流體傳動與控制
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
流體傳動與控制的視頻教程
Fluent紊流模型及其應用
適用人群：航空航天、流體機械、流體傳動及控制領域工程師 Fluent紊流模型及其應用（免費）【已結束】 直播時間：2021-10-21 19:30 介紹紊流理論、邊界層及紊流模型，講解Fluent中的紊流模型及壁面函數類型及參數設置，通過實例演示具體操作方法。 1. 紊流理論 2.
免費 57分鐘 407播放
查看
流體傳動與控制的實例教程
結論
設計一個滿足你的應用需求的液壓運動控制系統需要多方面的考慮。選擇一個合適的閥是必須的，也期望通過上述的羅列對你經驗的提升有更好的幫助。
其它的一些重要的因素包括選擇合適的位置、壓力或者力傳感器；閥盡可能的靠近油缸即控制器只控制油缸（無油液或者軟管的膨脹或壓縮）；選擇合適的運動控制器等等。
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 英文作者：Jack Johnson 電液控制專家
中文譯校：騰益登
*本文大約1758字，建議閱讀時間：~10分鐘*
本文研究了一個閥控缸伺服系統的測試結果，該系統被設計用于電液運動控制的培訓項目。
研究油缸兩腔的瞬時壓力非常有趣，因為它揭示了液壓伺服系統某些固有特性或者叫奇怪現象。為了驗證運動控制系統的特性，我們研究了一個帶位置閉環控制的閥控缸的測試結果，見圖1。
該機構被設計用于一個特殊的電液運動培訓項目，油缸缸徑為2英寸，桿徑為1 3/8英寸，行程為6英寸，另外配置一個磁致伸縮線性位移傳感器用于位置反饋。負載為一個厚4英寸，直徑16英寸，重達250lb的飛輪。當3.5英寸的扭力桿垂直于活塞桿時，飛輪在油缸活塞桿端產生將近1500lb的等效質量。油缸與飛輪通過曲柄連接，如圖1右下所示。這樣的機械結構產生大約20Hz的自然頻率。曲柄機構的約束限定了油缸的最大動作行程在6英寸以下。
PC帶模擬量輸入和輸出的數據接口，利用其控制油缸運動。加速度，速度和位移曲線見圖1所示。利用PC程序的VCCM（Valve Control Cylinder Motion）指令中的曲線合成模塊（Profile Synthesizer module）對運動控制過程進行合成處理。采用比例控制，無積分或者微分控制環節。
圖1 位移，速度和加速度曲線
圖示左邊，用于示意在整個周期中如何控制伺服機構。右上圖，液壓原理示意解釋，而右下圖是一個簡化了的機械結構。控制初始階段，存在一個0.6s的初始駐留區（速度為零）。在接下來的0.28s，以18in./sec.2的加速度平穩加速。接著，有0.5s的勻速區，速度5.1in./sec（覆蓋大約2.5英寸的油缸行程）。接近油缸活塞桿伸出的終點，是0.28s的減速。
展開 壓力和流量關系
大多的流體教授們都采用幾何形狀，縮流系數（contraction coefficient，基于幾何尺寸）以及速度系數來表達節流孔的特性。然而，在液壓運動控制系統，H.E. Merritt很自信的解釋他的結論：大多數液壓控制閥表現得像銳邊節流孔。并且，壓力和流量的關系可以采用如下簡單的公式來闡述：
Q = 100 × AQ(P1 – P2)?
此處
100是一個常數，lb-in.-sec,
AQ是過流面積（由閥的控制節流邊決定，為流道實際的幾何過流斷面面積）， in.2,
P1 – P2 是通過控制節流邊的壓差（P1必須大于P2）
Q是由上述參數計算得到的流量， in.3/sec.
為了正確的計算伺服閥或比例閥，我建議在上面的公式采用一個簡單的替代，即引入閥系數KV：
KV= 100 × AQ
此種關系只是一種近似的計算，但是無數的閥制造商接受的觀點是：經過一個典型的控制閥的流量與壓降的平方根有關。因此，我提出了一個定義，使得閥的選型和選擇更加具有可預見性。根據經驗定義KV并應用于閥，這樣就可以進行測試了，而無需設計一個新閥：
KV= Qr ÷ (?PQr)1/2
在此處
KV是節流孔流量系數， (in.3/sec) ÷ (?P)1/2
Qr是經過實際測試驗證的節流孔額定流量，此處閥工作在額定壓降，in.3/sec
PQr經過節流孔的額定壓差
流量壓降在閥的額定壓力和用于決定或者驗證閥額定流量的壓降之間是不同的。對于伺服閥的情況，如果你確定閥總的流量系數，則流量的額定壓差就是1000psi（7MPa）。
如果你只是考慮其中一個控制節流邊，閥芯只考慮一個方向移動，則流量額定壓降就是總壓降的1/2或者500psi（3.5MPa）。
展開 
流體傳動與控制的相關專題、標簽、搜索
流體傳動與控制的最新內容
隨著用戶對過程監控要求的不斷提升，一個常見但關鍵的問題逐漸浮現：氣體質量流量控制器是否能夠實時監測流體的濁度？
今天作為全球領先的流量測量與控制解決方案提供商——布瑯軻鍶特（Bronkhorst），我們將從技術原理、產品功能及實際應用場景出發，為您全面介紹這一問題。
布瑯軻鍶特官網：https://www.bronkhorst-china.com/
氣體質量流量控制器
2024年6月19日，以“芯屏互聯?穿越周期”為主題的2024年中國光電科技產業投資峰會暨華商光電科技產業研究院年中策略會在武漢中國光谷科技會展中心隆重召開。本次論壇由武漢東湖新技術開發區生產力促進中心與華商光電科技產業研究院(CINNO Research)聯合主辦，吸引了超過500位來自光電科技領域的專家學者、行業領袖與上下游產業鏈企業參與，共同探討行業未來的發展方向。
會議現場
作為光電產業鏈的價值提供者
王永詩1，郝雪峰2，安天下2，張鵬飛2，熊偉2，秦峰2
(1. 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司 山東東營 257001;2. 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開發研究院
兼任中國機械工程學會高級會員、中國機械工程學會流體傳動與控制分會委員、全國液壓與氣動標準化技術委員會觀察員、《液壓與氣動》青年編委、6項國家/行業標準制定工作組成員，擔任Mechanical Systems and Signal Processing、Journal of Sound and Vibration和Applied Acoustics等國內外權威期刊審稿人。
團隊以流體傳動與控制技術在海洋工程裝備、塑性成形領域的應用研究為重點，主要研究方向包括精密液壓/氣動閥及系統開發、先進塑性成形、高端裝備及人工智能、數字化設計與制造等。
液壓技術作為流體傳動及控制的分支之一，是與機械傳動和電氣傳動構成當今傳動控制領域的不可或缺的技術手段之一。在航運行業，液壓技術在船舶上的應用日益廣泛，如舵機、錨機、艙蓋板啟閉裝置等。
1.液壓舵機
船舶的操縱性是船舶的重要航行性能之一，舵是船舶超重裝置的一個重要部件。當水流以某沖角沖到舵葉上時，便產生了流體動力，此作用力通過舵桿傳遞到船體上，從而迫使船舶轉向，達到調整航向的目的。
摘 要：針對在高速輕載條件下，齒輪傳動系統出現的碰撞振動現象。以直齒輪傳動系統為研究對象，結合 Hertz 接觸理論，構建了系統碰撞振動分析模型。在輕載條件下，就不同轉速及負載對齒輪副碰撞振動的影響進行了分析。研究發現載荷較小時輪齒間產生碰撞振動現象，嚙合力頻譜出現 1/3 次諧波，此時表現出極強的非線性，隨轉速的增加，碰撞力幅值逐漸增大，脫嚙時間逐漸減小；隨負載逐漸增加齒面依次經歷了雙側碰撞
內容結構指引
計算流體力學概述 | 流體力學的一些基本概念 | 流體力學的控制方程
粘性流動的控制方程（納維-斯托克斯方程） | 無粘流的控制方程（歐拉方程）
適合CFD的控制方程 | NS方程的無量綱化 | 簡化NS方程
主要名詞檢索
計算流體力學（CFD） | 離散化 | 連續介質假設 | 流動微團 | 控制體 | 流動模型 | 物質導數
當地導數 | 遷移導數 | 速度散度
動力性與電機傳動系統– 矢量控制4驅
國家重點研發計劃項目(2017YFC0806704)；大連海事大學中央高校基本科研業務費專項資金資助項目(3132019352)
Foundation item:Supported by the National Key Research and Development Program of China(2017YFC0806704)
作者簡介: 王海濤(1973-)，男，教授，主要從事流體傳動與控制和機電一體化研究
