液壓 ，plc ，電液伺服控制
關注創建者：wangzaiabc 創建時間：2016-01-10
液壓 ，plc ，電液伺服控制的實例教程
閉環控制
圖2 閥控，電液位置閉環典型結構
圖2所示的系統闡釋了位置伺服機構，這是我們討論最終落腳點。圖2中的油缸提供負載力fL，而其位置與一個位置傳感器相連，傳遞函數為H，作為反饋信號。H值為電壓，進入誤差比較器，與指令信號電壓C做比較。誤差信號E輸送至伺服/比例閥放大器，從而推動閥芯運動。
只要誤差信號不是零，閥將持續運動，導致油缸推動負載，直至指令信號與反饋信號相等。此時，誤差為零，電流變為零，閥芯對中，負載和油缸停止。這就是它的工作原理。當然事實上，其會復雜很多。
增材制造，特別是在制造量不太大（例如在航空航天）的時候，消除了閥體和其他液壓元件中的許多制造限制。這將使一些設計思想突破物理的限制，而加工制造的潛能將得到進一步發揮。
進一步的發展趨勢是伺服閥的智能化。集成自校正功能、狀態監測和通信能力的提高是工業電液伺服閥的發展趨勢，也將在航空航天得到應用。
應該注意的是，閥控液壓系統的面臨的挑戰正在發生，如采用電液執行器（伺服泵控制執行器），或泵伺服變量控制的機器更節能。然而，這種系統的功率密度和動態響應遠遠低于傳統的閥控系統，所以技術的發展軌跡依然是不確定的。
展開 電液伺服閥的動態特性一般用頻率響應或瞬態響應表示，因為瞬態響應比較簡單，此處不討論。
伺服閥動態測試時，當改變輸入信號的頻率，輸出信號也將出現幅值和相位的變化。頻率響應特性就是頻率響應的幅值和相位與諧波輸入頻率ω的關系特性，包括幅頻特性和相頻特性。
兩個概念：幅值比和相位差
幅值比
在某一指定的頻率值下輸出流量與輸入電流的振幅比A1，除以基準低頻時輸出流量與輸入電流的振幅比Ao0，即為該指定頻率時的幅值比A1/Ao。常以1~10Hz作為基準低頻。幅值比A1/Ao是無因次量，通常取20lg(A1l/Ao)的值來衡量幅值比，201g(A1/Ao)的單位為dB。
頻寬
頻寬即A1/Ao=0.707，或20lg(A1/Ao0)=－3dB時的頻率值。
一般規定A1由Ao下降3dB時的頻率(即輸出流量為基準頻率時輸出流量的70.7%) 為系統的截止頻率。它表示超出此頻率后, 輸出就急劇衰減, 跟不上輸入。在此截止頻率處，近似幅頻伯德圖與精確值最大誤差約-3dB。
相位差
輸入電流及輸出流量作正弦變化時，輸出與輸入的相位差。即輸出與輸入之間不會完全同步，存在滯后現象。
相頻寬
輸出流量與輸入電流的相位差為滯后90°時的頻率值。
關于伯德圖的繪制
幅頻特性和相頻特性的橫坐標w均用以10為底的對數值分度，但需要注意習慣標識。
如何查看伺服閥樣本上的頻率響應曲線
在選擇伺服閥時，我們必須根據質量系統的頻率響應要求，選擇合適頻寬的伺服閥。頻寬值越大，閥響應越快。但是，并不意味著我們在選用伺服閥的時候，一味的選擇高頻響的伺服閥，因為這意味此類閥會有更高的制造精度和成本，而對系統來說并不經濟。
展開 一些閉環運動控制的應用很顯然需要運動控制器，然而一些人也可以通過使用PLC來實現閉環控制。當然，選擇何種控制方式常常難以定論。
當你可以使用PLC控制的時候，為什么還需要花錢去購買一個專用的電液運動控制器呢？答案很簡單。一般來說，考慮的因素包括使用數量，實現難度，可用時間，生產效率，精度要求以及經濟性等。做出何種決定往往是很模糊的。根據以往的經驗，我知道哪種類型的應用可以用PLC，哪種不適用。
對于大多數的控制系統設計者來說，成本是首當其沖的想法。最簡單的辦法就是購買帶有模擬量輸入和輸出的PLC用于各種軸的控制，還可以帶有一些數字I/O，接著就可以編程了。通常都是從最簡單的比例控制開始，甚至PID控制塊都不需要。這就是目前市面上大多數的液壓伺服控制的做法，人們接受液壓的培訓很多，但也僅限于此。
模擬量的反饋必須轉化縮放為位置單位。然而，我很奇怪的是，在一些PLC論壇里，很多的人在咨詢如何把一個模擬量轉化為毫米或英寸。如果編程的工程師在問，很顯然他啥也編不了。對輸入值比例縮放之后，很簡單的做法就是，從指令位置減去實際位置，差值乘以比例增益，該值作為模擬量的輸出至閥。就是這么簡單！
1. 該仿真顯示了當指令位置突然改變100mm時將會發生什么。控制輸出在100%飽和，執行器突然加速。實際位置則慢慢的接近100mm的目標值。
模擬量控制的PLC設置
PLC控制的一個挑戰發生在液壓缸的指令和實際位置相差很大的情況，因為此時輸出至閥的信號可能很大。結果就是液壓缸全速運動至指令位置。在指令位置的時候會發生什么就取決于增益和負載大小了。有時候液壓缸會平滑減速至指令位置，但是如果負載很大，也會產生超調，并帶有衰減振蕩。
關于此問題可以有多種解決方案。
展開 B型半橋
B型半橋在液壓元件，尤其是液壓閥中，應用最為廣泛。
一個B型半橋——單噴嘴擋板閥
兩個B型半橋——雙噴嘴擋板閥
蓋板式插裝溢流閥：外控油經過x口，再經過節流孔到達插裝閥上端容腔，上端容腔和溢流閥并聯。溢流閥相當于可變節流口。插裝閥上端容腔即為負載腔。
先導式溢流閥：油液經過節流孔達到主閥芯上腔，上腔和先導閥芯閥座并聯。先導閥芯閥座即為可變節流口。主閥上腔為負載腔。典型的B型半橋。
C型半橋
伺服閥單腔使用，手動可調節流閥與負載腔并聯，節流閥出口回油。對負載進行控制之前，通過調節手動節流閥，可對回油液阻進行調節，進而對負載壓力特性曲線的起始點和斜率進行調節。當壓力特性曲線的起始點和斜率調節完畢，節流閥便不再動，使其開口保持不變；此時通過調節伺服閥指令信號，來改變伺服閥開度，進而對負載進行壓力控制。
實測曲線如下：
圖中，橫軸為指令信號，測試范圍為4-20mA；縱軸為負載腔壓力，單位為bar。左圖中，系統供油壓力為8bar。右圖中，系統供油壓力為14bar。
測試時，通過調節節流閥的開口，可以設定壓力特性曲線的初始值，再結合調節伺服閥的零位，可對壓力特性曲線的斜率進行調節。在4-20mA的信號范圍內，可以獲得0bar到系統供油壓力之間的任意控制壓力。
從圖中可以看出，壓力滯環非常小，不到1%；而且控制精度很高，可達0.1bar。
D型半橋
D型半橋用得不多，暫時未到實例。
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想要在你的應用中得到最平滑的，最有效的液壓運動控制系統嗎？如果你對閥的選擇經驗很豐富，那么這，就會顯得與眾不同了。
高性能控制閥是液壓運動控制系統中工作負荷最大的元件。選擇合適的閥使得在機器設備優異的工作性能，低的維護和導致生產大量的次品，需要大量的關注之間大不相同。
本文想討論的是一個基本指導，即關于如何選擇和應用這些閥，使得你的液壓運動控制系統免維護。該指導主要討論那些市面上具有伺服品質的四通閥
摘要
本文討論電液伺服控制系統的諸多計算，并闡述了VCCM公式的含義。
正文
比例或伺服閥的性能特性與具體機器應用特性的匹配需要至少兩方面的設計步驟：
1.閥和油缸必須選擇合適的規格尺寸，確保油缸能提供足夠的力給負載。同時，也需要考慮滿足最糟糕的情況下力和速度設計的目標要求。
2.閥和執行元件具有足夠的帶寬（頻率響應），精確地在目標值調整輸出（譬如讓我們假定為油缸位置
一些閉環運動控制的應用很顯然需要運動控制器，然而一些人也可以通過使用PLC來實現閉環控制。當然，選擇何種控制方式常常難以定論。
當你可以使用PLC控制的時候，為什么還需要花錢去購買一個專用的電液運動控制器呢？答案很簡單。一般來說，考慮的因素包括使用數量，實現難度，可用時間，生產效率，精度要求以及經濟性等。做出何種決定往往是很模糊的。根據以往的經驗，我知道哪種類型的應用可以用
英文：J. C. Jones，穆格澳大利亞有限公司
1 前言
本文概述當今電液伺服閥和比例閥的發展歷程，并討論設計是如何影響它們的應用。
伺服閥是什么，而比例閥又是什么？兩種裝置的閥芯移動均與輸入信號成比例。人們對伺服閥的定義似乎更易于趨同，而比例閥則被視為具有比例功能且逐步被要求具有越來越多伺服閥特性的直動閥（DDV）。
兩種裝置均能比例的移動閥芯
液壓設計工程師和維護工程師使用電液換向閥的時候，經常思考的問題是，對于某一個回路或應用，到底該用內控外控，還是內泄外泄呢？
電液換向閥是與電磁操縱的先導閥組合成一體的液動換向閥，用控制油路中的壓力油推動閥芯。
對于NG06或者更低通徑的方向閥，其最大額定流量通常不超過80L/min（額定流量通常基于閥壓差在2.5~3.5bar之間），直接采用電磁鐵的推力就可以推動閥芯的運動
液橋分析
液壓元器件是由各種橋路控制的，為了更好的了解元件的性能和原理，必須了解各種液橋的基本特性。
常見的液橋有A型半橋、B型半橋、C型半橋和D型半橋。還有較為復雜的π型半橋，其中π型半橋又包括ABCDEFG型。
本次內容主要分析較為簡單的A型半橋、B型半橋、C型半橋和D型半橋。
半橋液阻網絡由兩個液阻構成，兩個液阻中間為控制腔
電液伺服閥的動態特性一般用頻率響應或瞬態響應表示，因為瞬態響應比較簡單，此處不討論。
伺服閥動態測試時，當改變輸入信號的頻率，輸出信號也將出現幅值和相位的變化。頻率響應特性就是頻率響應的幅值和相位與諧波輸入頻率ω的關系特性，包括幅頻特性和相頻特性。
兩個概念：幅值比和相位差
幅值比
在某一指定的頻率值下輸出流量與輸入電流的振幅比A1，除以基準低頻時輸出流量與輸入電流的振幅比
英文作者：Andrew Plummer，巴斯大學（Universityof Bath）
中文譯校：騰益登
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摘要
到2016年為止，第一個關于兩級電液伺服閥的專利已經過去了70年，而雙噴嘴擋板伺服閥專利的授權也過去了60年。本篇文章主要回顧在那個時代關于伺服閥的一些設計，特別兩級電液伺服閥。單級閥，也就是直動式或者比例閥的發展，
分析電液比例伺服閥的特點及電液比例伺服閥控變量泵容積調速的原理。利用AMESim 軟件，建立比例伺服閥控變量泵容積調速系統的仿真模型。利用該模型對系統的性能進行仿真研究，結果表明: 該調速系統具有很好的速度跟蹤特性、較小的速度超調量、較高的速度控制精度以及較好的系統工作穩定性。
009-電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究.rar
