液壓伺服與比例控制系統(tǒng) 課件 3.1閥控缸動(dòng)力組件(3.1.4)

電液伺服與比例控制系統(tǒng)四通閥控液壓缸頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)分析四無彈性負(fù)載系統(tǒng)頻率響應(yīng)分析1對(duì)指令輸入的頻率響應(yīng)分析（1）1）速度放大系數(shù)穩(wěn)態(tài)時(shí)，液壓缸活塞的輸出速度與閥的輸入位移成比例，比例系數(shù)表示閥對(duì)液壓活塞速度控制的靈敏度。速度放大系數(shù)直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度和精度。提高速度放大系數(shù)可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度，但使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變壞。頻率響應(yīng)分析四圖3-3無彈性負(fù)載時(shí)的伯德圖計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)取零位流量增益Kq0計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度時(shí)，應(yīng)取最小的流量增益，通常PL=2/3ps2）液壓固有頻率液壓固有頻率是負(fù)載質(zhì)量與液壓缸工作腔中的油液壓縮性所形成的液壓彈簧相互作用的結(jié)果。（a）（b）圖3-4液壓彈簧原理圖頻率響應(yīng)分析四假設(shè)：液壓缸無摩擦、無泄漏。液壓彈簧力：總液壓彈簧剛度為：穩(wěn)態(tài)下不存在彈簧剛度；液壓彈簧是一個(gè)動(dòng)態(tài)彈簧。頻率響應(yīng)分析四提高液壓固有頻率的方法有：（1）增大液壓缸活塞的面積；（2）減少總壓縮容積；（3）減少折算到活塞上的總質(zhì)量；（4）提高油液的有效體積彈性模量。3）液壓阻尼比主要由總流量-壓力系數(shù)和負(fù)載的粘性阻尼系數(shù)所決定。表示系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。提高液壓阻尼比的方法有：設(shè)置旁路泄漏通道；采用正開口閥和增加系統(tǒng)的粘性阻尼。因此，液壓阻尼比主要由Kc決定，零位時(shí)，Kc最小，阻尼比最小，系統(tǒng)穩(wěn)定性最差。1）動(dòng)態(tài)位置剛度特性當(dāng)Bp=0時(shí)，，上式可改寫成：（2）對(duì)干擾輸入的頻率響應(yīng)分析慣性環(huán)節(jié)比例環(huán)節(jié)理想微分環(huán)節(jié)二階微分環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)位置剛度與負(fù)載干擾力的變化頻率有關(guān)。a.在的低頻段上，慣性環(huán)節(jié)和二階微分環(huán)節(jié)不起作用；b.在的中頻段上，比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)和理想微分環(huán)節(jié)同時(shí)起作用；動(dòng)態(tài)位置剛度與液壓缸面積、有效體積彈性模量、總壓縮容積有關(guān)。動(dòng)態(tài)位置剛度與負(fù)載干擾力的變化頻率有關(guān)。c.在的高頻段上，二階微分環(huán)節(jié)起主要作用，動(dòng)態(tài)位置剛度由負(fù)載慣性所決定。2）動(dòng)態(tài)速度剛度特性在的低頻段上，動(dòng)態(tài)速度剛度為：此時(shí)，液壓缸相當(dāng)于一個(gè)粘性阻尼系數(shù)為的粘性阻尼器。在w=0時(shí)，靜態(tài)速度剛度為：有彈性負(fù)載系統(tǒng)頻率分析2有彈性負(fù)載時(shí)，活塞位移對(duì)閥芯位移的傳遞函數(shù)如下：

——位置放大系數(shù)，與閥的壓力增益Kp有關(guān)，變化范圍很大，零位時(shí)，取最大值。w0——綜合固有頻率有彈性負(fù)載系統(tǒng)頻率分析2ζ0——綜合阻尼系數(shù)負(fù)載剛度增加了固有頻率，降低了阻尼系數(shù)。wr——慣性環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率圖3-5有彈性負(fù)