液压控制系统复习资料
1、液压控制系统是由哪些组成部分的？
指令元件，比较元件，反馈元件，放大元件，执行元件，被控对象，能源装置及其他辅助装置
2、液压控制系统工作的基本原理：
以液压速度控制系统为例说明，当指令电位器给出一个指令信号ur 时，通过比较器与反馈信号uf 比较，输出偏差信号Δu ，偏差信号经伺服放大器输出控制电流i ，控制电液伺服阀运动，电液伺服阀输出流量、压力来控制液压伺服缸，推动工作台运动。
3、将偏差电压信号放大并转换为电流信号的放大器，称为。
4、液压控制系统的能量传递效率，是高还是低？（低）
5、液压控制系统的主要优点和缺点是什么？
优点：①加速性好，结构紧凑，质量小；②系统刚度大，定位准确，控制精度高；③控制系统频带宽，响应速度快；④散热性能好；⑤润滑性能好，系统寿命长。
缺点：控制系统的制造成本。①抗污染性能差；②温升对系统稳定和密封性能有不利影响；③制造精度要求高，成本较高；④能源供给不方便，进一步提高了液压
1、液压控制阀在液压控制系统中的作用是什么？
液压控制阀是一个集能量转换、功率放大和系统控制的原件。故作为能量转换器、功率放大器、控制器。
2、常用的液压控制阀有哪三种？（圆柱滑阀式，喷嘴挡板式，射流管式）
3、正开口四通滑阀，与零开口阀相比较，在零位时各个阀系数有何不同之处？ 与零开口四通阀阀系数比较：
正开口阀流量增益大一倍，正开口阀稳态特性曲线线性度好，正开口阀泄漏量大。
4、零开口四通滑阀，当处于零位工作时，各个阀系数（流量增益、压力增益、流量压力系数）以及阻尼比处于最大值还是最小值？零位工况点，是工况最好的点还是最差的点？（最差） 流量增益最大，流量-压力系数最小，压力增益最高，系统阻尼比最小。
5、圆柱滑阀的边、通的概念是什么？从控制性能看，哪种圆柱滑阀最好，哪种最差？ 根据圆柱滑阀控制边（节流菱边）的数目不同，可分为单边、双边和四边滑阀。从加工性能来看，单边阀加工工艺最简单，四边阀加工工艺最难。从控制性能来看，四边阀最好，单边阀最差。
6、按反馈形式的不同，两级电液伺服阀中有
7、零开口四通阀，零位阀系数的计算公式：
，，
8、作用在阀芯上的液动力分为哪两种？其中哪种液动力的方向恒为使阀芯关闭的方向？（稳态液动力）
分为稳态液动力和瞬态液动力。
9、四通滑阀与三通滑阀的阀系数相比较，有何不同之处？
①流量增益Kq ：零开口阀是正开口阀的一半；开口型式相同，流量增益相同；②流量压力系数Kc ：三通阀是四通阀的2倍；正开口是零开口的2倍；③压力增益Kp ：三通阀是四通阀的一半；通道数相同，压力增益相同
10、为确定瞬态液动力与阀芯运动方向相反，设计滑阀时应注意什么因素？
①为确保滑阀正常稳定地工作，设计时注意保证正阻尼总长度必须大于负阻尼总长度。；②为确保阀芯有足够强度，阀芯台肩直径d 与阀芯轴直径dr 应满足： dr ≥0.5d 。通常取0.7d ；③通常阀芯总长度为L ≈6d ；④总的阻尼长度包括正阻尼长度和负阻尼长度之和，即L1+L2应为阀芯总长度的三分之一；⑤面积梯度w 、滑阀最大位移χvmax 的确定要防止阀腔内流量饱和现象的产生，以及满足节流口可控的条件。
12、喷嘴挡板阀处于零位时，控制腔内的压力为多少？（与供油压力p s 相比较）
1、液压动力机构的组成部分是什么？按控制方式分，液压动力机构分为哪两种？
①液压动力机构由液压控制元件、执行元件和负载组成；②泵控系统、阀控系统，又称节流式控制系统。液压源通常是恒压源。
2、液压固有频率对液压控制系统有何影响？如何提高液压固有频率？
（1）液压固有频率限制了系统的响应速度。（2）①增大液压缸活塞面积A 。 注意 与A 不成比例关系。同样的负载速度，所需负载流量增大，阀、连接管道、液压能源装置的尺寸重量也随之增大。②减小总压缩容积Vt ，使阀靠近液压缸，最好装在一起；选择合适执行元件：长行程输出力小时用液压马达，反之用液压缸。③
减小折算到活塞上的总质量m 。④提高油液的有效体积模量βe ，避免使用软管。
3、什么是液压弹簧？液压弹簧刚度的定义是什么？
假定一个理想无摩擦无泄漏的液压缸，两个工作腔内充满液压油，并被完全封闭，液体弹性模量为常数。负载质量与液压缸工作腔中的油液压缩性所形成的液压弹簧，由于液体的压缩性，当活塞受到外力作用产生位移时，一腔压力升高，另一腔压力降低，被压缩液体产生的复位力与活塞位移成比例，其作用相当于一个线性液压弹簧。总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的并联。
4、负载折算的原则是什么？
①弹性负载折算前的形变能等于折算后的形变能；②惯性负载折算前的动能等于折算后的动能； h
③阻尼负载折算前的阻尼能等于折算后的阻尼能。
5、负载轨迹的概念是什么？
负载轨迹是描述负载力和负载速度之间的关系曲线。在v-F 平面上绘出曲线族，其边界称为负载轨迹。
6、摩擦负载、惯性负载和粘性负载的负载轨迹图形是什么样的？
惯性负载轨迹图形：
逆时针旋转）
粘性负载轨迹图形：
7、四通阀控液压缸动态刚度和动态柔度的概念。 ①动态柔度传递函数Y/F的倒数F/Y称为阀控液压缸动态刚度。动态刚度表示系统的抗干扰能力。
②传递函数Y/F表示在外干扰力的作用下，对输出位移y 的影响。这个传递函数称为阀控液压缸动态柔度特性。
负号表示外扰动增加时，会引起液压缸速度降低。
【液压阻尼比表示系统的相对稳定性。液压伺服系统一般低阻尼，提高的办法有：①设置旁路泄漏通道②采用正开口阀③增加负载的粘性阻尼】
1、力矩马达分为哪两种？
①可动件运动形式：直线位移式（力马达）、角位移式（力矩马达）；②可动件结构形式：动铁式（衔铁）、动圈式（控制线圈）；③极化磁场产生的方式：非激磁式、固定电流激磁、永磁式
2、电液伺服阀的主要功能是：
3、单级电液伺服阀分为：
4、多级电液伺服阀的前置级通常是大级是滑阀。
5、位置反馈电液伺服阀中，按伺服阀芯位置的感受方法不同，可以分为（因惯性力随速度增大而减小，因此负载轨迹点沿
弹簧对中（不常用）
6、当换向液动阻力较大的时候，应选用单级电液伺服阀还是多级电液伺服阀？（多级）
7、电液伺服阀主要性能参数有哪些？
①额定电流：为产生额定流量，控制线圈所需输入电流（不含零偏电流），单位为A 。 额定电流与线圈的连接方式有关：串联、并联、差动；②额定流量：在规定的阀压降下，对应于额定电流的负载流量，单位m3/s。③流量增益：输出流量与输入电流在给定的阀压降条件下关系曲线的斜率。
8、伺服阀控制线圈连接方式有哪几种？
①串联（2R, i/2）：额定电流和电控功率小，但易受电源电压变动的影响；②并联（R/2, i）：如果一个控制线圈因故障断开，系统也能继续工作。工作可靠性高，但易受电流电压变动的影响；③差动（i/2）：不易受电子放大器和电源电压变动的影响。 ⎛K v 20lg 1、判断位置控制系统的稳定性判据是什么？ 2ξω⎝v v ⎫⎪
2、控制系统误差包括哪几个组成部分？2 ξv ωv
控制系统误差包括稳态误差和静态误差。①稳态误差是系统动态误差特性，当时间t ->∞时的误差，描述控制系统对输入信号和对干扰信号稳态时的误差。稳态误差可根据误差传递函数求出。②静态误差是指由控制系统所构成的元器件本身精度造成的误差，包括动力机构死区误差、ωh 电液伺服阀和伺服放大器零漂误差、测量元件的零位误差等。它与时间无关，没有动态过程。
4Y (j ω) R p (j ω)=1ωh =2ωnc ωh =2ωnc 22G (s )=22⎛s s 2+ ω⎝h
222s ⎫+1⎪⎪2ωh ⎭1ξ==0 . 707h
特征参数事先确定上述ωh , ξh , K v 决定了系统主要性能。系统设计时，K 1v
特征参数的大小及关系 ωh =22≈0. 35
5、滞后校正（PI ）和滞后-超前校正（PID ）分别可以提高控制系统的什么性能参数？
①滞后校正的目的是提高系统稳态精度。通过加大低频段增益，降低高频段增益，使系统在稳定的前提下，降低系统稳态误差。②若系统中的电气部分动态特性不能被忽略，且它们的动态可以用一届惯性环节描述，采用PID 校正可以起到很好的效果；如液压控制系统中，液压固有频率大于电气元件的转折频率，校正后系统的动态由液压固有频率决定。
液压控制系统复习资料
1、液压控制系统是由哪些组成部分的？
指令元件，比较元件，反馈元件，放大元件，执行元件，被控对象，能源装置及其他辅助装置
2、液压控制系统工作的基本原理：
以液压速度控制系统为例说明，当指令电位器给出一个指令信号ur 时，通过比较器与反馈信号uf 比较，输出偏差信号Δu ，偏差信号经伺服放大器输出控制电流i ，控制电液伺服阀运动，电液伺服阀输出流量、压力来控制液压伺服缸，推动工作台运动。
3、将偏差电压信号放大并转换为电流信号的放大器，称为。
4、液压控制系统的能量传递效率，是高还是低？（低）
5、液压控制系统的主要优点和缺点是什么？
优点：①加速性好，结构紧凑，质量小；②系统刚度大，定位准确，控制精度高；③控制系统频带宽，响应速度快；④散热性能好；⑤润滑性能好，系统寿命长。
缺点：控制系统的制造成本。①抗污染性能差；②温升对系统稳定和密封性能有不利影响；③制造精度要求高，成本较高；④能源供给不方便，进一步提高了液压
1、液压控制阀在液压控制系统中的作用是什么？
液压控制阀是一个集能量转换、功率放大和系统控制的原件。故作为能量转换器、功率放大器、控制器。
2、常用的液压控制阀有哪三种？（圆柱滑阀式，喷嘴挡板式，射流管式）
3、正开口四通滑阀，与零开口阀相比较，在零位时各个阀系数有何不同之处？ 与零开口四通阀阀系数比较：
正开口阀流量增益大一倍，正开口阀稳态特性曲线线性度好，正开口阀泄漏量大。
4、零开口四通滑阀，当处于零位工作时，各个阀系数（流量增益、压力增益、流量压力系数）以及阻尼比处于最大值还是最小值？零位工况点，是工况最好的点还是最差的点？（最差） 流量增益最大，流量-压力系数最小，压力增益最高，系统阻尼比最小。
5、圆柱滑阀的边、通的概念是什么？从控制性能看，哪种圆柱滑阀最好，哪种最差？ 根据圆柱滑阀控制边（节流菱边）的数目不同，可分为单边、双边和四边滑阀。从加工性能来看，单边阀加工工艺最简单，四边阀加工工艺最难。从控制性能来看，四边阀最好，单边阀最差。
6、按反馈形式的不同，两级电液伺服阀中有
7、零开口四通阀，零位阀系数的计算公式：
，，
8、作用在阀芯上的液动力分为哪两种？其中哪种液动力的方向恒为使阀芯关闭的方向？（稳态液动力）
分为稳态液动力和瞬态液动力。
9、四通滑阀与三通滑阀的阀系数相比较，有何不同之处？
①流量增益Kq ：零开口阀是正开口阀的一半；开口型式相同，流量增益相同；②流量压力系数Kc ：三通阀是四通阀的2倍；正开口是零开口的2倍；③压力增益Kp ：三通阀是四通阀的一半；通道数相同，压力增益相同
10、为确定瞬态液动力与阀芯运动方向相反，设计滑阀时应注意什么因素？
①为确保滑阀正常稳定地工作，设计时注意保证正阻尼总长度必须大于负阻尼总长度。；②为确保阀芯有足够强度，阀芯台肩直径d 与阀芯轴直径dr 应满足： dr ≥0.5d 。通常取0.7d ；③通常阀芯总长度为L ≈6d ；④总的阻尼长度包括正阻尼长度和负阻尼长度之和，即L1+L2应为阀芯总长度的三分之一；⑤面积梯度w 、滑阀最大位移χvmax 的确定要防止阀腔内流量饱和现象的产生，以及满足节流口可控的条件。
12、喷嘴挡板阀处于零位时，控制腔内的压力为多少？（与供油压力p s 相比较）
1、液压动力机构的组成部分是什么？按控制方式分，液压动力机构分为哪两种？
①液压动力机构由液压控制元件、执行元件和负载组成；②泵控系统、阀控系统，又称节流式控制系统。液压源通常是恒压源。
2、液压固有频率对液压控制系统有何影响？如何提高液压固有频率？
（1）液压固有频率限制了系统的响应速度。（2）①增大液压缸活塞面积A 。 注意 与A 不成比例关系。同样的负载速度，所需负载流量增大，阀、连接管道、液压能源装置的尺寸重量也随之增大。②减小总压缩容积Vt ，使阀靠近液压缸，最好装在一起；选择合适执行元件：长行程输出力小时用液压马达，反之用液压缸。③
减小折算到活塞上的总质量m 。④提高油液的有效体积模量βe ，避免使用软管。
3、什么是液压弹簧？液压弹簧刚度的定义是什么？
假定一个理想无摩擦无泄漏的液压缸，两个工作腔内充满液压油，并被完全封闭，液体弹性模量为常数。负载质量与液压缸工作腔中的油液压缩性所形成的液压弹簧，由于液体的压缩性，当活塞受到外力作用产生位移时，一腔压力升高，另一腔压力降低，被压缩液体产生的复位力与活塞位移成比例，其作用相当于一个线性液压弹簧。总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的并联。
4、负载折算的原则是什么？
①弹性负载折算前的形变能等于折算后的形变能；②惯性负载折算前的动能等于折算后的动能； h
③阻尼负载折算前的阻尼能等于折算后的阻尼能。
5、负载轨迹的概念是什么？
负载轨迹是描述负载力和负载速度之间的关系曲线。在v-F 平面上绘出曲线族，其边界称为负载轨迹。
6、摩擦负载、惯性负载和粘性负载的负载轨迹图形是什么样的？
惯性负载轨迹图形：
逆时针旋转）
粘性负载轨迹图形：
7、四通阀控液压缸动态刚度和动态柔度的概念。 ①动态柔度传递函数Y/F的倒数F/Y称为阀控液压缸动态刚度。动态刚度表示系统的抗干扰能力。
②传递函数Y/F表示在外干扰力的作用下，对输出位移y 的影响。这个传递函数称为阀控液压缸动态柔度特性。
负号表示外扰动增加时，会引起液压缸速度降低。
【液压阻尼比表示系统的相对稳定性。液压伺服系统一般低阻尼，提高的办法有：①设置旁路泄漏通道②采用正开口阀③增加负载的粘性阻尼】
1、力矩马达分为哪两种？
①可动件运动形式：直线位移式（力马达）、角位移式（力矩马达）；②可动件结构形式：动铁式（衔铁）、动圈式（控制线圈）；③极化磁场产生的方式：非激磁式、固定电流激磁、永磁式
2、电液伺服阀的主要功能是：
3、单级电液伺服阀分为：
4、多级电液伺服阀的前置级通常是大级是滑阀。
5、位置反馈电液伺服阀中，按伺服阀芯位置的感受方法不同，可以分为（因惯性力随速度增大而减小，因此负载轨迹点沿
弹簧对中（不常用）
6、当换向液动阻力较大的时候，应选用单级电液伺服阀还是多级电液伺服阀？（多级）
7、电液伺服阀主要性能参数有哪些？
①额定电流：为产生额定流量，控制线圈所需输入电流（不含零偏电流），单位为A 。 额定电流与线圈的连接方式有关：串联、并联、差动；②额定流量：在规定的阀压降下，对应于额定电流的负载流量，单位m3/s。③流量增益：输出流量与输入电流在给定的阀压降条件下关系曲线的斜率。
8、伺服阀控制线圈连接方式有哪几种？
①串联（2R, i/2）：额定电流和电控功率小，但易受电源电压变动的影响；②并联（R/2, i）：如果一个控制线圈因故障断开，系统也能继续工作。工作可靠性高，但易受电流电压变动的影响；③差动（i/2）：不易受电子放大器和电源电压变动的影响。 ⎛K v 20lg 1、判断位置控制系统的稳定性判据是什么？ 2ξω⎝v v ⎫⎪
2、控制系统误差包括哪几个组成部分？2 ξv ωv
控制系统误差包括稳态误差和静态误差。①稳态误差是系统动态误差特性，当时间t ->∞时的误差，描述控制系统对输入信号和对干扰信号稳态时的误差。稳态误差可根据误差传递函数求出。②静态误差是指由控制系统所构成的元器件本身精度造成的误差，包括动力机构死区误差、ωh 电液伺服阀和伺服放大器零漂误差、测量元件的零位误差等。它与时间无关，没有动态过程。
4Y (j ω) R p (j ω)=1ωh =2ωnc ωh =2ωnc 22G (s )=22⎛s s 2+ ω⎝h
222s ⎫+1⎪⎪2ωh ⎭1ξ==0 . 707h
特征参数事先确定上述ωh , ξh , K v 决定了系统主要性能。系统设计时，K 1v
特征参数的大小及关系 ωh =22≈0. 35
5、滞后校正（PI ）和滞后-超前校正（PID ）分别可以提高控制系统的什么性能参数？
①滞后校正的目的是提高系统稳态精度。通过加大低频段增益，降低高频段增益，使系统在稳定的前提下，降低系统稳态误差。②若系统中的电气部分动态特性不能被忽略，且它们的动态可以用一届惯性环节描述，采用PID 校正可以起到很好的效果；如液压控制系统中，液压固有频率大于电气元件的转折频率，校正后系统的动态由液压固有频率决定。