)开关式功率放大级 44

3)快速型功率放大级 47

4.3 国内外几种典型比例控制放大器简介 48

4.3.1 国内外比例控制放大器发展概况 48

4.3.2 几种常用比例控制放大器简介 49

4.3.3 专用比例控制放大器 53

4.4.3 输入信号 55

4.4.4 接线与安装 55

4.4.1 电源 55

4.4.2 规格及连接插座 55

4.4 比例控制放大器的使用 55

4.4.5 调整 56

4.4.6 检查正确运行情况 57

4.5 检测反馈系统 57

4.5.1 基本结构 57

4.5.2 常用传感器件简介 57

1)位移(转角)传感器件 57

2)速度传感器件 60

3)压力传感器件 61

4)流量传感器件 63

4.5.3 检测反馈电路 67

1)测量放大电路 67

2)匹配放大器 69

4.5.4 比例阀内部常见的检测反馈形式 69

4.5.5 检测反馈系统的选择 70

5.1 比例电磁铁结构、工作原理及分类 71

5.1.1 典型结构和工作原理 71

第五章 比例电磁铁 71

5.1.2 比例电磁铁的分类 73

5.1.3 国内外比例电磁铁的发展概况 73

5.2 比例电磁铁的控制特性 77

5.2.1 稳态控制特性 77

1)不带位移反馈型 77

2)带位移反馈型 77

5.2.2 动态控制特性 77

1)线圈电流动态特性 77

2)输出力动态特性 78

5.2.3 动态控制特性的改善 81

3)位移动态特性 81

5.2.4 比例电磁铁的性能测试 83

5.3 耐高压双向极化式比例电磁铁 85

5.4 比例电磁铁的运行与调整 85

5.4.1 比例电磁铁的运行 85

5.4.2 比例电磁铁的调整 86

5.5 旋转电磁铁 87

6.1.2 液桥的基本功能 89

6.1.3 液压半桥 89

第六章 先导控制掖压桥路 89

6.1.1 液桥与电桥的类比 89

6.1 概述 89

6.2 基本液压半桥 90

6.2.1 半桥的基本类型 90

6.2.2 半桥构成的基本原则 90

6.2.3 液桥构成分析实例 92

6.3.1 三种基本半桥的特性曲线 93

6.3 典型的无因次特性 93

6.2.4 对先导控制液桥的要求 93

6.3.2 压力增益和流量增益 95

6.4 滑阀式先导级 96

6.4.1 阀口特性曲线 96

6.4.2 滑阀式先导液桥特性曲线的修正 98

6.5 锥阀式先导级 99

6.6 先导液桥中的液阻 100

6.6.1 固定液阻的工作点 100

6.6.2 动态阻尼 100

6.6.3 动压反馈 101

6.7 液压半桥实例 102

6.7.1 A型半桥 102

6.7.2 B型半桥 103

6.7.3 C型半桥 104

7.2 溢流阀的功能与特性 105

7.2.1 基本功能 105

7.2.2 直接控制式溢流阀 105

7.1 压力阀的分类 105

第七章 比例压力阀 105

7.2.3 先导式溢流阀 110

7.3 先导式比例减压阀 118

7.3.1 二通型减压阀 118

7.3.2 三通型减压阀 123

7.4 直接作用式比例减压阀 125

7.4.1 三通滑阀型比例减压阀 126

7.4.2 三通插装型比例减压阀 127

7.4.3 手动先导阀 128

第八章 电液比例流量控制阀 129

8.1 节流控制的基本原理及分类 129

8.1.1 基本原理 129

8.1.2 分类 129

8.2 电液比例节流阀 130

8.2.1 单级比例节流阀 130

1)普通型单级比例节流阀 130

2)位置——电反馈型单级比例节流阀 131

8.2.2 先导式比例节流阀 132

1)位移——力反馈型先导式比例节流阀 132

2)三级控制型大流量比例节流阀 134

8.3.3 比例节流阀的基本特性分析 137

1)阀口形状对稳态控制特性曲线的影响 137

2)阀口形状对输出流量的影响 137

3)位移——电反馈型先导控制式比例节流阀 137

3)抗负载干扰能力的评价 138

8.3.4 比例节流阀的选用原则 139

2)阀的功率域 139

1)最低工作压差选择 139

5)频率响应特性 139

4)输入信号阶跃响应特性 139

3)如何选择比例节流阀的公称流量 140

4)比例节流阀的应用特点 140

8.3 电液比例流量阀 141

8.3.1 二通型电液比例流量阀 141

1)传统减压节流型比例流量阀 141

2)流量——力反馈二通型比例流量阀 142

3)流量——电反馈二通比例流量阀 147

8.3.2 三通型电液比例流量阀 149

1)定差溢流型三通比例流量阀 150

2)流量——力反馈型三通比例流量阀 151

3)电反馈型三通比例流量阀 154

4)电液比例压力流量复合阀 155

8.3.3 力反馈型比例流量(节流)阀的设计 158

1)单控制边先导级 158

2)反馈弹簧估算 160

2)比例流量阀的调节区间 161

1)阀的最大输出流量 161

8.3.4 比例流量阀的基本特性 161

3)二通插装式主阀的特点 161

3)时域特性 162

4)频域特性 162

8.3.5 电液比例流量阀的选用 163

第九章 电液比例方向阀 165

9.1 电液比例方向阀的特点与分类 165

9.1.1 电液比例方向阀的特点 165

9.1.2 电液比例方向阀的分类 165

9.2.2 位移——电反馈直控式比例方向节流阀 166

9.2.1 普通型直控式比例方向节流阀 166

9.2 直接控制式比例方向节流阀 166

9.3 先导式电液比例方向节流阀 168

9.3.1 先导压力控制型二级比例方向节流阀 169

9.3.2 级间位置反馈型比例方向节流阀 170

9.3.3 位移——力反馈型比例方向节流阀 171

9.3.4 位移——电反馈型比例方向节流阀 172

9.4.2 滑阀机能及中间过渡形式 177

9.4.4 各种阀芯型式的基本用法示例 177

9.4.3 非对称型节流阀口 177

9.4.1 控制阀口设计 177

9.4 比例方向节流阀的设计与应用 177

9.4.5 无泄漏的比例方向阀系统 179

9.4.6 比例方向阀的T—Q特性 180

9.4.7 用I—Q特性曲线选用比例方向阀 181

9.5 电液比例方向流量阀 183

9.5.1 定差减压型电液比例方向流量阀 184

9.5.2 定差溢流型电液比例方向流量阀 189

9.5.3 带位移——流量——压力反馈节流口的负载补偿型比例方向流量阀 189

9.6.1 二通插装式比例方向阀 192

9.5.4 流量反馈型电液比例方向流量阀 192

9.6 插装式电液比例方向阀 192

9.6.2 三通插装式比例方向阀 193

第十章 比例控制液压泵 195

10.1 变量泵的基本原理 195

10.1.1 容积式泵工作原理 195

10.1.2 变量调节原理 195

10.1.3 基本类型 196

10.1.4 电液比例控制液压泵 196

10.2.1 位移直接反馈式排量调节 197

10.2 比例控制排量调节泵 197

10.2.2 位移——力反馈式排量调节 198

10.3 比例控制压力调节泵 199

10.3.1 基本功能 199

10.3.2 压力调节泵的主要用途 200

10.3.3 基本类型 200

10.3.4 应用实例 201

10.4 比例控制流量调节泵 204

10.3.5 应用实例之二(失效例) 204

10.4.2 基本类型 205

1)传统压差控制型 205

10.4.1 基本功能 205

2)内含流量传感器检测反馈型 206

3)电反馈型 206

4)泄漏电反馈补偿型 206

10.5 功率调节泵 207

10.5.1 带压力和位置反馈的恒功率调节 207

10.5.3 双泵总功率控制 208

10.5.2 现场可调的恒功率泵(ATVOLR) 208

10.5.4 速度敏感控制 210

10.6 复合控制变量泵 212

10.6.1 压力、流量(或排量)的复合控制 212

1)传统方式的压力流量复合控制 212

2)内含流量传感器的压力流量复合控制 212

3)压力流量复合控制变量泵的特性测试 213

2)恒功率与恒压恒流的复合控制 214

1)恒功率与恒流、限压功能组成的变量控制 214

10.6.2 多功能复合控制变量泵 214

3)电反馈多功能复合比例控制 217

10.7 变量泵的若干要点 217

第十一章 二次调节系统 218

11.1 引言 218

11.1.1 闭式容积传动系统 218

11.1.2 功率适应系统(负荷传感系统) 219

11.1.3 定压网络液压马达系统 219

11.3 系统分类与分析 220

11.2 定压网络液压马达调节系统原理、特点及应用 220

11.4 二次调节系统的应用 224

第十二章 电液比例元件的测试 226

12.1 电液比例元件测试系统的组成 226

12.2 电液比例元件的试验系统简介 227

12.2.1 试验条件 228

12.2.2 测试装置的液压回路 232

12.3 电液比例元件的主要性能指标及试验方法 238

12.3.1 稳态控制特性 239

12.3.2 稳态负载特性 243

12.3.3 阶跃响应特性 244

12.3.4 频域响应特性 245

12.4 计算机辅助测试技术 248

12.4.1 液压计算机辅助测试技术的特点 248

12.4.2 计算机辅助测试系统简介 249

12.4.3 “SDTH”计算机辅助测试系统的应用 250

12.5 环境与寿命试验 252

12.5.1 环境试验 252

12.5.2 寿命试验 253

第十三章 电液比例控制系统及其设计计算 264

13.1 电液比例控制系统应用实例的基本类型及应用计算 264

13.1.1 电液比例压力控制系统 264

13.1.2 电液比例速度控制系统 267

13.1.3 电液比例方向流量控制系统 268

13.1.4 电液比例位置控制系统 270

13.2 电液比例控制系统的设计计算 275

13.2.1 液压缸面积及系统液压的估算 275

13.2.2 按系统工作过程的要求核算液压缸面积及压力 276

13.2.3 比例阀的选用 277

13.2.4 考虑液压缸面积比和阀口面积比时，比例方向阀阀口压差的计算 279

13.2.5 系统固有频率的校核 283

第十四章 比例元件及系统特性的计算机仿真 285

14.1 概述 285

14.1.1 仿真的基本概念 285

14.1.2 仿真的分类 285

14.2 模拟仿真 286

14.2.1 模拟计算机的基本运算部件 286

14.1.3 仿真技术在开发比例控制技术中的应用 286

14.2.2 典型环节常用时间函数及非线性特性的模拟仿真 287

14.2.3 系统的模拟仿真 287

14.3 数字仿真 291

14.3.1 数字仿真技术的概念 291

14.3.2 数值计算方法 291

14.3.3 常用数字仿真专用软件简介 294

(第八章)附录 302

思考题与习题 308

参考文献 311