计算机控制技术课件

计算机控制技术——驱动发展现状原理应用发展趋势发展现状

常见的驱动方式有电力驱动、液压驱动和气压驱动，另外还有机械驱动、磁力驱动、复合驱动等方式。 1795年英国约瑟夫·布拉曼(JosephBraman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。

第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。 1925年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。

20世纪初康斯坦丁·尼斯克(G·Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。

第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。

20世纪60年代以来，随着原子能技术、空间技术、计算机技术的发展，液压技术得到了很大的发展，已经渗透到各个工业领域中去。

气动技术在科技飞速发展的当今世界发展更为迅速，随着工业的发展，气动技术的应用领域已经从汽车、采矿、钢铁、机械工业等行业迅速扩展到化工、轻工、食品、军事工业等各行各业。气动技术已发扎安成包含从传动、控制语言检测在内的自动化技术。电力驱动——以电动机为动力源的驱动系统，分直流电力驱动和交流电力驱动两大系统,传统的直流驱动性能较优。液压驱动——以压缩液体为动力源的驱动系统。气压驱动——以压缩空气为动力源的驱动系统。复合驱动——以两种或者两种以上的不同驱动方式作为动力源的驱动系统。电机驱动精确度高，调速方便，但推力较小，大推力时成本高。液压驱动推力大，体积小，调速方便，但系统成本高，可靠性差，维修保压麻烦。气动驱动成本低，动作可靠，不发热，无污染。但推力偏小，不能实现精确的中间位置调节，通常是两个极限位置使用。原理液压驱动系统包括：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件主要是将原动机的机械能转换成液体的压力能，一般指液压系统中的油泵，如齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。执行元件主要是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。如液压缸和液压马达。控制元件主要是在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向，

即压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、冷却器、加热器、蓄能器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。应用最简单的例子：手动液压千斤顶。常用于顶升重物，如更换汽车轮胎时，用于顶升车体。

气压升降椅的椅面和底盘间有一个气缸，气缸内灌装1~2个大气压的氮气，并用密封圈密封，气缸内的活塞杆在压力作用下可以上下移动，与座椅的调节手柄（即锁定装置）相配合，即可实现椅子的升降功能。常用于办公室、理发厅，也可用于医疗护理。生活中的应用氮气纯度不足、气缸容器壁不够坚固

或是材质差和封口密封不严密。

液压技术在农机中特别是收割机和插秧机广泛应用。

在收割机中，液压技术主要应用于对割台升降的一杆式操作以及机器平稳的无级变速。

在插秧机中，机身能够自动的上下浮动，以适应水田犁底层的凹凸不平，保持秧苗插入田中深度一致。此外，在插秧机行驶过程中，采用液压技术可以实现无级变速，操作更加简单方便，很大程度上提高了耕作的效率。农业中的应用工业中的应用1.YT4543型动力滑台液压系统。

该动力滑台要求进给速度为6.6-600mm/min,最大进给力4.5X104N。要求是液压系统性能：速度换接平稳，进给速度稳定，功率利用合理，效率高，发热小；并实现工作循环为:快进→第一次工作进给→第二次工作进给→止挡块停留→快退→原位停止。动力滑台工作原理1.快进

按下启动按钮，电磁铁1YA得电，电业换向阀6的先导阀阀芯向右移动从而引起主阀芯向右移动，使其左位接入系统，其主油路为：进油路：液压泵1→单向阀2→换向阀6（左位）→行程阀11（下位）→液压缸左腔。回油路：液压缸右腔→换向阀6（左位）→单向阀5→行程阀11（下位）→液压缸左腔，形成差动连接。

当滑台快速运动到啊预定位置时，滑台上的行程挡块压下行程阀11的阀芯，切断了该通道，使液压油经调速阀7进入液压缸的左腔。由于油液流经调速阀，想系统压力上升，打开液控顺序阀4，此时单向阀5的上部压力大于下部压力，所以单向阀5关闭，切断了液压缸的差动回路，回油经液控顺序阀4和背压阀3流回油箱使滑台转换为第一次工作进给。其油路是：进油路：液压泵1→单向阀2→换向阀6（左位）→调速阀7

→换向阀12（下位）→液压缸左腔。回油路：液压缸右腔→换向阀6（左位）→顺序阀4→背压阀3→油箱。2.第一次工作进给

第一次工进结束后，行程挡块压下行程开关年使3YA通电，二位二通换向阀通路切断，进油必须经调速阀7、8才能进入液压缸，此时由于调速阀8的开口量小于阀7，所以进给速度再次降低，其他油路情况同一工进。进油路：液压泵1→单向阀2→换向阀6（左位）→调速阀7→换向阀12（下位）→液压缸左腔。回油路：液压缸右腔→换向阀6（左位）→顺序阀4→背压阀3→油箱。3.第二次工作进给4.止挡块停留

当滑台工作进给完毕之后，碰上止挡块的滑台不再前进，停留在止挡块处，同时系统压力升高，当压力升高到压力继电器9的调整值时，压力继电器动作，经过时间继电器的延时，再发出信号使滑台返回，滑台的停留时间可由时间继电器在有一定范围调整。5.快退

时间继电器经延时发出信号，2YA通电，1YA、3YA断电，主油路为：进油路：液压泵1→单向阀2→换向阀6（右位）→液压缸右腔。回油路：液压缸左腔→单向阀10→顺序阀4

→换向阀6（右位）→油箱。6.原位停止

当滑台退回到原位时，行程挡块下压行程开关，发出信号，使2YA断电，换向阀6处于中位，液压缸失去液压动力源2，滑台停止运动。液压泵输出的油液经换向阀6直流回油箱，液压泵卸荷。发展趋势

当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪音、高可靠性、高度集成化的方向发展，同时新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、计算机实时控制技术、机电一体化技术、计算机仿真和优化技术、可靠性技术，以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。

由于工业自动化技术的发展，气动控制技术以提高系统可靠性，降低总成本为目标，研究和开发系统控制技术和机、电、液综合技术，气动元件当前发展的特点和研究方向主要是节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，以及与电子学相结合的综合控制技术。谢谢观看

双作用有两个吸油口，两个压油口，转子转动一周，吸、压油两次，定子与转子同心安装，定子为椭圆形，不可变量，压力脉动小，无径向作用力。单作用只有一个吸油口，一个压油口，转子转动一周，吸、压油一次，定子与转子偏心安装，定子为圆形，可变量，偏心距大小决定变量的大小，压力脉动比双作用的大，存在径向作用力。

传动轴8通过花键带动缸体6旋转。柱塞5(七个)均匀安装在缸体上。柱塞的头部装有滑靴4，滑靴与柱塞是球铰连接，可以任意转动。由弹簧通过钢球和压板3将滑靴压靠在斜盘2上。这样，当缸体转动时，柱塞就可以在缸体中往复运动，完成吸油和压油过程。配油盘7与泵的吸油口和压油口相通，固定在泵体上。另外，在滑靴与斜盘相接触的部分有一个油室，压力油通过柱塞中间的小孔进入油室，在滑靴与斜盘之间形成一个油膜，起着静压支承作用，从而减少了磨损。五星液压马达液压缸液压缸和液压马达的异同

液压缸主要是压力能转化为机械能的执行机构，同时实现往复直线运动的执行机构。

液压马达同样具有转换能量的作用，主要区别在于将液体的压力能转换为旋转形式的机械能而对负载作功（轴的转矩和转速）。液压泵和液压马达的异同

液压马达按结构分同样具有柱塞式、叶片式和齿轮式。

齿轮泵一般只需一个方向旋转，为了减小径向不平衡液压力，因此吸油口大，排油口小。而齿轮马达则需正、反两个方向旋转，因此进油口大小相等。

齿轮马达的内泄漏不能像齿轮泵那样直接引到低压腔去，而必须单独的泄漏通道引到壳体外去。因为马达低压腔有一定背压，如果泄漏油直接引到低压腔，所有与泄漏通道相连接的部分都按回油压力承受油压力，这可能使轴端密封失效。液压阀分类分类方法种类详细分类机能压力控制阀溢流阀、顺序阀、卸荷阀、减压阀、比例压力控制阀、流量控制阀节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、比例方向阀结构滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀椎阀、球阀、喷嘴挡板阀操作方法手动阀手把及手轮、踏板、杠杆机动阀挡块及碰块、弹簧、液压、气动电动阀电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制连接方式管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式连接