石家莊風機廠風機機液伺服控制

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石家莊風機廠風機機液伺服控制
由機械反饋裝置和液壓動力元件所組成的反饋控制系統(tǒng)稱為機械液壓伺服系統(tǒng)。石家莊風機廠機液伺服系統(tǒng)主要為位置伺服系統(tǒng)，也可以對通過反饋改變某種物理變量進行控制，如動力機的轉速控制等。
機液伺服系統(tǒng)機液伺服系統(tǒng)結構簡單,抗污染能力強,工作可靠,主要用來進行位置控制，因其結構簡單、工作可靠、容易維護，因而廣泛應用于飛機舵面操縱系統(tǒng)/車輛轉向助力裝置和仿形機床中及伺服變量泵等處。在工程上，常用的機液伺服系統(tǒng)主要包括噴嘴擋板式, 射流管式和滑閥式三種類型, 通過噴嘴擋板、射流管或滑閥驅動液壓執(zhí)行元件(液壓缸, 液壓馬達)動作以實現(xiàn)機液伺服系統(tǒng)的工作機能。
滑閥作為液壓放大元件最常用的元件之一，廣泛的應用于工業(yè)中各種液壓控制領域，是液壓元件的基本元件，不過較大的負載質量使閥控系統(tǒng)工作帶寬不高；與滑閥相比，噴嘴擋板閥結構簡單、加工容易、工作帶寬高、對油液污染不太敏感等特點。噴嘴擋板閥又分為單噴嘴式和雙噴嘴式，其中由于單噴嘴擋板閥是三通閥，只能控制差動油缸。雙噴嘴擋板閥是由兩個結構相同的單噴嘴閥按差動原理組合而成的四通閥，可以用來控制雙作用油缸。但是，噴嘴擋板閥的零位泄漏量比較大，所以只適用于小功率的系統(tǒng)中。在二級或者三級電液伺服系統(tǒng)，多采用噴嘴擋板閥、或者射流管作為前置放大元件；射流管式可動件轉動慣量大, 響應較慢，抗污染能力要比噴嘴擋板閥還要強，從而提高了工作的可靠性和使用壽命。
機液伺服系統(tǒng)的機械反饋裝置的可以分成剛性反饋、柔性反饋及綜合反饋控制；按照反饋方式又分為內反饋和外反饋。機械反饋裝置的結構柔度對伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著一定的影響，通常液壓伺服系統(tǒng)是欠阻尼的，阻尼比過小使系統(tǒng)穩(wěn)定性變壞。某些情況下，負載為執(zhí)行元件與若干個等效質量塊以柔性連接的方式組成的二自由度或多自由度系統(tǒng)，若結構剛度與控制閥液壓彈簧剛度差不多時，此時考慮反饋與負載結構剛度的影響。
2.1.2  集成式風量調節(jié)伺服缸工作機理
本課題液壓機構屬于石家莊風機廠閥控缸機液位置伺服系統(tǒng)，當輸入端給伺服閥閥芯一個固定位移，液壓缸活塞響應也輸出一個固定位移，但由于系統(tǒng)中存在摩擦等一些外界因素，輸入信號使系統(tǒng)產生偏差及輸出位移反饋到輸入端，并與輸入端進行比較消除誤差。機液伺服液壓缸外部是與風機外殼用螺栓剛性連接，伺服系統(tǒng)的控制部分與運動部件合二為一，控制閥位移方向與活塞一致。如圖 2.1 所示，液壓缸內部由活塞分為有桿腔和無桿腔，在無桿腔一端剛性連接著控制閥閥體，內設有三條油道，通道 1、通道 2 一端均與控制閥進油口相同，另一端分別與無桿腔和有桿腔相連，通道 3 兩端分別與控制閥回油口和無桿腔相連，用于活塞向 y 的負方向運動時的回油通道?？刂崎y閥芯與閥體為軸向間隙配合，設置在閥體中的三個控制閥口，最左側的為回油口，中間的為進油口，最右面的為差動油口。控制閥閥芯具有三個凸肩，其中中間凸肩僅為閥的軸向位移起導向和密封的作用，閥的兩側凸肩分別控制回油閥口與差動閥口，從而構成了一個正開口雙邊滑閥。
控制閥閥芯的一端連接著配油裝置，油液通過配油塊的油道進入閥芯相應的油道，而配油塊的一端連接著輸入裝置。輸入端控制閥芯移動，當沒有外負載接入時，由于閥芯左凸肩控制邊與回油口有一個寬度為 U 的正開口，則油液通過配油裝置進入閥體，對機構完成冷卻循環(huán)后從閥芯左側回油口流回油箱；當液壓機構工作時，控制閥任何一個閥口的開啟，在活塞的單位負反饋的作用下，都會使閥體相對活塞產生一個朝向閥口關閉的方向的運動，直至閥芯在運動中保持新的平衡。因此，液壓缸活塞的輸出運動即為活塞的反饋運動，所以活塞桿的位置只與閥芯控制有關，與系統(tǒng)壓力無關。控制閥的具體控制過程如下：
當輸入機構給控制閥閥芯一個 Xv 正方向的位移，則右側節(jié)流口開啟，同時閥芯左側凸肩將回油腔關閉，壓力油同時向液壓缸左右兩腔等壓供油，構成差動油缸。即有桿腔與無桿腔存在面積差，無桿腔所受的液壓力大于有桿腔所受的力，則活塞向右移動，對負載做功；與此同時，當活塞向右移動時，由于機構的反饋作用，則控制閥閥芯相對閥體則會有一個向左的位移，使右側節(jié)流口減小，回油通道開口量增大，壓力油僅通入有桿腔，推動活塞向左運動。當控制閥閥口開口度一定時，活塞和閥芯分別處于動態(tài)平衡狀態(tài)。當輸入為 Xv 負方向時，機構運動規(guī)律相同方向相反。以控制閥的位移 Xv 作為控制量，以液壓缸活塞桿位移 y 作為輸出量，反饋信號和輸出信號大小相等，方向相反。