電液比例控制技術的案例
電液比例節能技術發展史（轉載自微信公眾號 液壓那些事）
從事電液比例節能控制技術兩年有余，此間設計過一些系統，也接觸了不少系統。閑來無事，談談電液比例節能技術的前世今生，哈哈。有些技術興起時間與成敗原因已無從查證，以下只是個人的大膽推測，歡迎各位大俠拍磚。
電液比例節能技術淺談
提起液壓，就不得不提電液比例控制技術，比例技術比伺服成本低、抗污染；比開關技術調速性好，其性價比是工程、民用設備的最佳選擇。比例技術的發展趨勢是智能化、節能化、通用化。比例技術的發展大致分為以下階段：
1970年以前：基于開中心六通閥的節流調速系統，該系統成本低，系統簡單，但是其效率低、難以實現復雜協同工作工況。
1980年左右：力士樂推出了負載敏感系統（即LS系統），使得系統的效率大大提高，很好的改善了系統的節能型，并能初步實現復雜協同工作工況。此時力士樂開始講ls系統應用于挖機，準備大展拳腳。
就在力士樂推出LS系統不久，小松這個工程機械巨頭就依靠川崎在自己的挖機上推出了負流量控制系統（即NFC），這可能是力士樂的噩夢，負流量控制的成功應用將ls系統從挖機上打下神壇，具體原因我也找不到，只能大膽推測：負流量屬于開環控制，其響應速度要快于ls系統，二來負流量是川崎專為小松的挖機做的系統，一來小松的挖機本來就名氣在外，二來負流量閥塊完全按照挖機的工況進行設計，而ls系統只是一種通用的節能技術，所以ls系統在挖機上敗于負流量也不足為奇，不過這并不影響ls系統在這個行業的地位。當然負流量在挖機上也是一炮打響，至今負流量仍是挖機的最主流的系統，可謂經久不衰。
展開 電液比例伺服控制容積調速系統仿真研究
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
工程機械液驅電控#系列-比例電磁鐵丨張海平
工程機械液驅電控#系列-比例電磁鐵丨張海平
討論用于精密運動控制的電液控制閥（轉自液壓傳動與控制）
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，其利用運動控制器提供的±10V的指令信號，實現對液壓油缸的運動控制。
油缸運動典型的采用四通閥。主要有兩種類型-關于其術語，在工業上還沒有形成完全的統一意見，但是下面的分類似乎基本可以涵蓋：
? 伺服品質的比例方向閥是最通用的類型，采用力馬達，強電磁鐵，或者音圈來推動閥芯運動。這類閥通常無需調節。
? 電流驅動的伺服閥，這種“最初的”伺服閥，包含射流管型或者噴嘴擋板型，由電流驅動，典型的電流范圍從±10 mA 到±200 mA。這些閥需要周期性的重新調整零位或者中位。
在工業上，現在越來越多的使用伺服品質的比例閥。其通常比傳統伺服閥性能更高，更緊湊。
線性閥
運動控制器采用的算法通常假定系統是一種線性響應，意味著給閥2V的指令信號，其得到的速度將是1V信號時的兩倍。為了實現良好控制，閥的流量與指令信號也應該是線性的(圖1)。
圖1：零遮蓋閥芯-流量與指令信號的線性關系
諸如“kink”，“knee”和“progressive”的術語指的是非線性閥。非線性閥肯定可以用，但是其需要在運動控制器進行更多的設置，也就是需要用線性化算法補償器非線性過程。傳統的，非線性閥（圖2和圖3所示）非常適合于提供高的速度控制以及低速時的精密調節。
展開 
綜述電液伺服運動控制系統的計算（轉自液壓傳動與控制）
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。
電液控制閥設計與應用的發展（轉自液壓傳動與控制）
l 努力實現閥型標準化
一個日益增長的用途是飛行動作模擬，該用途逐步用于各個領域，從而孕育了測試行業，以至于從硬紙盒到汽車所有東西都被放在電液自由度平臺上上進行實驗。
機器人出現并采用電液系統多年。塑料制造業借助于電液系統的驅動和精確度，加上閉環控制對重復性能的改善，從而提高了吹模和注模部件的質量。電液控制系統的使用使生產諸如照相機和鏡頭這樣的產品第一次成為可能。
氣和蒸汽輪機使用伺服閥進行可靠的速度控制。
鋼鐵業是一個獨特的分支。在這里，液壓驅動是必須的，電液系統的可控性被充分用于諸如厚度控制之類的用途。有時大流量意味著三級閥需要滿足與小流量閥相同的控制要求。這些鋼鐵業工藝用途一直是高性能伺服閥的領地，而新材料處理用途則被比例閥占領。比例閥通過對重型鋼卷的平滑控制可提高產量和靈活性。
2.4 在歐洲大約1970年后的發展
在歐洲，或許可以穆格德國分公司作為代表，電液閥的應用比在美國更專注于高壓。典型的3000 psi / 210 bar / 21 MPa相當普遍，上限常達5000 psi。閥設計的演變基于確保在如此高壓下的穩定性和壽命。
1973
穆格德國：意識到工業對標準化的需要，穆格將某些個性化閥口形式統一為工業標準的NG / CETOP閥口形式。
博世（Bosch）：博世板式伺服閥是在閥發展歷程中一個有趣的里程碑，它研發了一個具有射流管先導級、一個霍爾效應反饋傳感器，以及對于伺服閥重要的“第一次”：用于閉環控制的集成電子放大器，圖6。
1974
穆格比例閥。穆格德國將帶二級先導閥的直控閥（DCV）主閥與帶電反饋的隨閥攜帶的電子元件組合在一起。這種三級閥為塑料注塑業提供了一款低價大流量閥，圖7。
展開 PVG多路閥-流量控制與壓力控制閥芯（轉自電液愛好者）
壓力控制閥芯與平衡閥
壓力控制閥芯的另一個用途是控制平衡閥。通常來說，平衡閥的基本功能是保證執行機構不會誤動作。
當使用平衡閥控制負載時，壓力閥芯會更加體現出優勢。
平衡閥可以被先導壓力油打開，也會在負載壓力達到溢流設定壓力（上圖中的可調彈簧）時打開。如
上圖，
當經過平衡閥下放負載時，壓力閥芯在
A
口建立壓力，該壓力將作為先導壓力用來打開
B
口的平衡閥。在
A
口壓力的作用下，平衡閥將會受控開啟。如果配合使用壓力控制閥芯，
Pc
壓力與閥芯位移成比例，最終平衡閥的開啟
將與閥芯
位置成比例。
如果使用流量閥芯，閥芯行程固定則油口流量是固定的，當壓力升高到一定值可以打開B
口的平衡閥；當負載加速下降，A口壓力將會降低，當壓力低至先導控制需要的壓力值以下，將不能打開平衡閥。
因平衡閥在開啟和關閉之間切換，導致系統變得不穩定，出現震蕩下降的情況。
總結：
大多數的應用都可以使用流量閥芯來控制，其提供了與負載無關的流量控制。在某些具體的應用中，如確定系統會出現或已經出現穩定性問題，可以使用PVG壓力閥芯替代傳統的流量閥芯，其可最大程度減少大多數的震蕩現象。
展開 電液控制閥設計與應用的發展
l 努力實現閥型標準化
一個日益增長的用途是飛行動作模擬，該用途逐步用于各個領域，從而孕育了測試行業，以至于從硬紙盒到汽車所有東西都被放在電液自由度平臺上上進行實驗。
機器人出現并采用電液系統多年。塑料制造業借助于電液系統的驅動和精確度，加上閉環控制對重復性能的改善，從而提高了吹模和注模部件的質量。電液控制系統的使用使生產諸如照相機和鏡頭這樣的產品第一次成為可能。
氣和蒸汽輪機使用伺服閥進行可靠的速度控制。
鋼鐵業是一個獨特的分支。在這里，液壓驅動是必須的，電液系統的可控性被充分用于諸如厚度控制之類的用途。有時大流量意味著三級閥需要滿足與小流量閥相同的控制要求。這些鋼鐵業工藝用途一直是高性能伺服閥的領地，而新材料處理用途則被比例閥占領。比例閥通過對重型鋼卷的平滑控制可提高產量和靈活性。
2.4 在歐洲大約1970年后的發展
在歐洲，或許可以穆格德國分公司作為代表，電液閥的應用比在美國更專注于高壓。典型的3000 psi / 210 bar / 21 MPa相當普遍，上限常達5000 psi。閥設計的演變基于確保在如此高壓下的穩定性和壽命。
1973
穆格德國：意識到工業對標準化的需要，穆格將某些個性化閥口形式統一為工業標準的NG / CETOP閥口形式。
博世（Bosch）：博世板式伺服閥是在閥發展歷程中一個有趣的里程碑，它研發了一個具有射流管先導級、一個霍爾效應反饋傳感器，以及對于伺服閥重要的“第一次”：用于閉環控制的集成電子放大器，圖6。
1974
穆格比例閥。穆格德國將帶二級先導閥的直控閥（DCV）主閥與帶電反饋的隨閥攜帶的電子元件組合在一起。這種三級閥為塑料注塑業提供了一款低價大流量閥，圖7。
展開 AMEsim仿真論文，電液控制方向
第三篇 IJMIC210401.pdf
967373.pdf
第三篇 IJMIC210401.pdf
967373.pdf
本人電液控制方向博士，利用AMEsim寫了幾篇SCI和EI論文，拋磚引玉，相互學習。
插裝閥及其在電液控制油路中的應用
009-插裝閥及其在電液控制油路中的應用.part1.rar
009-插裝閥及其在電液控制油路中的應用.part2.rar
009-插裝閥及其在電液控制油路中的應用.part3.rar
009-插裝閥及其在電液控制油路中的應用.part4.rar
電液伺服閥—過去、現在和將來（轉自液壓傳動與控制）
盡管60年來，人們沒有停止對新材料，新技術的研究，但是力矩馬達依然繼續在使用。也許將來，會出現真正的競爭者。
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 
進油節流 & 回油節流控制—PVBM解析（轉自電液愛好者）
在一些應用，如開式回路控制的行走系統中，車輛上坡時為正負載，由液壓動力推動行走馬達轉動；車輛下坡時為負負載，車輛會不斷加速，拉著馬達轉動；單獨的進油或回油節流控制無法有效良好的應對這種工況。
丹佛斯的PVBM有效解決上述問題，本文將對其進行詳細講解。”
01
—
節流控制
所謂節流控制，節流孔加上壓力補償器，則可實現只與節流口開口面積相關的流量控制。
PVBM中的“M”為Meter-in和Meter-out之意，進油節流與回油節流。在同一時間，既控制進入馬達的流量，也控制流出馬達的流量，但如果進出流量很接近，則會導致系統控制不穩定；丹佛斯的一項專利技術提供了一種解決思路：一定的閥芯開度下，控制的進油流量始終比回油流量小，不足的流量通過補油閥補充。PVBM中進油節流采用標準PVB的閥前壓力補償器，另外在A/B口各集成了一個補償器，用于穩定負負載工況時回油側的壓差，這即是PVBM的設計理念。下面分兩種工況分別進行闡述。
展開 壓力補償流量控制-閥前 vs 閥后（轉自電液愛好者）
PVG100技術參數示意：
PVG100四聯閥組示意：
03
—
對比總結
閥前壓力補償流量控制，主閥閥口的壓差由主閥各自單獨的補償器確定，可以更準確的控制負載的速度，系統的調速性能更好。
閥后壓力補償流量控制，可以確保控制每個負載的主閥芯前后的壓差相等，在泵流量飽和的情況下可以按比例降低進入各個負載的流量，解決復合動作時單個動作無力的問題。
PVG32和PVG100補償方式對比示意：
PVG32和PVG100都可以做成簡單的負載敏感換向閥，還可以做成負載獨立的電液比例控制閥。兩種閥組還可以組合使用，組合使用時，PVG100可以滿足單個負載大流量的需求，PVG32 可以滿足單個負載調速性能的要求（此時PVG32的工作片需要用帶T0口的工作片），還可以在A/B口可以集成零泄露模塊，保持負載位置穩定，這種組合方式在某些工程機械上已經得到了驗證。
展開 電液伺服閥的頻率響應特性曲線，你讀懂了嗎（ 液壓傳動與控制）
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 如何利用電液換向閥的內控、外控和內泄、外泄（轉自液壓傳動與控制）
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。但是對于大多數的NG10或者更大通徑的閥，就需要采用電磁鐵作為先導閥，利用液壓力來推動主閥芯。這時候就需要考慮先導供油和排油方式了。
設計師們經常在系統原理圖中用簡化的符號來表達電液換向閥，如右圖所示例。為便于理解，我們需要查看左圖的詳細職能符號。由圖可見，電液換向閥一般由一先導電磁閥和一液控主閥構成，先導電磁閥得電后，控制油或泄油分別與主閥的左、右腔體相連，液壓力與彈簧力比較，從而推動閥芯運動。
電液換向閥控制油x可以取自主油路的P口，此為內控，也可以來自獨立油源，此為外控。
對于系統壓力較高的液壓系統，為防止換向沖擊，不建議控制油x取自主P口即內控的方式，而是建議采用外控的方式。采用外控時，可以獲得更穩定的控制油壓力。采用外控時，獨立油源的流量不得小于主閥最大通流量的15％，以保證換向時間要求，具體可參考各家樣本。
對于伺服閥、比例伺服閥等，由于前置級一般為射流管或者噴嘴擋板，外控的方式除了可以獲得更穩定壓力之外，而且可以對控制油單獨進行過濾。在某些產品樣本中，要求先導壓力至少大于P口壓力60%以上，從而保證克服液動力以及確保伺服閥的動態響應。
對于系統壓力不高的液壓系統，控制油x可以取自主油路的P口，即采用內控的方式。采用內控時，主油路必須保證最低控制壓力。
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