南京的动态加载系统/伺服阀维修

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江苏 南京市
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商品详细描述
 伺服控制系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统,又称随动系统。伺服控制系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中,后来逐渐推广到很多领域,特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的:①以小功率指令信号去控制大功率负载,②在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动,③使输出机械位移精确地跟踪指令电信号。
衡量伺服控制系统性能的主要指标有频带宽度和精度。频带宽度简称带宽,由系统频率响应特性来规定,反映伺服系统的跟踪的快速性,带宽越大,系统快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构惯性的限制,惯性越大,带宽越窄。
      伺服控制系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。液压伺服系统是由液压动力机构和反馈机构组成的闭环控制系统﹐分为机械液压伺服系统和电气液压伺服系统(简称电液伺服系统)两类。其中机械液压伺服系统应用较早,主要用於飞机的舵面控制和机床仿型装置上。随著电液伺服阀的出现,电液伺服系统在自动化领域中的应用越来越广泛,很多大功率快速响应的位置控制和力控制都采用电液伺服系统,如飞机、导弹舵机控制系统,船舶舵机控制系统,雷达、大炮随动系统,轧钢机械液压压下系统﹐机械手控制和各种科学试验装置(飞行模拟转台﹑振动试验台)等。电液伺服控制是在液压传动和自动控制技术基础上发展起来的新兴技术,是20世纪50年代后才逐渐发展起来的一门学科。由于系统具有功率大、重量轻、体积小、响应快及抗负载刚性大等优点,因而电液伺服控制作为一种新兴科学技术得到了快速发展。现在,电液伺服控制已在自动化领域占有重要的地位,凡需要大功率、快速、精准反应的控制系统,都已采用了电液伺服控制系统。电液伺服系统优点为:
    1、在要求的持续工作时间内有足够的功率输出,可满足各种力矩(推力)与转速(速度)的要求。
    2、具有良好的静、动态性能,在大惯性负载条件下具有较强的稳定性和快速性。
    3、与电气系统相比,具有重量轻、体积小、惯性小、可靠性高、功率放大倍数大等突出优点,并且使用方便、便于维护。
    4、液压油可兼起润滑剂的作用,从而延长系统的使用寿命。
其缺点是加工难度高,抗污染能力差,维护不易,成本较高。
与电气伺服系统相比具有如下三个明显的优势:
(1)体积小、重量轻、惯性小、可靠性好、输出功率大;
(2)快速性好;
(3)刚度大(即输出位移受外负载影响小);定位准确。   
    现代飞机的操纵系统,如舵机、助力器、发动机与电源系统的恒速与恒频调节,火力系统中的雷达与炮塔、导弹的跟踪控制大多采用电液伺服控制。飞机的地面模拟设备,如飞行模拟器、负载模拟器、疲劳强度试验的协调加载、大功率模拟振动台、材料试验加载等也都采用了电液伺服控制。其他国防工业,如火炮跟踪系统、坦克武器稳定系统、舰艇的舵机操纵与消摆控制等也多采用电液伺服控制。电液伺服控制在民用工业方面的应用也得到了广泛的重视,如机床、冶金、锻铸、轧钢、动力、车辆工程、矿山机械、海底作业、建筑、石油等行业也大量采用了电液伺服控制技术。被当今世人所注目的机器人技术也大量采用了电液控制技术。
    特别是20世纪70年代末逐步完善和普及的计算机控制技术,为电子与液压技术的结合奠定了基础,大大提高了电液伺服控制的功能和完成复杂控制的能力,再加上伺服阀、伺服泵、伺服马达等元件性能的改善,机、电、液一体化技术已逐渐扩展到各个领域。
电液伺服控制系统分类


电液控制系统分类、组成及特点

类     型
构      成
特    点
电液伺
服系统
位置系统
控制装置(伺服放大器和电液伺服阀)、执行器(液压缸、液压马达或摆动液压缸)、反馈检测装置(传感器)、能源装置(定量泵或变量泵)
响应快、精度高,但成本较高,抗干扰能力差
速度系统
力(压力)系统
电液比
例系统
开环
控制装置(比例放大器和比例阀)、执行器(液压缸、液压马达或摆动液压缸)、反馈检测装置(传感器)、能源装置(定量泵、变量泵或比例变量泵)
可明显简化系统,实现复杂程序控制,但看着精度低
闭环
除构成开环比例协调的装置外,还包括反馈检测装置
响应快、精度较高、价格低廉
电液数
字系统
增量式
开环
微机、增量式数字阀、步进电机及其驱动电源、执行器(液压缸、液压马达或摆动液压缸)、反馈检测装置(传感器)、能源装置
响应快、精度高、不存在稳定性问题。
闭环
除构成开环比例协调的装置外,还包括反馈检测装置
响应快、精度高、系统校正可用软件实现,但成本高,编程困难。
脉宽调制式
开环
微机、脉宽调制数字阀、脉宽调制放大器、执行器、能源装置
响应快、精度高、不存在稳定性问题。
闭环
除构成开环比例协调的装置外,还包括反馈检测装置
响应快、精度高、系统校正可用软件实现,但成本高,编程困难。
伺服控制系统的结构组成
    机电一体化的伺服控制系统的结构种类繁多,但从自动控制理论的角度来看,伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节和比较环节等五部分。
    1.比较环节
    比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号的环节。通常由专用电路或计算机实现。
    2.控制器
    控制器通常是计算机或PID控制电路,其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理,以控制执行元件按要求动作。
    3.执行环节
    执行环节的作用是按控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转化成机械能,驱动被控对象工作。机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等。
    4.被控对象
    机械参数量包括位移,速度,加速度,力,和力矩为被控对象。
    5.检测环节
    检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置,一般包括传感器和转换电路。
伺服控制系统的技术要求
    1.系统精度
    伺服系统精度指输出量复现输入信号要求的精确程度,以误差的形式表现。可概括为动态误差,稳态误差和静态误差三个方面。
    2.稳定性
    伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后。系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后,系统达到新的稳定运行状态的能力。
    3.响应特性
    响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度,决定了系统的工作效率。响应速度与许多因素有关,如计算机的运行速度。运动系统的阻尼和质量等。
电液伺服控制今后发展的方向   
    1、高压大功率:高压的主要目的是减小系统的重量和结构尺寸;大功率是为解决大惯量与重负载的拖动。高压大功率系统的研究与应用对航空和航天技术显得尤为重要。
    2、高可靠性:液控设备一般都是搞性能的机器,设备对油的污染和温度变化都很敏感。故可靠性是一个重要指标,尤其在应用系统越来越复杂的情况下,可靠性也显得越来越重要。为提高可靠性,除改善设备自身的可靠性及增加监测与诊断措施外,还可利用余度与重构技术增加整个系统的可靠性。
    3、理论解析与特性补偿:在20世纪50年代后期,已基本解决了伺服机构本身的理论问题,现代的研究倾向于利用计算机技术对复杂系统(如多变数液压系统)、复杂因素(非线性及时变)进行仿真分析,其中大量的研究围绕动态特性进行。随着系统应用的多样化,控制对象也越来越复杂,必须采用系统性能补偿的措施或现代控制策略解决影响系统性能的大惯量、变参数、非线性及干扰等问题。
    4、同微机结合:目前液压控制已从传统的模拟控制转为微机和数字控制为主,把微机放入控制回路内进行实时控制已成为液压控制系统发展的方向,由此而产生了各种智能化得电液伺服控制系统
    5、在各领域普遍应用电液伺服控制技术:随着电液伺服控制技术与手段的完善和成熟,再加上液压伺服控制元件规格化量产,使电液伺服控制系统的生产成本和开发成本大大降低,这就使拥有航天、航空、军事领域贵族血统的电液伺服系统,可广泛应用于所有需要功率大、重量轻、体积小、响应快的工业生产、科研教育等领域。
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