电液比例控制系统分析与设计PDF电子书下载

序言 1

前言 1

第1章 电液比例控制技术概述 1

1.1　电液比例控制技术的含义与内容 1

1.2　比例技术与伺服技术的比较 1

目录 1

1.3　电液比例控制技术的形成和发展 4

第2章 液压力与液压桥路 6

2.1　液体的压缩性分析 6

2.1.1　液体的压缩率 6

2.1.2　液体压力的形成 7

2.2.1　稳态液动力及其补偿方法 8

2.2　滑阀的受力分析 8

2.2.2　瞬态液动力 13

2.2.3　粘性摩擦力 14

2.2.4　液压卡紧力及其减弱措施 15

2.2.5　惯性力 17

2.2.6　弹簧力 17

2.2.7　液压力 17

2.2.8　滑阀驱动力及其确定方法 18

2.3　液压桥路 18

2.3.1　液压半桥的特性 19

2.3.2　液压半桥的比较 22

2.3.4　液压阻尼 23

2.3.3　对先导控制液桥的要求 23

参考文献 25

第3章 比例电磁铁 26

3.1 比例电磁铁的技术要求 26

3.2　单向比例电磁铁的结构与工作原理 26

3.2.1　单向比例电磁铁的典型结构 26

3.2.2　单向比例电磁铁的工作原理 27

3.3 比例电磁铁的分类与应用 28

3.3.1　力控制型比例电磁铁 29

3.3.2　行程控制型比例电磁铁 30

3.3.3　位置调节型比例电磁铁 30

3.3.4　耐高压双向极化式比例电磁铁 32

3.4 比例电磁铁的使用与维护 34

3.5 附录：单向比例电磁铁的动态数学模型及其分析 35

3.5.1　行程控制型比例电磁铁的动态数学模型及其分析 35

3.5.2　力控制型比例电磁铁的动态数学模型及其分析 40

3.5.3　位置调节型比例电磁铁的动态数学模型及其分析 40

参考文献 42

第4章 比例放大器基本控制电路及其应用 44

4.1　比例放大器概述 44

4.1.1　比例放大器的分类 44

4.1.2　电液比例控制元件对比例放大器的技术要求 44

4.1.3　比例放大器的基本控制电路 45

4.2 比例放大器的电源电路 46

4.2.1　整流电路 46

4.2.2　滤波电路 47

4.2.3　稳压电路 48

4.2.4　电源电路实例 50

4.3　信号处理电路 51

4.4　信号发生电路 59

4.4.1　非周期信号发生电路 59

4.4.2　周期信号发生电路 63

4.5　功率放大电路 64

4.5.1　模拟式功率放大电路 65

4.5.2　脉宽调制（PWM）式功率放大电路 66

4.6　反馈检测电路 67

4.7 比例放大器的使用与调整 71

4.7.1　单通路开环比例放大器 72

4.7.3　双路开环比例放大器 76

4.7.2　单通路闭环比例放大器 76

参考文献 80

第5章 电液比例压力控制阀 81

5.1 电液比例控制阀的分类 81

5.2　比例溢流阀 81

5.2.1　直动式比例溢流阀的典型结构及工作原理 82

5.2.2　压力间接检测型先导式电液比例溢流阀的典型结构及工作原理 85

5.2.3　电液比例溢流阀的特性及其分析 87

5.3　比例减压阀 91

5.3.1　二通直动式比例减压阀的工作原理及存在的问题 91

5.3.2　三通直动式比例减压阀的典型结构及工作原理 92

5.3.3　压力间接检测型先导式比例减压阀 94

5.3.4　比例减压阀的特性及其分析 98

5.4.1　带位置调节型比例电磁铁的直动式比例溢流阀的数学模型 99

5.4　附录比例压力阀的数学模型与性能分析 99

5.4.2　带力控制型比例电磁铁的直动式比例溢流阀的数学模型 102

5.4.3　带行程控制型比例电磁铁的直动式比例溢流阀的数学模型 105

5.4.4　间接测压型先导式比例溢流阀的数学模型及性能分析 105

5.4.5　间接测压型先导式比例减压阀的数学模型及特性分析 111

参考文献 114

第6章 电液比例流量控制阀 116

6.1 比例流量控制阀概述 116

6.1.1　流量控制的基本原理 116

6.1.2　比例流量阀的分类 116

6.2 电液比例节流阀 117

6.2.1　单级电液比例节流阀 117

6.2.2　二级电液比例节流阀 119

6.2.3　三级电液比例节流阀 121

6.2.4　电液比例节流阀的特性及其分析 124

6.2.5　电液比例节流阀的选用方法 127

6.3 电液比例调速阀 127

6.3.1　采用压差补偿原理的二通单级比例调速阀 127

6.3.2　采用压力适应原理的三通比例流量阀 129

6.3.3　采用流量反馈原理的比例流量阀 133

6.3.4　电液比例调速阀的特性及其分析 138

参考文献 141

第7章 电液比例方向控制阀 143

7.1 电液比例方向控制阀概述 143

7.2.1　带行程控制型比例电磁铁的单级比例方向阀 144

7.3　二级比例方向阀 144

7.2　单级电液比例方向阀 144

7.2.2　带位置调节型比例电磁铁的单级比例方向阀 145

7.3.1　不带内部反馈闭环的二级比例方向阀 146

7.3.2　带内部反馈闭环的二级比例方向阀 149

7.4 比例方向阀的特性分析和选用方法 153

7.4.1　比例方向阀的节流特性分析 153

7.4.2　比例方向阀的控制特性 154

7.4.3　比例方向阀的内泄漏特性 155

7.4.4　比例方向阀的动态特性 156

7.4.5　比例方向阀的选用方法 156

7.5 比例方向阀的流量控制方法 162

7.5.1　进口压力补偿器及其在比例方向阀控制回路中的应用 162

7.5.2　出口压力补偿器及其在比例方向阀控制回路中的应用 168

7.6　伺服比例阀 171

7.6.1　单级伺服比例阀 172

7.6.2　二级伺服比例阀 174

7.6.3　三级伺服比例阀 176

7.6.4　伺服比例阀的性能分析 177

参考文献 179

第8章 电液比例控制泵 181

8.1　变量泵的分类与控制方式 181

8.1.1　变量泵的分类 181

8.1.2　变量泵控制系统 182

8.2 比例排量控制泵及其控制特性 183

8.2.1　排量控制的基本原理 183

8.2.2　排量控制泵的反馈方式 183

8.2.3　比例排量控制泵及其控制特性分析 184

8.2.4　比例排量控制泵的应用 187

8.3 比例压力控制泵及其控制特性 188

8.3.1　压力直接检测反馈型比例压力控制泵 188

8.3.2　压力-电反馈型比例压力控制泵 190

8.3.3　比例压力控制泵的应用 190

8.4　比例流量控制泵 191

8.5 比例复合控制泵 192

8.5.1　带公用二级阀的压力-流量复合控制泵及存在问题的分析 192

8.5.2　带功率限制功能的压力-流量电反馈复合控制泵 193

8.6　变量泵变量方式的选择 197

参考文献 199

9.1 电液比例控制系统设计的内容与步骤 200

第9章　电液比例控制系统的分析与设计计算 200

9.2　估算执行元件的参数 201

9.2.1　系统压力的估算 201

9.2.2　执行元件主要结构参数的估算 202

9.2.3　液压缸-负载系统固有频率的估算 204

9.2.4　固有频率对执行元件加（减）速度过程的制约 209

9.3　拟定系统方案 211

9.4　建立电液比例控制系统的数学模型与确定系统主要参数 215

9.4.1　开环比例控制系统的数学模型 216

9.4.2　闭环比例控制系统的数学模型 217

9.5 电液比例控制系统的静态性能分析 232

9.5.1　开环系统的误差分析 232

9.5.2　闭环控制系统的误差分析 232

9.6　闭环控制系统的动态性能分析 239

9.6.1　工具软件MATLAB在动态仿真中的应用 240

9.6.2　电液比例控制系统的动态特性和稳定性分析 241

9.7　采用比例技术改造伺服系统的方法 253

参考文献 255

第10章 电液比例测试技术 256

10.1 电液比例测试系统的组成和设计原则 256

10.2 电液比例加载装置的设计与分析 259

10.2.1　比例压力加载装置 259

10.2.2　比例流量加载装置 260

10.2.3　恒压差加载装置 261

10.3　二通比例阀液压试验回路及比例压力阀试验方法 262

10.3.1　二通阀液压试验回路及其功能 262

10.3.2　比例压力阀试验方法 263

10.4 四通比例阀液压试验回路及比例方向阀静、动态特性试验方法 267

10.4.2　比例方向阀静态特性试验方法 268

10.4.1　四通阀静态特性液压试验回路及其功能 268

10.4.3　四通比例阀动态特性试验方法 274

10.5 比例控制泵的液压试验回路和试验方法 277

10.5.1　比例控制泵的试验油路 277

10.5.2　比例控制泵的特性与测试方法 279

10.6 比例元件计算机辅助测试系统设计的主要内容 280

10.6.1　硬件设计的主要内容 281

10.6.2　软件设计的主要内容 282

10.6.3　采样频率的选择 284

参考文献 285

第11章　数字比例控制技术 287

11.1 数字比例控制技术的发展与技术优势 287

11.2.1　数字式比例放大器的基本功能 288

11.2　数字比例放大器 288

11.2.2　典型的数字式比例放大器工作原理 289

11.3 电液轴控制器及其主要功能 293

11.4　单轴数字控制器的功能与应用 297

11.4.1　单轴数字控制器的功能 297

11.4.2　基于单轴数字控制器的电液轴控系统的设计方法 297

11.5　多轴数字控制计算机 299

11.5.1　多轴数字控制计算机的结构 299

11.5.2　多轴数字控制计算机与可编程控制器（PLC）的比较 302

11.5.3　多轴数字控制计算机的软件结构 302

11.6 电液轴控比例系统的设计与调试要点 303

参考文献 304

12.1.1　塑料注射成型机的功用及工艺流程 305

12.1　塑料注射成型机液压系统分析 305

第12章 电液比例控制系统设计实例分析 305

12.1.2　采用液压传动技术的塑机液压系统 307

12.1.3　采用电液比例控制技术的塑机液压系统 309

12.1.4　采用电液比例轴控技术的塑机液压系统 310

12.2　连铸机机械手液压系统分析 312

12.2.1　设备用途及液压系统工作原理分析 312

12.2.2　系统的主要技术参数 314

12.2.3　马达平衡回路的制动特性分析 315

12.3　水平缠绕机液压系统分析与设计 319

12.3.1　水平缠绕机液压系统的工作原理 319

12.3.2　采用电液比例控制技术改造水平缠绕机液压系统 321

参考文献 323