液壓控制系統(tǒng)試卷及答案

1、液壓控制系統(tǒng) 試卷題號一二三四五六七八九十總分一、基本概念題（本題共5題,每小題4分,共計20分 ） 1、液壓動力元件。 2、機液伺服系統(tǒng)中的比較元件的構成要求。 3、圖示說明滑閥三種開口形式。 4、瞬態(tài)液動力、圖示說明正阻尼長度。5、壓力伺服閥與壓力流量伺服閥區(qū)別。二、簡答題：（本題共3小題,每小題5分,共計15分）1、如何提高液壓固有頻率？2、滯后校正的主要作用是什么？3、液壓伺服系統(tǒng)是由哪幾部分元件構成的？得分本題得分本題得分三、推導題：（本題共2小題，合計15+10=25分）1、試推導滑閥靜態(tài)特性方程。（15分）2、已知閥控缸動力機構如圖，假定：活塞處于中位，忽略缸體質量，液壓缸內外泄

2、漏和粘性摩擦影響。寫出該動力機構的基本方程。（10分） 四、回答下列問題：(本題共2小題，共15分) 1、閥的三個系數(shù)對液壓伺服系統(tǒng)的性能有何影響？（10分）2、哪些因素影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差?（5分）本題得分五、分析計算題 (本題共2小題，共25分) 1、閥控液壓缸系統(tǒng)，液壓缸面積，活塞行程，閥至液壓缸的連接管路長度，管路截面積，負載質量，閥的流量壓力系數(shù)，計算時，取，。求：1）畫出閥控液壓缸原理圖；2）寫出液壓固有頻率和液壓阻尼比公式；3)計算液壓固有頻率和液壓阻尼比。（本題合計2+2+6=10分） 2、如下圖所示的機液位置伺服系統(tǒng)，供油壓力，滑閥面積梯度，液壓缸面積，液壓固有頻率，阻尼比。求

3、增益裕量為時反饋杠桿比為多少?計算時，取流量系數(shù)，油液密度。要求必須寫出開境傳遞函數(shù)。（15分） 機液位置伺服系統(tǒng)圖試題評分標準及其參考答案 一、基本概念題（本題共5小題,每小題4分,共計20分 ） 1、或稱液壓動力機構，是由液壓放大元件（液壓控制元件）和液壓執(zhí)行元件組成。（4分） 2、在機液伺服控制系統(tǒng)中的比較元件（例如舵機系統(tǒng)）要求：1）與指令元件相連（手）2）與被控對象相連（舵機） 3）與放大元件相連（閥芯）。（4分）3、（4分） 4、這種由于閥芯運動引起的液流加速或者減速，從而產(chǎn)生的液流對閥芯的作用力稱為瞬態(tài)液動力。正阻尼長度如圖示（4分）5、壓力伺服閥的滑閥兩端沒有對中平衡彈彈簧，輸

4、出壓力與輸入電流成比例；壓力流量伺服閥滑閥兩端有對中平衡彈彈簧，輸出壓力經(jīng)過反饋通道引入滑閥兩端平衡腔，形成負載壓力負反饋，這就是上述兩種伺服閥的區(qū)別。（4分）二、簡答題：（本題共3小題，合計為5+5+5=15分）從液壓固有頻率表達式，可知提高液壓固有頻率的方法有1）增大液壓缸活塞面積Ap；2）減小總壓縮容積Vt；3）減小折算到活塞上的總質量mt；提高油液的有效體積彈性模量e。（5分）2、滯后校正的主要作用是：通過提高低頻段增益，減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，或者在保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的條件下，通過降低系統(tǒng)高頻段的增益，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。（5分）3、液壓伺服系統(tǒng)由輸入元件、反饋測量元件(傳感器)、比較元件、放

5、大轉換元件(電液伺服閥)、執(zhí)行元件(液壓缸與液壓馬達)、控制對象（負載）以及其它（各種校正裝置，以及不包含在控制回路內的液壓能源裝置）構成。（5分）三、推導題：（本題共2小題，共15+10=25分）1、滑閥靜態(tài)特性方程推導如下。（15分）假設有一個四通滑閥，其中的液流通道可用等效液壓橋表示。當閥芯處于中間位置時，由于四個節(jié)流窗口都是關閉，故無流量壓力輸出。當閥芯有一正向位移時（Xv0），則油液將由油源經(jīng)節(jié)流窗口1通往負載，而由負載流回的油液經(jīng)節(jié)流窗口3通回油管路。在穩(wěn)態(tài)工況下有：設供油壓力ps，供油流量為qs，負載流量為qL，通往液壓缸兩邊壓力各為p1、p2，回油壓力為0。液壓橋路：pL= p

6、1-p2, qL=q1-q4=q3-q2, qs=q1+q2=q3+q4。由節(jié)流口公式可得：q1=Cd1A1（2/（ps-p1）½，q2=Cd2A2（2/（ps-p2）½，q3=Cd3A3（2/p2）½，Q4=Cd4A4（2/p1）½。假設節(jié)流窗口匹配而且對稱有：A1=A3， A2=A4，A1（xv）= A2（-xv），A3（xv）= A4（-xv），Cd1=Cd2=Cd3=Cd4=Cd。（兩個圖3分，文字說明與假設條件2分，下列5個表達式前3個各1分，后兩個7分，合計15分） 2、1）滑閥的流量方程假設閥是零開口四邊滑閥，四個節(jié)流窗口是匹配對稱，供油壓

7、力ps恒定，回油壓力為零。 （2分）2）液壓缸流量連續(xù)方程：（3分）3）液壓缸和負載的力平衡方程： （3分） （圖2分） 四、回答下列問題：(本題共2小題，共15分) 1、閥的三個系數(shù)Kq、Kc和Kp表征閥穩(wěn)態(tài)特性的三個性能參數(shù)，Kq閥流量增益直接影響系統(tǒng)的的開環(huán)增益因而對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應特性和穩(wěn)態(tài)誤差有直接影響；Kc閥流量-壓力系數(shù)直接影響閥控制馬達及閥控制液壓缸的阻尼比和速度剛性；Kp閥壓力增益通常很大，表明液壓動力元件起動大慣量或大摩擦負載的能力。（10分）2、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差除了指令輸入信號、負載干擾信號引起外，控制系統(tǒng)本身的某些因素，如死區(qū)、零漂等也會引起位置誤差。（5分）五、分析計

8、算題 (本題共2小題，共25分)1、(本題共10分)Vt=L×Ap+l×a=0.009354m³，mt=2000+2 Vt×=4219.6kg（2分）由系統(tǒng)液壓固有頻率公式有 h=(4×7×150²/4219.6×0.009354) ½=126.3（3分）液壓阻尼比h=Kc/Ap×（700000000×2007.83/0.0045）½=0.00612（3分）閥控液壓缸系統(tǒng)原理如圖（2分）。2、(本題共15分)Xv=(L2+L1)/L2*Xi-L1/L2*Xp；(1分)Ki=（L1+L2）/L2；(1分)Kf=L1/L2(1分)開環(huán)傳遞函數(shù)：Xp/Xv=KqKf/Ap/S(S