液壓控制系統(tǒng)課后題答案

1、1、為什么把液壓控制閥稱為液壓放大元件？ 答：因?yàn)橐簤嚎刂崎y將輸入的機(jī)械信號（位移）轉(zhuǎn)換為液壓信號（壓力、流量）輸出，并進(jìn)行功率放大，移動(dòng)閥芯所需要的信號功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率卻可以很大。2、什么是理想滑閥？什么是實(shí)際滑閥？答： 理想滑閥是指徑向間隙為零，工作邊銳利的滑閥。實(shí)際滑閥是指有徑向間隙，同時(shí)閥口工作邊也不可避免地存在小圓角的滑閥。3、什么叫閥的工作點(diǎn)？零位工作點(diǎn)的條件是什么？答：閥的工作點(diǎn)是指壓力-流量曲線上的點(diǎn)，即穩(wěn)態(tài)情況下，負(fù)載壓力為，閥位移時(shí)，閥的負(fù)載流量為的位置。 零位工作點(diǎn)的條件是 。4、在計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，應(yīng)如何選定閥的系數(shù)？為什么？答：流量增益，

2、為放大倍數(shù)，直接影響系統(tǒng)的開環(huán)增益。流量-壓力系數(shù)，直接影響閥控執(zhí)行元件的阻尼比和速度剛度。壓力增益，表示閥控執(zhí)行元件組合啟動(dòng)大慣量或大摩擦力負(fù)載的能力，當(dāng)各系數(shù)增大時(shí)對系統(tǒng)的影響如下表所示。穩(wěn)定性響應(yīng)特性穩(wěn)態(tài)誤差5、什么是穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力？什么是瞬態(tài)液動(dòng)力？答：穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是指，在閥口開度一定的穩(wěn)定流動(dòng)情況下，液流對閥芯的反作用力。瞬態(tài)液動(dòng)力是指，在閥芯運(yùn)動(dòng)過程中，閥開口量變化使通過閥口的流量發(fā)生變化，引起閥腔內(nèi)液流速度隨時(shí)間變化，其動(dòng)量變化對閥芯產(chǎn)生的反作用力。6、什么叫液壓動(dòng)力元件？有哪些控制方式？有幾種基本組成類型？答：液壓動(dòng)力元件（或稱為液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)）是由液壓放大元件（液壓控制元件）和液壓執(zhí)

3、行元件組成的?？刂品绞娇梢允且簤嚎刂崎y，也可以是伺服變量泵。有四種基本形式的液壓動(dòng)力元件：閥控液壓缸、閥控液壓馬達(dá)、泵控液壓缸和泵控液壓馬達(dá)。7、何謂液壓彈簧剛度？為什么要把液壓彈簧剛度理解為動(dòng)態(tài)剛度？答：液壓彈簧剛度，它是液壓缸兩腔完全封閉由于液體的壓縮性所形成的液壓彈簧的剛度。因?yàn)橐簤簭椈蓜偠仁窃谝簤焊變汕煌耆忾]的情況下推導(dǎo)出來的，實(shí)際上由于閥的開度和液壓缸的泄露的影響，液壓缸不可能完全封閉，因此在穩(wěn)態(tài)下這個(gè)彈簧剛度是不存在的。但在動(dòng)態(tài)時(shí)，在一定的頻率范圍內(nèi)泄露來不及起作用，相當(dāng)于一種封閉狀態(tài)，因此液壓彈簧剛度應(yīng)理解為動(dòng)態(tài)剛度。8、為什么說液壓阻尼比是一個(gè)軟量？提高阻尼比的簡單方法有哪幾

4、種？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：Kc隨工作點(diǎn)不同會有很大的變化。其變化范圍達(dá)2030倍，所以是一個(gè)難以準(zhǔn)確估計(jì)的軟量。提高阻尼比方法，及其優(yōu)缺點(diǎn)入下：（1）設(shè)置旁路泄露通道。缺點(diǎn)是增大了功率損失，降低了系統(tǒng)的總壓力增益和系統(tǒng)剛度，增加外負(fù)載力引起的誤差。另外，系統(tǒng)性能受溫度變化影響較大。（2）采用正開口閥?？梢栽黾幼枘?，但也要使系統(tǒng)剛度降低，而且零位泄露量引起的功率損失比第一種辦法還打，并且會帶來非線性流量增益，穩(wěn)態(tài)液動(dòng)變化等問題。（3）增加負(fù)載的粘性阻尼。需要另外設(shè)置阻尼器，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。9、何謂負(fù)載匹配？滿足什么條件才算最佳匹配？答：根據(jù)負(fù)載軌跡來進(jìn)行負(fù)載匹配時(shí)，只要使動(dòng)力元件的輸出特性

5、曲線能夠包圍負(fù)載軌跡，同時(shí)使輸出特性曲線與負(fù)載軌跡之間的區(qū)域盡量小，便認(rèn)為液壓動(dòng)力元件與負(fù)載相匹配。如果動(dòng)力元件的輸出特性曲線不但包圍負(fù)載軌跡，而且動(dòng)力元件的最大輸出功率點(diǎn)與負(fù)載的最大功率點(diǎn)相重合，就認(rèn)為動(dòng)力元件與負(fù)載時(shí)最佳匹配。10、什么是機(jī)液伺服系統(tǒng)？機(jī)液伺服系統(tǒng)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：由機(jī)械反饋裝置和液壓動(dòng)力元件所組成的反饋控制系統(tǒng)稱為機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、容易維護(hù)。11、為什么在機(jī)液位置伺服系統(tǒng)中，閥流量增益的確定很重要？答：開環(huán)放大系數(shù)越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的控制精度也越高，而取決于，在單位反饋系統(tǒng)中，僅由和所確定，而主要由負(fù)載的要求確定的，因此主要取決

6、于，所以在機(jī)液位置伺服系統(tǒng)中，閥流量增益的確定很重要。12、低阻尼對液壓伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有什么影響？如何提高系統(tǒng)的阻尼？這些方法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：低阻尼是影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和限制系統(tǒng)頻寬的主要因素之一。提高系統(tǒng)的阻尼的方法有以下幾種：（1）設(shè)置旁路泄露通道。在液壓缸兩個(gè)工作腔之間設(shè)置旁路通道增加泄露系數(shù)。缺點(diǎn)是增大了功率損失，降低了系統(tǒng)的總壓力增益和系統(tǒng)的剛度，增加外負(fù)載力引起的誤差。另外，系統(tǒng)性能受溫度變化的影響較大。（2）采用正開口閥，正開口閥的值大，可以增加阻尼，但也要使系統(tǒng)剛度降低，而且零位泄漏量引起的功率損失比第一種辦法還要大。另外正開口閥還要帶來非線性流量增益、穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力變化等問

7、題。（3）增加負(fù)載的粘性阻尼。需要另外設(shè)置阻尼器，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。（4）在液壓缸兩腔之間連接一個(gè)機(jī)-液瞬態(tài)壓力反饋網(wǎng)絡(luò)，或采用壓力反饋或動(dòng)壓反饋伺服閥。13、電液伺服閥由哪幾個(gè)部分組成？各部分的作用是什么？答：電液伺服閥通常由力矩馬達(dá)(或力馬達(dá))、液壓放大器、反饋機(jī)構(gòu)(或平衡機(jī)構(gòu))三部分組成。力矩馬達(dá)或力馬達(dá)的作用是輸入的電氣控制信號轉(zhuǎn)換為力矩或力，控制液壓放大器運(yùn)動(dòng)。液壓放大器的運(yùn)動(dòng)去控制液壓油源流向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量或者壓力。液壓放大器將力矩達(dá)或力馬達(dá)的輸出加以放大。反饋機(jī)構(gòu)或平衡機(jī)構(gòu)的作用是使伺服閥的輸出流量或輸出壓力獲得與輸入電氣信號成比例的特性。14、在什么情況下電液伺服閥可以看成震

8、蕩環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、比例環(huán)節(jié)？答：在大多數(shù)的電液私服系統(tǒng)中，伺服閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)往往高于動(dòng)力元件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。為了簡化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析與設(shè)計(jì)，伺服閥的傳遞函數(shù)可以進(jìn)一步簡化，一般可以用二階震蕩環(huán)節(jié)表示。如果伺服閥二階震蕩環(huán)節(jié)的固有頻率高于動(dòng)力元件的固有頻率，伺服閥傳遞函數(shù)還可以用一階慣性環(huán)節(jié)表示，當(dāng)伺服閥的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動(dòng)力元件的固有頻率，伺服閥可以看成比例環(huán)節(jié)。15、在電業(yè)伺服系統(tǒng)中為什么要增大電氣部分的增益，減少液壓部分的增益？答:在電業(yè)伺服控制中，開環(huán)增益越大，則調(diào)整誤差越小，系統(tǒng)抗干擾能力越強(qiáng)。但系統(tǒng)增益超過臨街回路增益，系統(tǒng)就會失衡。在保持系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下，得到最大增益。從提高伺服系統(tǒng)位置精度和抗干擾剛度考慮，要求有較高的電氣增益KP,因此，液壓增益不必太高，只要達(dá)到最需要的數(shù)值就夠了，同時(shí)，電氣系統(tǒng)增益較液壓增益也易于調(diào)整，同時(shí)成本低。16、電液速度控制系統(tǒng)為什么一定要加校正？加滯后校正和加積分校正有什么不同？答：系統(tǒng)在穿越頻率處的斜率為，因此相位裕量很小，特別是在阻尼比較小時(shí)更是如此。這個(gè)系統(tǒng)雖屬穩(wěn)定，但是在簡化的情況下得出的。如果在和之間有其它被忽略的環(huán)節(jié)，這時(shí)穿越頻率處的斜率將變?yōu)榛?，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。即使開環(huán)增益，系統(tǒng)也不易穩(wěn)定，因此速度控制系統(tǒng)必須加校正才能穩(wěn)定工作。加滯后校正的系統(tǒng)仍然是零型系統(tǒng)，加積分校正的系統(tǒng)為I型無差系統(tǒng)。17、在力控制系統(tǒng)中負(fù)載剛度對系統(tǒng)