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