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前言 1

1 概论 1

1.1 电液比例技术发展概况 1

1.2 电液比例控制的概念 3

1.3 电液比例控制系统的工作原理及组成 4

1.3.1 液压开关控制与比例控制系统 4

1.3.2 电液比例系统的组成 7

1.4 电液比例控制系统的分类 9

1.5 电液比例控制的特点及应用 10

2 电-机械转换元件 13

2.1 电-机械转换概述 13

2.1.1 电-机械转换元件的作用及形式 13

2.1.2 电-机械转换元件的要求 14

2.2 电-机械转换的基础 15

2.2.1 法拉第电磁感应定律 15

2.2.2 磁场的能量 17

2.2.3 电磁铁的功能转换分析 22

2.2.4 电磁铁的吸力特性和负载特性 26

2.2.5 电磁铁的弹簧刚度选择 28

2.3 比例电磁铁的吸力特性分析 31

2.3.1 比例电磁铁的结构形式 31

2.3.2 具有平底止座的直流闭式螺管电磁铁 31

2.3.3 锥底止座的直流闭式螺管电磁铁 32

2.3.4 盆底止座结构的比例电磁铁 35

2.4.1 基本结构及工作原理 39

2.4 耐高压直流比例电磁铁 39

2.4.2 比例电磁铁的控制形式 40

2.5 比例电磁铁的初步设计 44

2.5.1 电磁铁的初步计算 44

2.5.2 直流螺管式电磁铁的结构因数及其在选型上的应用 47

2.5.3 主要参数的确定及合理取值范围 48

2.5.4 比例电磁铁的设计步骤 53

3 电液比例控制阀 55

3.1 概述 55

3.1.1 电液比例控制阀物类型 55

3.1.2 电液比例阀的构成 57

3.2 比例压力控制阀 58

3.2.1 直动式比例溢流阀 59

3.2.2 先导式比例溢流阀 61

3.2.3 直接检测式比例溢流阀 65

3.2.4 先导式比例减压阀 68

3.2.5 三通比例减压阀 72

3.3 电液比例流量控制阀 76

3.3.1 直动式比例节流阀 76

3.3.2 定差减压型比例调速阀 78

3.3.3 比例溢流节流阀 82

3.3.4 先导式位置反馈型比例节流阀 82

3.3.5 先导式流量反馈型电液比例流量阀 90

3.4 电液比例方向阀 95

3.4.1 比例方向阀的结构及控制特点 96

3.4.2 直动式比例方向阀 102

3.4.3 先导式比例方向阀 104

3.4.4 比例方向阀的特性曲线 106

3.5 电液比例复合阀 111

3.5.1 压力补偿型比例复合阀 112

3.5.2 比例压力/流量复合阀(pQ阀) 113

3.6 闭环比例阀和整体式比例方向阀 115

3.6.1 直动式四位四通闭环比例阀 116

3.6.2 先导式闭环比例方向阀 118

3.6.3 二位三通闭环比例节流阀 120

3.6.4 整体式比例方向阀 120

4 电液比例容积控制 122

4.1.1 流量适应控制 124

4.1 容积泵的基本控制方法 124

4.1.2 压力适应控制 130

4.1.3 功率适应控制 132

4.1.4 恒动率控制 135

4.2 比例排量变量泵和变量马达 138

4.2.1 位移直接反馈式比例排量调节 140

4.2.2 位移-力反馈式比例排量调节变量泵 149

4.2.3 位移-电反馈型比例排量调节 154

4.3 电液比例压力调节型变量泵 157

4.3.1 工作原理及结构 157

4.3.2 先导式比例压力调节变量叶片泵的特性分析 159

4.4.1 稳流量调节控制原理 167

4.4 电液比例流量调节型变量泵 167

4.4.2 泵的特性分析 169

4.4.3 带流量适应的比例流量调节型变量泵 172

4.5 电液比例压力和流量调节型变量泵 175

4.5.1 压力补偿型比例压力和流量调节 178

4.5.2 电反馈型比例压力和流量调节 181

5 电液比例控制基本回路 187

5.1 电液比例压力控制回路 187

5.1.1 比例调压回路 188

5.1.2 比例减压回路 191

5.2 电液比例速度控制回路 193

5.2.1 比例节流调速及其压力补偿 193

5.2.2 比例容积调速回路 196

5.3 比例压力/速度控制回路 198

5.3.1 比例压力/流量复合阀供油回路 198

5.3.2 比例压力/流量调节型变量泵供油回路 199

5.4 电液比例方向及速度控制回路 201

5.4.1 对称执行器的比例方向控制回路 201

5.4.2 非对称执行器的比例方向控制回路 204

5.4.3 比例差动控制回路 205

5.5 比例方向阀的进口节流压力补偿回路 208

5.5.1 进口节流压力补偿阀 209

5.5.2 对称执行器的进口压力补偿回路 213

5.5.3 差动缸的双向压力补偿 214

5.6 比例方向阀的出口节流压力补偿控制回路 219

5.6.1 单向出口节流压力补偿 219

5.6.2 出口节流压力补偿器控制回路 222

5.7 采用插装元件的压力补偿回路 228

5.7.1 减压型进口节流压力补偿 228

5.7.2 减压型出口节流压力补偿 230

5.7.3 溢流型负载压力补偿 232

5.7.4 插装式元件的双向压力补偿回路 234

5.8 其它比例方向阀控制的实用回路 236

5.8.1 重力平衡回路 236

5.8.2 比例同步控制回路 238

6 电液比例电控技术与检测 244

6.1 概述 244

6.1.1 比例放大器的基本技术要求 244

6.1.2 比例阀的电气控制组成 245

6.2 电源电路 247

6.2.1 整流电路 248

6.2.2 滤波电路 249

6.2.3 稳压电路和双电源稳压电路 251

6.2.4 电源电路实例 255

6.3 比例控制放大器 256

6.3.1 比例放大器的分类及基本技术要求 256

6.3.2 比例放大器中的信号处理电路分析 257

6.3.3 信号发生和处理电路 272

6.3.4 功率放大级 279

6.3.5 闭环控制的检测与反馈 285

6.4 编程器电路 291

6.4.1 电位器编程电路 292

6.4.2 模拟式电位器(Kelvin-Varley分压器) 295

6.4.3 非周期函数发生器 298

6.5 比例放大器的使用及调整 300

6.5.1 单通道力控制型比例放大器 300

6.5.2 双通道力控制型比例放大器 308

6.5.3 单通道行程控制型比例放大器 312

7 电液比例控制系统的分析与综合 315

7.1 电液比例控制系统的基本类型 315

7.1.1 电液比例控制系统的分类 315

7.1.2 模拟式比例控制系统 316

7.2 比例方向阀的一般分析 317

7.3 电液比例动力机构特性分析 321

7.3.1 对称四通比例阀控制对称液压缸 322

7.3.2 对称四通比例阀控制非对称液压缸 325

7.3.3 非对称阀控制非对称液压缸 328

7.3.4 液压动力机构的自然频率 331

7.3.5 液压马达输出轴的等效负载计算 339

7.4 电液比例压力(力)控制系统 351

7.4.1 比例压力控制系统的类型及特点 351

7.4.2 电液比例调压系统 353

7.4.3 闭环电液比例压力(力)控制系统 356

7.4.4 闭环比例压力(力)控制系统的特性分析 359

7.5 电液比例速度控制系统 368

7.5.1 开环比例速度控制系统 369

7.5.2 电液比例调整的电气补偿 372

7.5.3 闭环比例速度控制系统 378

7.6 电液比例位置控制系统 383

7.6.1 电液比例减速定位位置控制 384

7.6.2 行程末端位置反馈定位控制 388

7.6.3 电液比例闭环位置控制系统 392

8 比例系统的设计及元件选择 403

8.1 概述 403

8.1.1 电液比例控制系统的组成 403

8.1.2 电液比例控制系统的控制形式和选择 404

8.1.3 电液比例控制系统的设计步骤 406

8.2 电液比例往复运动的分析及设计计算 408

8.2.1 电液比例往复运动系统的稳定性、频宽和最大加速度 408

8.2.2 用四通比例方向阀控制时的加速度、供油压力及液压缸面积的计算及选择 412

8.2.3 比例方向阀的阀压降计算和通径选择 418

8.3 比例元件的选择原则 424

8.3.1 比例压力阀的选择 424

8.3.2 比例流量元件的选择 426

8.3.3 比例方向阀的选择 427

9 数字式比例控制 431

9.1 数字式比例控制系统的类型 431

9.1.1 采用模拟式比例阀的数模混合控制 432

9.1.2 脉冲调制式数字比例控制 433

9.2 组合式数字元件 437

9.2.1 组合式数字压力阀 437

9.2.2 组合式数字流量阀 440

9.2.3 组合式数字缸 442

9.2.4 二进制数字变量泵及其调整系统 443

9.3 步进电机式数字阀 445

9.3.1 步进式数字溢流阀 446

9.3.2 步进式数字节流阀与流量阀 455

9.3.3 步进式数字方向流量阀 459

9.3.4 步进液压缸与步进液压马达 465

9.3.5 数字式比例排量变量泵 472

9.4 高速开关阀 475

9.4.1 高速开关阀的结构 475

9.4.2 高速开关阀的阀芯运动分析 481

9.4.3 高速开关阀的特性分析 487

9.4.4 螺管电磁铁式开关阀的开关性能 492

9.5 高速开关阀的计算机控制与驱动 495

9.5.1 高速开关阀的控制方式 496

9.5.2 脉宽调制信号的生成方法 499

9.5.3 高速开关阀的驱动 502

9.6 步进式数字阀的控制与驱动 507

9.6.1 步进电机的主要特性和选择 507

9.6.2 步进式数字阀的驱动控制线路 511

9.6.3 步进电机驱动功率放大电路 523

10 电液比例控制系统的工程应用 528

10.1 电液比例多级速度、压力控制系统 528

10.2 电液比例闭环速度控制系统的应用 530

10.3 空间升降平台的比例控制系统 533

参考文献 536