电液比例与伺服控制 节选

《电液比例与伺服控制》系统介绍了电液比例与伺服控制技术的基础理论、基本元件、系统组成及性能特点。全书共分十章，系统地、循序渐进地阐述了电液比例与伺服控制中的各种控制元件、动力元件及系统的工作原理、性能特点、建模和分析方法，并从实用的角度出发，简要介绍了系统的校正方法、实用基本回路及其应用、伺服比例放大器的原理和应用、比例与伺服系统的使用和维护常识。《电液比例与伺服控制》内容取材适当，每章配有一定数量的思考题和习题，便于教学与自学。《电液比例与伺服控制》可作为高等学校机械电子专业、流体传动与控制专业方向及有关专业教材，也可供从事机械电气方面工作的工程技术人员参考。

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插图：1电液比例与伺服控制系统概述1.1 电液比例与伺服控制技术的发展概况从广义上说，凡是系统的被控量（输出）能随输入或指令信号的变化连续地、成比例地得到控制的系统，都可以称为比例控制系统。液压伺服控制系统应属于比例控制系统的范畴。但人们习惯上将采用电液比例控制元件的系统称为电液比例控制系统，将采用液压伺服控制元件的系统称为液压伺服控制系统。电液比例和伺服控制技术是液压技术的重要分支，也是自动控制技术的重要分支。流体传动与控制技术已有很长的历史，但作为现代电液控制系统的发展，只需追溯到第二次世界大战期间。当时由于军事上的需要，在第二次世界大战后期，由于喷气式飞机的飞行速度很高，因此对控制系统的快速性、动态精度和功率一重量比提出了更高的要求。1940年底，在飞机上首先出现了电液伺服控制系统。当时的控制阀是由伺服电机驱动。伺服电机的惯量大，使其成为限制系统动态特性的主要环节。经过10多年的发展，至20世纪50年代后期，相继研制成了高响应的永磁式力矩马达和以喷嘴挡板阀为先导阀的电液伺服阀，使电液伺服系统成为当时响应最快、控制精度最高的伺服系统，为电液伺服技术的发展奠定了实践基础。到了60年代，由于各种反馈控制技术的应用，进一步提高了电液伺服阀的性能。许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率一重量比和大功率控制系统不断发展的需要，又进一步促进了电液伺服控制技术的发展，使电液伺服技术日臻成熟，使其广泛应用于各工业部门和军事领域，应用在飞机、船舶、航天器、近代科学实验装置及武器控制装置上。20世纪60年代后期，各类民用工程对电液控制技术的需求显得更加广泛和迫切。但是由于传统的伺服阀对流体介质的清洁度要求十分苛刻，制造成本和维护费用都较高昂，系统能耗也比较大，使其难以为一般工业用户所接受。而普通的电液传动控制又不能满足对较高质量控制系统的要求。因此，人们希望开发一种可靠、廉价，控制精度和响应特性能满足一般工业控制系统实际需要的电液控制系统。这就使20世纪60年代末、70年代初在发展工业伺服阀的同时，开始出现了电液比例技术的发展。初期的比例阀则是在传统的工业用液压阀的基础上，采用可靠、廉价的电一机械转换器（比例电磁铁）和与之相适应的阀内设计，从而开发出对油质要求与一般工业阀相近，阀内压力损失小，性能又能满足大部分工业控制要求的电

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