液压伺服与比例控制系统学习指引

1、学习指南一、课堂教学第一章绪论教学目的与要求:目的是使学生了解课程的目的与任务，与其它课程之间的关系，课程在工程及科学研究方面的 意义，培养课程兴趣。要求学生对液压伺服与比例控制系统的工作原理、分类方法、基本组成牢记在心，同时对本门 课程的前沿发展方向有所了解。本章主要内容:第一节液压伺服控制系统的工作原理及组成第二节液压伺服控制的分类第三节液压伺服控制的优缺点第四节液压伺服控制的发展和应用本章重点:液压伺服与比例控制系统的工作原理、组成及分类。本章难点:无第二章液压放大元件教学目的与要求:目的是使学生重点掌握液压放大元件的基本理论及一些典型液压放大元件的数学建模及分析 方法，培养学生的软件分

2、析能力和工程实践理念。要求对常见液压放大元件的基本理论有所了解，并重点研究圆柱滑阀的结构形式及分类方法， 理想零开口、正开口四边滑阀的静态特性，理想零开口、正开口双边滑阀的静特性，阀系数的推导 与计算，滑阀的受力分析和计算， 理想零开口四边滑阀的效率和设计；掌握力反馈二级电液伺服阀、直接反馈两极滑阀式电液伺服阀的传递函数推导方法。同时对电液比例控制阀组成和分类、静动态 特性、选择方法有所了解。本章主要内容:第一节圆柱滑阀的结构型式及分类第二节滑阀静态特性的一般分析第三节 零开口四边滑阀的静态特性第四节 正开口四边滑阀的静态特性第五节 双边滑阀的静态特性第六节滑阀受力分析第七节滑阀的输出功率及效

3、率第八节滑阀的设计第九节喷嘴挡板阀第十节射流管阀本章重点:滑阀静态特性的一般分析、零开口四边滑阀的静态特性、正开口四边滑阀的静态特性、双边滑 阀的静态特性、滑阀受力分析及滑阀的输出功率及效率。本章难点:滑阀机理的液阻理论分析方法，滑阀受力分析。第三章液压动力元件教学目的与要求:目的是使学生重点掌握液压元件的数学模型、动态特性，尤其是常见的四通阀控液压缸的相关 理论，同时结合工程案例和软件辅助的方式使学生达到对枯燥理论的深入理解。要求学生能够自主分析四通阀控液压缸参数对其动态特性的影响；并能够推导其他形式的液压 动力元件基本理论，掌握一些二次调节技术及液压动力元件与负载匹配的方法。本章主要内容:

4、第一节四通阀控制液压缸第二节四通阀控制液压马达第三节三通阀控制液压缸第四节泵控液压马达第五节液压动力元件与负载的匹配本章重点:四通阀控制液压缸、四通阀控制液压马达。本章难点:四通阀控制液压缸的数学模型建立及分析，四通阀控液压缸参数对其动态特性的影响分析。第四章机液伺服系统教学目的与要求:目的是使学生对机液位置伺服控制系统的基本理论有所了解，掌握结构刚度、液压刚度对系统 动态特性的影响，掌握动压反馈等改善伺服系统阻尼特性的技术及理论问题。要求学生能够对机液位置伺服控制系统的数学模型、动态特性清楚掌握，同时能够根据液压控 制系统数学模型绘制系统方块图。本章主要内容:第一节机液位置伺服系统第二节 结

5、构柔度对系统稳定性的影响第三节动压反馈装置第四节液压转矩放大器本章重点:机液位置伺服系统、结构柔度对系统稳定性的影响、动压反馈装置。本章难点:机液位置伺服系统理论是本章难点。第五章电液伺服阀教学目的与要求:目的是使学生对电液伺服阀的基本结构及组成、分类有所了解；了解其他型式的电液伺服阀， 了解常用电液伺服阀的特性及性能指标。培养一定的工程经验，能够结合不同的实际工业系统选取 相应的伺服阀。要求学生对电液伺服阀的基本结构及组成、分类有所了解，掌握伺服阀力矩马达、力马达的工 作原理及其参数对伺服阀性能的影响规律；掌握直接反馈两级滑阀式电液伺服阀的工作原理、数学 模型、稳定性分析、频宽与伺服阀参数之

6、间的关系、伺服阀静态特性分析以及伺服阀的设计计算； 了解其他型式的电液伺服阀，了解常用电液伺服阀的特性及性能指标。本章主要内容:第一节电液伺服阀的组成及分类第二节力矩马达第三节力反馈两级电液伺服阀第四节 直接反馈两级滑阀式电液伺服阀第五节其他型式的电液伺服阀简介第六节电液伺服阀的特性及主要的性能指标本章重点:电液伺服阀的组成及分类、力矩马达力反馈两级电液伺服阀、直接反馈两级滑阀式电液伺服阀。本章难点:力矩马达力反馈两级电液伺服阀是本章的难点。第六章电液伺服系统教学目的与要求:目的使学生对电液伺服系统的基本组成、分类有所了解；了解常用电液伺服系统的特性及性能 指标，并能对其进行校正分析。培养一定

7、的工程经验，能够结合不同的实际工业系统选用相应的电 业伺服系统。要求掌握电液位置控制系统的基本分析方法，掌握弹性负载和无弹性负载的位置伺服或比例控 制系统的分析方法；了解电液速度控制系统的分析方法，电液力控制系统的分析方法，滞后校正、 速度反馈校正、加速度反馈校正，几种速度控制方式。电液伺服系统的控制器设计方法。本章主要内容:第一节电液伺服系统的类型第二节电液位置伺服系统的分析第三节电液伺服系统的校正第四节电液速度控制系统第五节电液力控制系统本章重点:电液位置伺服系统的分析、电液伺服系统的校正。本章难点:电液伺服系统的校正第七章 液压伺服系统的设计教学目的与要求:目的是对常见工业用的液压伺服系

8、统的设计步骤有所了解，并能设计一些简单的液压伺服系统。要求掌握液压油源的设计方法；掌握比例放大器的电源电路、输入接口单元、信号处理电路、调节器、测量放大电路和功率，放大电路的基本原理以及使用方法；重点学习液压伺服、比例控制系统设计步骤，通过例子掌握设计方法。本章主要内容:第一节液压伺服系统的设计步骤第二节液压伺服系统设计举例第三节液压能源的选择本章重点:液压伺服系统的设计步骤、液压伺服系统设计举例。本章难点:无二、讨论课本门课程设有3次讨论课，分别针对液压伺服与比例控制系统中动力元件及整个系统的相关 问题进行讨论。讨论课的题目将分别在相关课程开始前下发，也可由学生根据兴趣自行选题。讨 论课选题

9、如下：(1)液压放大元件的原理、设计原则(a)双边滑阀的静态特性；(b)双喷嘴挡板阀的静态特性；(c)常用伺服阀样本、特性、选用方法；(d)两级力反馈电液伺服阀阻尼特性及其改善方法。(2)液压动力元件与负载的匹配(a)动力机构的匹配；(b)弹性负载对液压动力机构特性影响；(c)三通阀控液压缸动力机构特性；(d)阀控液压缸与泵控液压马达动态特性的相同与不同之处。(3)常见的电液伺服阀与工程应用(a)喷嘴档板式电液伺服阀原理及工程应用；(b)射流管式电液伺服阀原理及工程应用；(c)弹簧对中式电液伺服阀原理及工程应用；(b)压力-流量式电液伺服阀原理及工程应用；(e)电液压力伺服阀原理及工程应用。三

10、、三级项目本课程设有一个三级项目，该项目将与液压传动系统、液压元件课程设计相结合，最终构成二级项目。三级项目将从以下 4个方面6个课题展开，并在第 6章课程开始时下发，也可由学生根据兴趣自行选题。1 .动力元件特性分析课题一、D665型先导式大流量电液伺服比例阀动态响应仿真分析本课题研究内容如下：1） D665型先导式大流量电液伺服比例阀功率级滑阀受力分析计算；2）建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀的数学模型；3）采用AMESim软件建立D665型先导式大流量电液伺服比例阀仿真模型；4）得出该阀的时间响应曲线和频率响应曲线，得出阀的频宽。2 .电液位置伺服控制系统分析课题二、2MN快锻油

11、压机主动作动态特性仿真分析本课题研究内容如下：1） 2MN快锻油压机主动作系统计算及原理设计；2） 2MN快锻油压机主动作系统数学模型；3）采用AMESim软件建立2MN快锻油压机主动作系统仿真模型；4）得出主动作系统的时间响应曲线和频率响应曲线，得出系统的频宽。5）总结影响阀控缸系统频率特性的参数，并总结规律。课题三、2T/5T m锻造操作机大车行走控制系统仿真分析（阀控马达控制）本课题研究内容如下：3） 2T/5T m锻造操作机大车行走控制系统计算及原理设计；4） 2T/5T - m锻造操作机大车行走控制系统的数学模型；3）采用AMESim软件建立2T/5T m锻造操作机大车行走控制系统仿

12、真模型；4）得出大车行走控制系统的时间响应曲线和频率响应曲线，得出系统的频宽。5）总结影响阀控马达系统频率特性的参数，并总结规律。3 .电液伺服速度控制系统分析课题四、液压飞剪速度伺服控制系统仿真分析本课题研究内容如下：1）液压飞剪速度伺服控制系统计算及原理设计；2）液压飞剪速度伺服控制系统的数学模型；3）采用AMESim软件建立液压飞剪速度伺服控制系统仿真模型；4）得出液压飞剪速度伺服控制系统的时间响应曲线和频率响应曲线，得出系统频宽。5）总结影响阀控马达系统频率特性的参数，并总结规律。4 .电液伺服力控制系统分析课题五、1450冷连轧机轧制力伺服控制系统仿真分析本课题研究内容如下：1）伺服缸等系统元件参数设计、电液伺服阀、伺服放大器选型；2）建立阀控缸力控制系统的数学模型；3）采用MATLAB及SIMLINK 软件仿真模型；4）分