电液比例控制技术PDF电子书下载

第一章 引论 1

1.1 工程控制系统的组成及分类 1

1.1-1 程控制系统的基本单元 1

1.1-2 程控制系统的分类 2

1.2 电液控制系统的特点及分类 3

1.2-1 电液控制系统的特点 3

1.2-2 电液控制系统的构成 4

1.2-3 电液控制系统的分类 5

1.3 电液比例技术的发展历史及其特点 6

第二章 工作液体 8

2.1 液体的密度、热膨胀性和压缩性 8

2.2 有效体积弹性模量 10

2.3 液体的粘性 12

2.4 液体的含气量、空气分离压和气化压 14

2.5 工作液体的热力学特性 15

2.6 工作液体的化学性质及其表面特性 16

2.7-1 工作液体污染度的分级 18

2.7 工作液体的污染控制 18

2.7-2 工作液体的净化 20

2.8 液压系统常用工作液体的分类及其选用原则 23

第三章 控制放大器 26

3.1 电源变换 26

3.2 运算放大器 29

3.3 信号的放大和处理 30

3.3-1 反馈放大电路 30

3.3-2 积分、微分和调节电路 33

3.3-3 信号幅值和滤波 37

3.4 控制信号电路 43

3.4-1 利用手调电位器给定控制电压信号 43

3.4-2 非周期性函数发生器 44

3.4-3 周期函数发生器 44

3.4-4 数/模和模/数转换电路 46

3.5-1 阻抗变换器 48

3.5 测量放大电路 48

3.5-2 电荷放大器 49

3.5-3 电桥测量信号的直流放大电路 50

3.5-4 调制—解调测量放大电路 50

3.5-5 与电容式传感器匹配的交流运算放大电路 51

3.6 功率放大器 52

3.6-1 电压反馈型功率放大器 52

3.6-2 电流反馈型功率放大器 53

3.6-3 开关式电流反馈功率放大器 54

第四章 电—机械转换器 56

4.1 耐高压直流比例电磁铁 57

4.1-1 结构和工作原理 57

4.1-2 稳态特性 59

4.1-3 动态特性 61

4.1-4 耐高压双向极化比例电磁铁 65

4.2 动圈式力马达 66

4.2-2 动态特性 67

4.2-1 稳态特性 67

4.2-3 磁路设计 68

4.3 动铁式力矩马达 72

4.3-1 力矩马达的基本方程 73

4.3-2 永磁式力矩马达的特性分析 77

4.4 步进电机 80

4.4-1 典型结构和工作原理 80

4.4-2 稳态特性 81

4.4-3 动态特性 83

4.5 直流伺服电动机 84

4.5-1 稳态特性 84

4.5-2 动态特性 87

4.5-3 直流伺服电机的进展 90

4.6 交流伺服电动机 92

4.6-1 工作原理 92

4.6-3 动态特性 93

4.6-2 稳态特性 93

4.7 减速机构 94

4.8 电致伸缩式电—机械转换器 95

第五章 传感及反馈器件 98

5.1 传感器及反馈器件的分类 98

5.2 传感及转换器件的基本特性 99

5.2-1 稳态特性 99

5.2-2 动态特性 101

5.3-1 位移—位移转换 102

5.3 位移和转角 102

5.3-2 位移—力转换 103

5.3-3 位移—压力转换 103

5.3-4 位移—电压转换 104

5.4 速度和转速 110

5.4-1 速度—力转换 110

5.4-2 速度—流量转换 112

5.4-3 速度—电压转换 113

5.5-1 压力—位移转换 116

5.5 压力的检测 116

5.5-2 压力—电压转换 117

5.6 流量的检测 124

5.6-1 流量—位移转换 124

5.6-2 流量—压力转换 127

5.6-3 流量—转速转换 127

第六章 先导控制液压桥路 129

6.1 先导控制液桥的分类 132

6.1-1 液压半桥的基本类型及其特性曲线 132

6.1-2 压力增益和流量增益 135

6.1-3 先导级动态分析 138

6.1-4 可变液阻的流量系数 140

6.2 滑阀式先导级 142

6.2-1 阀口特性曲线 142

6.2-2 滑阀式先导液桥特性曲线的修正 144

6.3-1 锥阀的面积增益 146

6.3 锥阀式先导级 146

6.3-2 非线性运动方程及信号流图 147

6.3-3 对照的线性化传递函数框图 149

6.3-4 先导锥阀的结构 150

6.4 喷嘴挡板式先导级 151

6.4-1 喷嘴端部形状 151

6.4-2 零位开口量的选择 152

6.4-3 挡板上的液流力 153

6.4-4 单喷嘴挡板式先导级的固定液阻 154

6.4-5 双喷嘴挡板式先导级——并联B型半桥 156

6.5 先导液桥中的固定液阻 157

6.6 先导级的反馈回路 159

6.7 动态阻尼和动压反馈 161

第七章 功率控制级 163

7.1 主阀的分类和特性分析 163

7.1-1 主阀的稳态力平衡方程 164

7.1-2 主阀口流量公式 165

7.1-3 主阀动态分析 167

7.2 节流式主阀阀口和增益 172

7.2-1 节流特性上的特定工况点 172

7.2-2 流量增益、压力增益和面积增益的关系 174

7.3 二通插装式主阀 175

7.3-1 二通插装式主阀的基本结构形式 175

7.3-2 插装式组件的流道没计 178

7.3-3 二通插装式主阀的启闭条件 178

7.3-4 二通插装式主阀的反向流动 180

7.4 三通插装式主阀 181

7.4-1 三通插装式组件的三类力平衡条件 181

7.4-2 三通插装式组件的机能和特点 183

7.5 多通口滑阀 187

7.5-1 滑阀的换向机能 187

7.5-2 滑阀的换向力和复位力 190

7.6-1 变量机构的类型 193

7.6 变量机构 193

7.6-2 变量活塞的负载和控制力 194

7.6-3 变量力矩和变量力 195

第八章 液动力与摩擦力 198

8.1 液动力 198

8.1-1 滑阀的稳态液动力 198

8.1-2 滑阀的瞬态液动力 201

8.1-3 二通插装式阀芯上的稳态液动力 202

8.1-4 液动力对阀芯运动的干扰作用 209

8.2 摩擦、滞回和颤振 211

8.2-1 库仑摩擦 211

8.2-2 流体润滑 212

8.2-3 颤振 214

第九章 电液比例压力控制阀 216

9.1 压力阀的类型 216

9.2 直接控制式比例压力阀 217

9.2-1 动态方程 221

9.2-2 串联线性液导的等效值 222

9.2-3 性能分析 223

9.3 间接检测式比例溢流阀 225

9.3-1 先导液桥的等效液阻网络 226

9.3-2 传递函数 227

9.3-3 性能分析 232

9.4 间接检测式比例减压阀 234

9.4-1 减压阀的传递函数及框图 235

9.5 直接检测式比例压力阀 237

9.5-1 传递函数 238

9.5-2 实测特性 240

第十章 电液比例流量控制阀 242

10.1 单级比例节流阀 243

10.1-1 伺服电机驱动的单级节流阀 243

10.1-2 比例电磁铁驱动的单级节流阀 245

10.2-2 位移—力反馈型 247

10.2 先导控制式比例节流阀 247

10.2-1 位置反馈型 247

10.2-3 位移—电反馈型 250

10.2-4 位移—流量反馈型 251

10.3 压差补偿型比例流量阀 252

10.3-1 传统型 253

10.3-2 先导式定差减压型 255

10.3-3 带流量放大阀的压力补偿型 256

10.3-4 三通式定差溢流型 257

10.4 内含流量反馈的比例流量阀 257

10.4-1 等流量特性及偏差系数 258

10.4-2 动态特性和瞬时流量超调 263

第十一章 电液比例方向流量控制阀 266

11.1 电液比例方向流量控制阀的特点及分类 266

11.2 直接控制式比例方向节流阀 267

11.2-1 起始控制电流 267

11.2-2 动态分析 268

11.2-3 稳定条件 270

11.2-4 其它单级比例方向节流阀 270

11.3 先导控制式比例方向节流阀 272

11.3-1 先导压力控制型 272

11.3-2 级间位置反馈型 274

11.3-3 位移—力反馈型 276

11.3-4 位移—电反馈型 282

11.4 电液比例方向流量阀 282

11.4-1 定差减压型 282

11.4-2 定差溢流型 282

11.4-3 负载压力补偿型 282

11.4-4 流量反馈型 285

11.5 插装式电液比例方向流量控制阀 287

第十二章 比例控制液压泵 290

12.1 比例控制排量调节泵 290

12.1-1 位移直接反馈式排量调节 293

12.1-2 位移—力反馈式排量调节 294

12.2 比例控制压力调节泵 297

12.2-1 先导控制式压力调节 298

12.3 比例控制流量调节泵 300

12.3-1 节流阀检测压差反馈型 300

12.3-2 流量传感器检测及位移—力反馈型 301

12.4 功率调节变量泵 302

12.4-1 复合弹簧控制的恒功率调节 302

12.4-2 带压力和位置反馈的恒功率调节 304

12.5 复合比例控制变量泵 306

12.5-1 带公用二级阀的P—Q调节 307

12.5-2 带恒压阀和恒流量阀的P—Q调节 309

12.5-3 电反馈复合比例控制变量泵 310

第十三章 比例控制液动机 312

13.1 轴向柱塞式变量马达的排量调节 312

13.2 轴向柱塞式变量马达的恒扭矩调节 314

13.3 变量马达转速调节——计量泵检测反馈型 315

13.4-1 转速调节 318

13.4 变量马达电反馈型转速调节和转角调节 318

13.4-2 转角调节 320

13.4-3 电控失效的保护措施 322

13.4-4 微机控制的变量马达 322

13.5 高精度位置控制执行器 323

13.5-1 高精度位移执行器 323

13.5-2 电液伺服摆动液压马达 323

13.6 步进电机或直流电机控制的定量液动机 325

15.6-1 电液步进马达和液压缸 326

13.6-2 直流电机控制的定量液动机 326

13.7 定量液压马达 327

第十四章 电液比例元件的测试 330

14.1 测量误差及数据处理基础 330

14.1-1 高斯正态误差分布曲线 331

14.1-2 系统误差和过失误差的处理 333

14.2 电液比例元件试验系统的构成 336

14.3-1 稳态特性 339

14.3 电液比例元件的主要指标及试验方法 339

14.3-2 动态特性 344

14.4 环境、寿命及可靠性试验 348

14.4-1 故障概率及置信度 349

第十五章 电液比例控制系统的工程应用 355

15.1 电液比例控制系统的构成、分类及其工程应用的特点 355

15.2 典型系统及其数学模型 357

15.2-1 非线性数学模型 358

15.2-2 线性化数学模型 359

15.3 典型负载模型 360

15.4 液压系统的管道效应 363

15.4-1 粘性流体管道二维流动的数学描述 363

15.4-2 特征线法 365

15.5 电液比例控制系统的实例 368

15.5-1 压力、力、力矩控制 368

15.5-2 速度、转速控制 371

15.5-3 位置、转角控制 377

15.5-4 电液比例节能系统 380

第十六章 电液控制系统稳态和动态特性的计算机仿真 383

16.1 电液控制系统基本单元的数学描述 383

16.1-1 液体的有效体积弹性模量 384

16.1-2 流量公式 384

16.1-3 作用在运动部件上的力 385

16.1-4 电学基本方程 388

16.1-5 热力学基本方程 388

16.1-6 其他非线性特性 388

16.1-7 非线性特性的线性化处理 390

16.2 系统数学模型的建立 391

16.3 仿真数值方法 394

16.3-1 龙格—库塔法 394

16.3-2 非线性代数方程组 395

16.4 模拟计算机仿真 400

参考文献 402