液压控制系统设计与使用PDF电子书下载

基础篇 1

第1章 液压控制系统概述 1

1.1 控制类型比较及液压控制的特点 1

1.1.1 控制类型的比较 1

1.1.2 控制类型的选择 2

1.2 液压控制技术的应用 2

1.3 液压控制系统的基本原理、组成与表示 2

1.3.1 液压控制系统的基本原理 2

1.3.2 液压控制系统的组成部分及功用 3

1.3.3 液压控制系统的表示 4

1.4 液压控制系统的类型及适用场合 5

1.4.1 位置控制、速度控制及加速度控制和力及压力控制系统 5

1.4.2 闭环控制系统和开环控制系统 5

1.4.3 阀控系统和泵控系统 6

1.4.4 机械液压控制系统、电气液压控制系统和气动液压控制系统 7

1.4.5 连续量控制系统和离散量控制系统 8

1.4.6 时变系统与时不变系统 8

1.4.7 直线运动控制系统和回转运动控制系统 8

第2章 液压控制基础知识 10

2.1 反馈控制基本概念 10

2.1.1 定义与组成部分 10

2.1.2 基本要求 10

2.2 数学模型 11

2.2.1 微分方程及数学模型的线性化 11

2.2.2 拉氏变换及传递函数 12

2.2.3 方块图及其等效变换 14

2.2.4 典型环节及其数学模型 15

2.3 控制系统时域瞬态响应 18

2.3.1 时域响应及典型输入信号 18

2.3.2 典型环节的瞬态响应 19

2.3.3 时域性能指标 20

2.4 控制系统的频率特性 21

2.4.1 定义 21

2.4.2 频率特性的几何表示法——极坐标图、对数频率特性图和对数幅相特性图 22

2.4.3 控制系统的闭环频率响应及性能指标 26

2.5 控制系统的稳定性 28

2.5.1 定义及稳定性充要条件 28

2.5.2 稳定性判据 29

2.5.3 控制系统的相对稳定性（稳定性裕量） 30

2.6 控制系统的误差（准确性）分析计算 31

2.6.1 基本概念 31

2.6.2 系统类型及稳态误差计算 32

2.7 控制系统的校正 33

2.7.1 系统性能指标与系统校正概述 33

2.7.2 常用校正装置及其选用原则 33

2.7.3 用希望对数频率特性法确定校正装置 35

第3章 液压放大元件及电液伺服阀和电液比例阀 37

3.1 液压放大元件及其功用特点 37

3.2 滑阀 37

3.2.1 工作原理及结构型式分类 37

3.2.2 静态特性及阀系数 38

3.2.3 作用力及驱动力 41

3.2.4 输出功率及效率 41

3.2.5 结构型式的选择与主要参数的确定 42

3.3 喷嘴挡板阀 43

3.3.1 结构原理及特点 43

3.3.2 静态特性 44

3.3.3 主要结构参数的确定 47

3.4 射流管阀 47

3.4.1 结构原理及特点 47

3.4.2 静态特性 48

3.4.3 主要结构参数的确定 49

3.4.4 射流管阀的特点及应用 50

3.5 电液控制阀简介 50

3.6 电液伺服阀 50

3.6.1 功用及特点 50

3.6.2 组成 51

3.6.3 分类 53

3.6.4 典型结构与工作原理 53

3.6.5 主要特性及性能参数 58

3.6.6 应用场合 62

3.6.7 电液伺服阀典型产品 64

3.7 电液比例阀 72

3.7.1 功用及特点 72

3.7.2 组成 73

3.7.3 分类 76

3.7.4 典型结构与工作原理 76

3.7.5 主要特性及性能参数 80

3.7.6 电液比例阀典型产品 82

设计篇 86

第4章 液压控制系统设计计算方法 86

4.1 液压伺服控制系统的设计 86

4.1.1 明确设计要求 86

4.1.2 拟定控制方案，绘制系统原理图 87

4.1.3 静态设计 88

4.1.4 动态设计 98

4.1.5 检验系统静、动态品质，根据需要对系统进行校正 111

4.1.6 选择液压能源 113

4.1.7 绘制正式工作图，编制技术文件 115

4.1.8 机液伺服系统的设计特点 115

4.2 电液比例控制系统的设计特点 117

4.2.1 开环电液比例控制系统的设计特点及注意事项 117

4.2.2 闭环电液比例控制系统的设计特点及注意事项 118

4.2.3 比例阀的选型原则 120

4.3 液压控制系统的计算机模拟仿真 121

4.3.1 仿真技术简介 121

4.3.2 仿真软件的编制和选择 122

4.3.3 MATLAB及其应用 123

4.3.4 AMESim及其应用 129

4.4 液压控制系统的施工设计 134

4.4.1 控制放大器选用与设计 134

4.4.2 电气控制装置设计 145

4.4.3 伺服液压缸的选择设计与液压站设计 149

第5章 电液控制系统设计计算示例 164

5.1 电液伺服系统设计计算示例 164

5.1.1 带钢跑偏光电液伺服控制系统的设计计算 164

5.1.2 轧机液压位置伺服系统（APC）的工作参数计算 170

5.1.3 数控机床工作台电液位置伺服控制系统的设计计算 173

5.1.4 电液速度控制系统的设计计算 177

5.1.5 机床工作台电液速度控制系统的校正计算 180

5.1.6 工件疲劳试验机电液力伺服控制系统的设计计算 181

5.2 电液比例控制系统设计计算示例 185

5.2.1 阀控缸开环速度控制系统设计计算 185

5.2.2 闭环控制系统比例阀的选型计算 188

第6章 液压控制系统基本功能回路 190

6.1 伺服控制机构及回路 190

6.1.1 机液伺服控制机构 190

6.1.2 电液伺服控制回路 192

6.2 电液比例控制机构及回路 196

6.2.1 电液比例压力控制回路 196

6.2.2 电液比例速度控制回路 199

6.2.3 电液比例方向速度控制回路 202

6.2.4 比例方向阀节流压力补偿回路 204

6.2.5 电液比例方向阀应用回路 209

6.2.6 电液比例压力／速度控制回路（节能回路） 212

6.2.7 电液比例控制典型应用回路 214

第7章 典型液压控制系统实例分析 217

7.1 复杂圆柱曲面石材加工机的机液仿形控制系统 217

7.1.1 主机功能结构 217

7.1.2 机液仿形控制系统工作原理 218

7.1.3 技术特点 218

7.2 电站锅炉蛇形管弯管机电液控制系统 219

7.2.1 主机功能结构 219

7.2.2 液压系统工作原理 220

7.2.3 技术特点及参数 221

7.3 高压输电线间隔棒振摆电液伺服试验系统 222

7.3.1 系统的功能结构及工作原理 222

7.3.2 技术特点及参数 222

7.4 石棉水泥管卷压成型机的电液控制系统 223

7.4.1 主机功能结构 223

7.4.2 系统工作原理 223

7.4.3 技术特点及参数 226

7.5 四辊轧机液压压下装置的电液伺服系统 227

7.5.1 主机功能结构 227

7.5.2 电液伺服控制系统工原理 228

7.5.3 技术特点及参数 228

7.5.4 使用要点 229

7.6 带材纠偏控制装置电液伺服控制系统 229

7.6.1 主机功能结构 229

7.6.2 电液控制系统工作原理 230

7.6.3 技术要点及参数 230

7.7 PASBAN炮塔电液伺服控制系统 231

7.7.1 主机功能结构 231

7.7.2 电液伺服控制系统工作原理 231

7.7.3 技术特点及参数 233

7.8 地空导弹发射装置液压控制系统 233

7.8.1 主机功能结构 233

7.8.2 液压系统及其工作原理 234

7.8.3 技术特点及参数 236

7.9 平面磨床工作台电液比例调速系统 236

7.9.1 主机功能结构 236

7.9.2 电液比例调速系统的工作原理 237

7.9.3 技术特点 237

7.10 注塑机电液比例控制系统 237

7.10.1 主机功能结构 237

7.10.2 电液比例控制系统的工作原理 238

7.10.3 技术特点 239

7.11 金刚石工具热压烧结机电液比例加载系统 240

7.11.1 主机功能结构 240

7.11.2 电液比例加载系统的工作原理 241

7.11.3 技术特点 242

7.12 沥青道路修补车电液比例控制系统 242

7.12.1 主机功能结构 242

7.12.2 电液比例控制液压系统的工作原理 243

7.12.3 技术特点 243

7.13 波浪补偿起重机电液比例控制系统 245

7.13.1 主机功能结构 245

7.13.2 电液比例控制系统工作原理 245

7.13.3 波浪补偿闭环控制 246

7.13.4 技术特点 246

7.14 林木球果采集机器人电液比例控制系统 246

7.14.1 主机功能结构 246

7.14.2 电液比例控制系统的工作原理 247

7.14.3 技术特点 248

7.15 自动卷染机电液比例控制系统 249

7.15.1 主机功能结构 249

7.15.2 电液比例控制系统的工作原理 249

7.15.3 技术特点 250

7.16 飞机起落架收放液压试验车电液控制系统 250

7.16.1 主机功能结构 250

7.16.2 液压系统工作原理 251

7.16.3 电控系统及其原理 252

7.16.4 技术特点 252

7.17 船舰模拟平台电液比例闭环控制系统 252

7.17.1 主机功能结构 252

7.17.2 液压系统的工作原理 253

7.17.3 电控系统的控制原理 253

7.17.4 技术特点 254

7.18 双缸直顶式液压电梯电液比例系统 254

7.18.1 主机功能结构 254

7.18.2 两种电液比例系统及其工作原理 254

7.19 大型剧院三块双层升降舞台电液比例同步控制系统 256

7.19.1 舞台功能结构 256

7.19.2 液压系统工作原理 257

7.19.3 下层台同步控制 258

7.19.4 技术特点及参数 258

使用篇 260

第8章 液压介质使用管理与系统污染控制 260

8.1 液压介质的功用和性质 260

8.2 对液压介质的一般要求 261

8.3 液压介质的命名、代号含义与种类特性 262

8.4 液压油液的选用要点 264

8.5 工作介质的使用与管理 266

8.5.1 液压油（液）合理使用要点 266

8.5.2 液压油液的更换（换油）方法及注意事项 267

8.5.3 进口液压设备换用国产油液要点 268

8.6 液压介质的污染及其控制 269

8.6.1 污染物种类及来源 269

8.6.2 油液污染对液压系统的危害 269

8.6.3 污染度及其测量 270

8.6.4 污染控制措施 277

第9章 液压控制系统的安装调试、运行维护与故障诊断 281

9.1 安装调试 281

9.1.1 液压控制系统的安装 281

9.1.2 液压控制系统的调试 283

9.2 液压控制系统的运行维护及故障诊断 284

9.2.1 运行维护的一般注意事项 284

9.2.2 故障诊断与维修中拆解时的注意事项 284

9.2.3 常见故障类型及特点 285

9.2.4 液压系统的故障诊断策略、方法技巧及注意事项 287

9.2.5 液压系统故障现场快速诊断仪器简介 290

9.2.6 开环和闭环液压控制系统的故障诊断方法 291

附录 295

附录一 液压技术常用物理量单位及换算 295

附录二 常用液压气动系统元件图形符号 296

附录三 四油口和五油口液压伺服阀安装面（GB17487—1998摘录） 301

附录四 液压系统通用技术条件（GB/T3766—2001摘录） 304

附录五 电气设备常用基本图形符号 317

参考文献 320