什么是液壓伺服系統(tǒng)

液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其位移、速度、力等輸出量，能自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地隨著輸入量的變化而變化，同時(shí)可大幅度 放大輸出功率 ，也是一個(gè)功率放大裝置。

液壓伺服系統(tǒng)是一種液壓控制系統(tǒng)，與普通的液壓系統(tǒng)相比，它更為復(fù)雜。由以下基本元件組成：

液壓伺服系統(tǒng)組成

輸入元件——將給定值加于系統(tǒng)的輸入端的元件，可以使機(jī)械的、電器的、液壓的，或者是其他的組合形式。

反饋測(cè)量元件——測(cè)量系統(tǒng)的輸出量并轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)的元件，如各種類傳感器。

比較元件——將反饋信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行比較,得出偏差信號(hào)后加于放大裝置，該元件一般不單獨(dú)存在。

放大、能量轉(zhuǎn)換元件 ——將誤差信號(hào)放大，并將各種形式的信號(hào)轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能量的元件。電氣伺服放大器、電液伺服閥均屬于此類元件。

執(zhí)行元件——將產(chǎn)生調(diào)節(jié)動(dòng)作的液壓能量加于控制對(duì)象上的元件，如液壓缸或液壓馬達(dá)。

控制對(duì)象——各類生產(chǎn)設(shè)備，如機(jī)器工作臺(tái)、刀架等

液壓伺服系統(tǒng)原理

伺服液壓系統(tǒng)的工作原理是：利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符 。

伺服液壓系統(tǒng)工作原理方塊圖

如下圖，是一個(gè)簡(jiǎn)單的液壓伺服系統(tǒng)原理圖。液壓泵4是系統(tǒng)的能源，它以恒定壓力向系統(tǒng)供油，供油壓力由溢流閥3調(diào)定。 四通滑閥1是一個(gè)轉(zhuǎn)換放大元件(伺服閥)，把輸入的機(jī)械信號(hào)(位移或速度)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)(流量或壓力) 并放大輸出至液壓缸2。 液壓缸作為執(zhí)行元件，輸入壓力油的流量，輸出運(yùn)動(dòng)速度(或位移)，從而帶動(dòng)負(fù)載移動(dòng)。 四通滑閥和液壓缸制成一個(gè)整體，構(gòu)成了反饋連接。

伺服液壓系統(tǒng)原理圖

1四通滑閥，2液壓缸，3溢流閥，4液壓泵

當(dāng)滑閥1處于中間位置時(shí)，閥的四個(gè)窗口均關(guān)閉，閥沒(méi)有流量輸出，液壓缸2不動(dòng)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。

給滑閥一個(gè)向右的輸入位移Xi，則窗口a 、b有一個(gè)相應(yīng)的開(kāi)口量 Xv=Xi ，液壓油經(jīng)窗口a進(jìn)入液壓缸右腔，左腔油液經(jīng)窗口b排出，缸體右移Xp，由于缸體和閥體是一體的，因此閥體也右移Xp。因滑閥受輸入端制約，則閥的開(kāi)口量減小，直到Xp=Xi，即Xv=0，閥的輸出流量等于零，缸體才停止運(yùn)動(dòng)，處于一個(gè)新的平衡位置上，從而完成了液壓缸輸出位移對(duì)滑閥輸入位移的跟隨運(yùn)動(dòng) 。如果滑閥反向運(yùn)動(dòng)，液壓缸也反向跟隨運(yùn)動(dòng)。

在該系統(tǒng)中，輸出位移Xp之所以能夠精確地復(fù)現(xiàn)輸入位移 Xi 的變化，是因?yàn)楦左w和閥體是一個(gè)整體，構(gòu)成了 閉環(huán)控制系統(tǒng) 。 在控制過(guò)程中，液壓缸的輸出位移能夠連接不斷地回輸?shù)介y體上，與滑閥的輸入位移相比較，得出兩者之間的 位置偏差 。 因此，壓力油就要進(jìn)入并驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，使閥的開(kāi)口量(偏差)減小，直至輸出位移與輸入位移相一致時(shí)為止。

伺服液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)

伺服液壓系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，如飛機(jī)的舵面控制、機(jī)床仿型裝置、船舶的舵機(jī)系統(tǒng)等。

與普通液壓系統(tǒng)比較，伺服液壓系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.與機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，伺服液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積和重量小很多。 隨著功率的增加，其體積和重量的增加遠(yuǎn)小于相同功率的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積和重量的增加速度。

2.液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)平穩(wěn)、抗干擾能力強(qiáng) 。

3.液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 調(diào)速范圍廣 ，功率增益高。

4.位置、壓力等數(shù)值直接輸入，操作簡(jiǎn) 單 。

5.工作時(shí)，其壓力和位移全過(guò)程都可以顯示在液晶顯示頻上，全過(guò)程可進(jìn)行在線管理。

6.其外端是連接在電腦上的，能把數(shù)據(jù)進(jìn)行壓裝保存到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，從而確保數(shù)據(jù)的可追溯性，便于管理。

審核編輯：湯梓紅