电液控制工程
1.1电液控制技术概述
电液控制技术发展历程。液压技术早在公元前 240 年的古埃及就已经出现。在第一次工业革命时期，液压技术的到快速发展，在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。18 世纪出现了泵、水压机及水压缸等。19 世纪初液压技术取得了一些重大的进展, 其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。20 世纪 50-60 年代则是电液元和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。电液伺服作动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。电液控制技术在非军事工业上的用也越来越多,最主要的是机床工业。在早些时候,机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统通常是液压伺服马达) 来代替人工操作,其次是工程机械。以后的几十年中,电液控制技术的工业用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。电液比例控制技术及比例阀在 20 世纪 60 年代末 70 年代初出现。70 年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。电液控制技术按被控制参数分类分为（1）位置控制（2）速度控制（3）加速度控制（4）力控制（5）力控制（6）其他参数控制。电液控制技术在工业生产中有着极其广泛的应用，有：汽车吊车、叉车、港口龙门吊、船舶液压舵机等。在冶金机械中的应用有：轧机压控制系统、连铸机、修磨机、钢带跑偏控制系统等。在兵器工业中的应用有：火炮控制系统、导弹运输车、导弹发射车等。在轻工机械中的应用有：注塑机、打包机、校直机等。在汽车工业中的应用有：汽车动力系统、ABS（防抱死控制系统）、油气悬架系统等。在智能机械中应用有：模拟驾驶舱、机器人、折臂式小汽车装卸器等。在机床工业中的应用有：加中心、加工生产线、自动化机床等。在电力部门的应用有水轮机调速系统等。总之它在现代工业生产中扮演着不可替代的角色。
https://www.wendangku.net/doc/d511920950.html,/link?url=grDSdvPHZh5tJFX0ddU2AjQKOtCfUGWHDPgU6RqiawlIpf8 _LWWi98TdU6HebQX3iDkTHqXd9MPvGUE4q5H22krJ_kqnyfWiwpE9TfAPYUm
2.2电液比例控制技术概述
液压传动与控制技术作为动力传动与控制技术的重要组成部分，对工业和国防领域的技术进步和发展起到了很大的推动作用，是现代机械工程的基本要素和工程控制的关键技术之一。其具有易于实现直线运动、功率质量之比大、动态响应快等优点[1]。随着现代科学技术与工业的发展，对液压传动系统的灵敏性、稳定性、可靠性和寿命提出了愈来愈高的要求。电液比例控制系统具有抗干扰能力强、可靠性高、结构紧凑、价格低、与计算机连接方便、控制灵活、低速平稳性能好等诸多优点，在液压系统中的应用具有重要意义。因此，将电液比例控制技术应用于液压传动系统中，不仅可以简化液压控制系统，还可以提高液压系统的控制水平，更好的满足工业要求。科学技术的发展、工业发展步伐加快，以及日益严格的自动化、节能、远距离传输和可持续发展的社会和工程需要，使得电气控制技术在液压系统中的应用日趋广泛。可编程控制器（简称PLC或PC作为电气控制技术中的一项新技术，经过30多年的发展，已形成完整的工业产品系列。它以微处理器为核心，有机地将微型计算机技术、自动化技术及通信技术融为一体。PLC在比例液压系统中的应用，方便和简化了
工业控制，提高了控制的自动化、集成化、一体化，符合工业发展的潮流。习惯上，人把使用比例控制组件（含比例阀、比例控制泵及比例放大器）的液压系统称为电液比例控制系统。严格地说，比例控制是实现组件或系统的被控制量（输出）与控制量（输入或指令）之间线性关系的技术手段，依靠这一手段要保证输出量的大小按确定的比例随着输入量的变化而变化。电液比例阀是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用模拟式电气-机械转换装置将电信号转换为位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力、方向或流量的一种液压组件。电液比例阀工作时，阀内电气-机械转换装置根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出。阀芯位移可以以机械、液压或电的形式反馈。当前，电液比例阀在工业生产中获得了广泛与应用[2]。1.1 电液比例控制技术的产生和发展比例控制技术产生于20世纪60年代末，时，电液伺服技术已日趋完善，由于伺服阀的快速响应及较高的控制精度，以及明显的技术优势，迅速在高精度、快速响应的领域中，如航天、航空、轧钢设备及实验设备等中取代了传统的机电控制方式，但电液伺服阀成本高、应用和维护条件苛刻，难以被工业界接受。在很多任务业应用场合并不要求太高的控制精度或响应性，而要求发展一种廉价、节能、维护方便、适应大功率控制及具有一定控制精度的控制技术。这种需求背景导致了比例技术的诞生与发展。而现代电子技术和测试技术的发展为工程界提供了可靠而廉价的检测、校正技术。这些为电液比例技术的发展提供了有利的条电液比例控制技术从形成至今，大致上可为四个段：（）从1967年瑞士Beringer公司生产KL比例复合阀，到70年代初日本油研公司申请压力和流量两项比例阀专利，标志着比例技术的诞生时期。这一阶段的比例阀仅仅是将新型电-机械转换器（比例电磁铁）用于工业液压阀，以代替开关电磁铁或调节手柄，阀的结构原理和设计方法几乎没变，阀内不含受控参数的反馈闭环；（2）从1975年到1980年，比例技术的发展进入第二阶段。采用各种内部反馈原理的比例组件相继问世，耐高压比例电磁铁和比例放大器在技术上已经成熟。到70年代后期比例变量泵和比例执行器相继出现为大功率系统的节能奠定了技术基础。应用领域扩大到闭环控制；（3）到20世纪80年代，比例技术发展进入第三阶段。比例组件的设计原理进一步完善，采用了压力、流量、位移反馈、动压反馈及电校正等手段，使阀的稳态精度、动态响应和稳定性都有了进一步的提高频宽达到3-50Hz，滞环在19/6-3%之间。除了因制造成本所限，比例阀在中位仍保留死区外它的稳态和动态特性均己和工业伺服阀无异。另一项重大进展是，比例技术开始和插装阀相结合，己开发出各种不同功能和规格的二通、三通型比例插装阀，形成了电液比例插装技术。同时，由于传感器和电子器件的小型化，还出现了电液一体化的比例组件，电液比例技术逐步形成了80年代的集成化趋势。第三个值得指出的进展是电液比例容积组件，各类比例控制泵和执行组件相继出现，为大功率工程控制系统的节能提供了技术基础，而且计算机技术同液压比例技术相结合已成为必然趋势；（4）近年来比例阀出现了复合化趋势，极大提高了比例阀(电反馈) 的工作频宽。在基础阀的基础上，发展出先导式电反馈比例方向阀系列，它与定差减压阀或溢流阀的压力补偿功能块组合，构成电反馈比例方向流量复合阀，可进步取得与负载协调和节能效果。今天，随着微电子技术和数学理论的发展，比例阀技术已达到比较完善的程度，形成完整的产品品种、规格系列，并对已成熟的产品，为进一步扩大用，在保持原基本性能与技术指标的前提下，向着简化结构、提高可靠性、降低制造成本及“四化”通用化、模块化、组合化、集成化）的方向发展，以实现规模经济生产，降低制造成本[3]。 1.2 电液比例控制系统的基本特点电液比例控制系统是联系微电子技术和工程功系统的接口。就其本质而言，乃是电子—液压—机械（E/H/M）放大转换系统，介于电液伺服系统与开关控制系统之间。从控制特性看，更接近于伺服系统，特别是使用伺服比例阀的系统；从抗污染性、可靠性和经济性看，更接近于开关系统。系统本身可以是开环的，也可以别，但也不能完全按伺服系统进行，应根据具体要求有所侧重。下面从工程应用的角度，
来看一看电液比例控制系统的特点。（1）简化液压系统，实现复杂程控；（2）便于实现远距离控制或遥控；（3）利用反馈提高控制精度或实现特定的控制目标；（4）自动化程度高，容易实现编程控制；（5）系统的节能效果好[4]； 1.3 电液比例控制系统的前景展望随着电液比例组件、电子和计算机的发展，电液比例控制应用将改变传统的液压传动制方式。但国内在电液比例控制上与国外发达国家相比还有一定的差距，特别是电液比例组方面。目前，国产比例阀和比例泵基本上还处于空白或起步阶段，国内电液比例控制的液压机产出量还不足5%，且大多数处于低级或单一的控制阶段。随着国内市场对高性能液压机求的不断扩大，低端市场不断缩小，估计在五年内，电液比例控制高性能的液压机的产出数量将占到总产量的40%以上。电液比例控制技术是一门起步较晚，但发展极为迅速、应用已相当广泛的机电液一体化综合技术。今天，电液比例控制技术以其一系列优点在工业中应用已经相当普遍，在新系统设计和旧设备改造中正成为用户的重要选择方案，对提高企业的技术专装备水平和设备的自动化程度，发挥了极为重要的作用。电液比例控制技术一个发展趋势是与电液伺服技术的密切结合，产生所谓的电液比例伺服技术。当今工业界的一个极为要的发展趋势是机、电、液一体化，相应的机电液一体化技术将体现到一个国家的综合国力水平，甚至关系到国防实力，各国如果没有认清这一趋势，不予以高度重视，将在这一领域内迅速落伍，并可能在未来的综合国力较量中落于下风。
https://www.wendangku.net/doc/d511920950.html,/link?url=yGaun2DkbzUMnszGo6jng-d-fP6ioyz4_1sm8nLVryQNHgphM z6XKyGQ70xrOpb3ZkZM39PlmJUs51YYn0qnJ6s3F42_oRN4X-69oSuz_U7
电液控制技术及其应用
电液控制技术及其应用 作者：机械电子工程10级机自103班王名洲 [摘要] 20世纪70年代以来，随着人们对各类工艺过程的深入研究，电液比例控制技术作为连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁，已经成为现代控制工程的基本技术构成之一。在实际生产中，电液比例控制技术涉及流量、压力、速度、转速、位移等，能随控制信号连续成比例地控制。电液比例控制技术起源于20世纪，并且经过了电液控制技术、电液比例控制技术以及电液伺服技术等发展阶段。电液比例技术覆盖很多工程机械，如起混凝土搅拌运输车液压系统,电液比例控制技术的广泛应用让工程简单化、高效化、信息化、安全化。[关键词] 电液控制技术控制工程机械混凝土搅拌运输车机电一体化0.前言 在当前的形式下，电液控制技术已经成为工业机械、工程建设机械及国防极端产品不可或缺的重要手段。以挖掘机、推土机、振动压路机等为代表的工程机械对国家基础设施建设起到了至关重要的作用，而火炮控制系统、导弹运输车中的电液控制技术则推动了我国国防实力的提升。电液控制技术在机床加工、交通运输、汽车工业等部门也有非常广阔的应用。他对我国国民经济的推动作用不可估量。 就所学机械电子工程专业来讲，电液控制技术与其密不可分。电液控制技术的调控精密度对于机械控制有着重要的意义。在电子计算机大行其道的今天，将电控、液压与机械紧密结合在一起，才是机械电子工程的发展新方向。 1.电液控制技术概述 1.1电液控制技术发展历程 液压技术早在公元前240年的古埃及就已经出现。在第一次工业革命时期，液压技术的到快速发展，在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。19世纪初液压技术取得了一些重大的进展, 其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。20世纪50～60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、
汽轮机数字电液控制(DEH)技术探讨
汽轮机数字电液控制(DEH)技术探讨 发表时间：2019-06-04T15:53:29.007Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：康晓华[导读] 摘要：汽轮机数字电液控制技术是电厂运行中必不可少的控制系统，可以实现对汽轮机精准控制、快速响应的特点。 (山西兴能发电有限责任公司山西省太原市古交市 030206) 摘要：汽轮机数字电液控制技术是电厂运行中必不可少的控制系统，可以实现对汽轮机精准控制、快速响应的特点。另外，随着汽轮机的运行功率越来越大，对参数的控制要求也不断提升，采用先进的热工自动化技术是提高机组安全、经济运行最有效的措施之一。本文对数字电液控制技术进行详细分类描述，便于更好的理解和应用此技术。 关键词：数字电液控制技术汽轮机电液伺服控制 1引言 随着电子技术和计算机技术的发展，电厂汽轮机的调节方式也发生了重大的变化，汽轮机最初的调节模式是机械液压调节，逐渐过渡到基于电子模拟技术的模拟电调模式，最后发展到如今的基于计算机技术的数字电液调节模式。数字电液调节模式以汽轮机为控制对象，运用计算机技术、自动控制技术、液压控制技术完成对汽轮机的控制过程。 2 DEH控制系统概述 数字式电液控制技术(DEH)是由两个部分组成，分别为计算机控制技术和EH电液控制技术。由于DEH基于上述两个组成部分，因此其控制技术也就依赖于计算机控制技术(数字控制技术、网络技术)和液压伺服控制技术。随着集成电路技术的快速发展，计算机及网络技术的发展，使得数字电子技术的安全性和可靠性有了较大的发展。另外，液压伺服控制技术也有了快速发展，其中包括电液比例阀、伺服阀等的广泛使用。综合计算机技术和液压伺服控制技术，形成了适合电厂汽轮机运行控制的技术-数字式电液控制技术。 2.1计算机控制系统 通过DEH技术，可以实现汽轮机高中压阀门的控制精度，能够实现机组的协调控制，并且提升整个机组的运行稳定性和安全性。 2.2EH液压系统 EH油系统包括供油系统、执行机构和危急遮断系统,供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度。危急遮断系统由汽轮机的遮断参数控制，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机进汽门或只关闭调速汽门。 DEH 是汽轮机的数字化电液调节系统是汽轮机组的心脏和大脑。DEH 汽轮机综合控制系统是结合先进的计算机软、硬件技术，吸取了国内外众多同类系统的优点, 系统结构充分考虑了系统的先进性、易用性、开放性、可靠性、可扩展性、兼容性和即插即用等特性，结构完整、功能完善。数字电液控制系统可以实现自动系统控制。随着大容量汽轮机的发展和电网峰谷差的不断增大，对机组的调峰和调频要求越来越高。因此，降低成本，改善机组运行的经济性、可靠性、可调性。数字电液控制系统可以部分完成各种控制回路、控制逻辑的运算。随着大型联合电网和现代大功率汽轮发电机组的发展，为了适应电站自动化的需要，要求装备比以往采用的液压机械式调节系统更为迅速，更加精确的控制系统。同时大容量汽轮机的发展，使老机组将面临调峰和调频，加上原来纯液压调节系统存在控制精度低、稳定性差等陷已不能满足电站自动化的需要。 3汽轮机电液伺服技术电液伺服技术可以分为高压抗燃油系统自容式系统，两种控制技术都有各自的适用性和特点。 3.1高压抗燃油系统 随着西屋汽轮机技术的引进，高压抗燃油系统逐渐被认知和使用。对于传统的液压调节控制技术的缺陷，高压抗燃油系统利用灵活的控制策略以应对多种不同工况自动化控制要求，从而实现汽轮机机炉协调控制。在300MW及以上的大型机组控制系统上，高压燃油控制系统主要有以下控制特点： (1)控制精度高，反映速度快。 (2)系统复杂，体积较大，制造和运行成本高。 (3)对于油质的清洁度要求高，油品需循环再生使用，运行成本高。 (4)能够实现对阀门的管理。 高压抗燃油系统主要包含供油系统、伺服执行机构、危急遮断保护系统组成，其中供油系统主要负责为控制系统提供高压抗燃油，其压力可达到14Mpa，高压抗燃油驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电控指令信传输到各个阀门，控制阀门的相应动作。危急遮断保护系统由汽轮机的遮断参数进行控制，如果运行参数超过上限值，该系统直接对阀门进行控制，以保证机组运行的安全性。 3.2自容式系统 通过将油源站和伺服系统集成在一起，形成了自容式液压伺服控制系统，通过优化技术，实现了油动机的动态性能与高压抗燃油系统相当，采用小流量容积泵和蓄能器满足了油动机稳态流量很小和动态流量大的特点。伺服系统主要由伺服器、液控单向阀、油缸和电磁阀等构成。 伺服机构主要由油缸、伺服阀、液控单向阀、电磁阀和插装阀等组成。油源站过来的压力油进入集成块直接作用在油动机的上腔，这形成一个固定的油压和一个作用面积。活塞的下腔通过伺服阀进行控制，这样形成一个差动回路，压力油通过伺服阀引入到活塞下腔因为上下腔面积不同，压力不同，会把油动机往上推。 4 DEH电控技术 4.1伺服方法技术 在DEH电控技术中，要完成对某些电液伺服器的控制，需要对电液伺服信号进行放大处理，使用专门的伺服控制模块。早期的伺服控制模块采用模拟放大的电路，采用比例P、积分I来实现电位器的调节控制，存在调试不便的情况。随着数字技术的不断发展，逐渐可以通过数字伺服控制模块来实现控制，采用可编程阵列来管理转换器，通过转换器，传输信号功率被放大后传输到伺服器，达到控制目的。此方法具有响应速度快、控制精度高等特点。 4.2快速反馈调节技术
电液位置伺服控制系统设计方法
电液位置伺服控制系统设计方法 电液位置伺服系统是最基本和最常用的一种液压伺服系统，如机床工作台的位置、板带轧机的板厚、带材跑偏控制、飞机和船舶的舵机控制、雷达和火炮控制系统以及振动试验台等。在其它物理量的控制系统中，如速度控制和力控制等系统中，也常有位置控制小回路作为大回路中的一个环节 电液位置伺服系统主要是用于解决位置跟随的控制问题，其根本任务就是通过执行机构实现被控量对给定量的及时和准确跟踪，并要具有足够的控制精度。电液伺服系统的动态特性是衡量一套电液伺服系统设计及调试水平的重要指标。它由电信号处理装置和若干液压元件组成，元件的动态性能相互影响，相互制约及系统本身所包含的非线性，致使其动态性能复杂。因此，电液伺服控制系统的设计及仿真受到越来越多的重视。 液压伺服系统的基本设计步骤 ○1分析整理所需的设计参数，明确设计要求；○2拟定控制方案，构成控制系统原理图；○3确定动力元件参数（如供油压力、执行元件规格、伺服阀容量）和其他组成元件；○4分析计算系统的静、动态特性，确定回路放大系数和设计校正措施等。○5根据技术要求设计出系统以后，需要检查所设计的系统是否满足全部性能指标，如不满足，可通过调整参数或改变系统结构（即校正）等方法重复设计过程，直至满足要求为止。因为设计是试探性的，所以设计方法具有很大的灵活性，在设计中结合MATLAB的SIMULINK软件进行仿真，对系统的参数进行调整和可靠性作进一步验证，最终可以得出比较可靠的电液伺服系统。 (一)组成控制系统原理图 由于系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。系统方块原理如图1
（二）由静态计算确定动力元件参数，选择位移传感器和伺服放大器 1．绘制负载轨迹图 负载力由切削力c F ，摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成。摩擦力具有“下降”特性，为了简化，可认为与速度无关，是定值，取最大值f F = 1500N 惯性力按最大加速度考虑 a max F 800t m a N == 假定系统是在最恶劣的负载条件下工作(即所有负载力都在存在，且速度最大)下工作，则总负载力为 max f F F F F =l c a =++400+1500+800=2700N 2.选取供油压力 5s P 6310Pa =? 3.求取液压马达排量 设齿轮减速比'm i=/2m θθ=，丝杠导程2 1.210/t m r -=?，则所需液压马达力矩为 2 2700 1.210 2.58222 L L F t T N m i ππ-??===?? 取L s 2P =P 3，则液压马达弧度排量为-63L 5s 3T 3 2.58D ==0.610m /2P 26310 m rad ?=??? 液压马达每转排量为-63-632D 20.610m / 3.710m /m m Q r r ππ==??=? 计算出的液压马达排量需标准化。按选取的标准化值再计算负载压力L P 值。本例液压马达排量计算符合标准化。 4.确定伺服阀规格 液压马达的最大转速为2max max 2 2810800/min 13.3/1.210iv n r r s t --??====? 所以负载流量为-6-6max q 3.71013.3/49.2110l m Q n r s ==??=? 此时伺服阀的压降为 55L s Lmax s -6T 2.58P P P 631020.010D 0.610 v m P Pa Pa =-=-=?-=?? 考虑到泄漏等影响，将q l 增大15%，取q l = 3.4L/min 。根据q l 和v P ，查得额定流量为
电液控制操作指南
pm32型 电液控制系统 操作指南 MARCO系统分析和开发有限公司 目录 前言 1. 安全规程 2. pm32电液控制系统原理 3. pm32电液控制系统元件 4. pm32电液控制系统功能 5. pm32控制器操作指南 6. XALZ 界面操作指南 7. 综采工作面自动化 8. pm32电液控制系统维护指南
前言 随着上世纪80年代电子技术，现场控制技术和信息技术的快速发展，煤矿井工 开采迫切需要利用先进的控制技术，改变其落后的生产工艺和控制水平。煤矿井工 生产的核心是综采工作面，如何大幅度提升综采工作面现代化和自动化控制水平成为当时煤矿现代化的首要任务。 在综采工作面装备中，液压支架占据着核心的位置，一方面液压支架要保障对工作面的有效支护，另外一方面又要作为推进动力，保障工作面推进效率。如何提高液压支架对工作面的支护质量，如何提高采煤工作面的推进速度，成为煤矿现代化控制的重要要求。 在电液控制系统应用之前，液压支架采用手动操纵阀的控制方式，经历了本架手动控制，邻架手动控制，邻架液压先导控制的发展过程，手动控制方式的改进主要集中在控制的安全保障上，没有涉及到控制质量和控制效率的提高。 在上个世纪70年代末，英国人第一次提出了液压支架电液控制的概念，采用控制器，传感器和液压主阀替代手动操作阀，控制液压支架动作，保障对工作面顶板和煤壁的支护质量，提高工作面的推进速度。 随着电液控制系统在煤矿生产上的不断发展，支架电液控制系统已经超出了起初的控制范畴，从单纯控制液压支架，逐渐延伸到三机控制，泵站控制，采煤机等设备控制。从本世纪初开始，网络技术逐步引进到煤矿生产中来，在融合电液控制系统后，实现了综采工作面自动化，实现了综采工作面设备高效管理，实现综采工作面生产过程优化控制。 在1996年，液压支架电液控制系统随着德国DBT公司成套综采设备进入到中国，应用在当时的神府矿区。经过5年的使用和适应，电液控制系统高效性，高可靠性的优势逐渐显现出来，为国内各大煤矿所接受。随着marco公司pm3型电液控制系统进入中国，通过和国内支架厂配套，解决了成套设备进口价格昂贵的劣势，尤其在2003年之后，以marco公司pm3系统为代表的液压支架电液控制系统在国内逐渐推广开来，电液控制系统应用也逐渐从简单的地质结构扩展到复杂的地质结构，从高端客户逐渐扩展到了绝大多数的煤矿用户，从支架控制扩展到综采工作面自动化。 液压支架电液控制系统在控制层面上由三部分组成， 1. 单个液压支架层面上的机电一体化控制， 2. 工作面层面上的现场总线控制 3. 顺槽层面上的SCADA控制(生产过程控制).
MATLAB电液位置伺服控制系统设计及仿真教案资料
M A T L A B电液位置伺服控制系统设计及仿真
数控机床工作台电液位置伺服控制系统设 计及仿真 姓名：雷小舟 专业:机械电子工程 子方向：机电一体化 武汉工程大学机电液一体化实验室
位置伺服系统是一种自动控制系统。因此，在分析和设计这样的控制系统时，需要用自动控制原理作为其理论基础，来研究整个系统的动态性能，进而研究如何把各种元件组成稳定的和满足稳定性能指标的控制系统。若原系统不稳定可通过调整比例参数和采用滞后校正使系统达到稳定，并选取合适的参数使系统满足设计要求。 1 位置伺服系统组成元件及工作原理 数控机床工作台位置伺服系统有不同的形式，一般均可以由给定环节、比较环节、校正环节、执行机构、被控对象或调节对象和检测装置或传感器等基本元件组成[1]。根据主机的要求知系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。 系统物理模型如图1所示。 图1 数控机床工作台位置伺服系统物理模型 系统方框图如图2所示。 图2 数控机床工作台位置伺服系统方框图 数控机床工作台位置伺服系统是指以数控机床工作台移动位移为控制对象的自动控制系统。位置伺服系统作为数控机床的执行机构，集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体。数控机床的工作台位置伺服系统输出位移能自动地、快速而准确地复现输入位移的变化，是因为工作台输出端有位移检测装置（位移传感器）将位移信号转化为电信号反馈到输入端构成负反馈闭环控制系统。反馈信号与输入信号比较得到差压信号，然后把差压信号通过伺服放大器转化为电流信号，送入电液伺服阀（电液转换、功率放大元件）转换为大功率的液压信号（流量与压力）输出，从而使液压马达的四通滑阀有开口量就有压力油输出到液压马达，驱动液压马达带动减速齿轮转动，从而带动滚珠丝杠运动。因滚珠丝杠与工作台相连所以当滚珠丝杠 运动时，工作台也发生相应的位移。 2数控工作台的数学模型 2.1 工作台负载分析 工作台负载主要由切削力c F ,摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成，则总负载力为: a f c L F F F F ++=
汽轮机数字电液控制系统DEH介绍及控制方式讨论(4)讲解
汽轮机数字电液控制系统DEH 介绍及控制方式讨论 一、DEH系统介绍 1、DEH系统各部分介绍 1．1、DEH系统慨述 汽轮机数字电液控制系统（Digital Electric-Hydraulic Control System，以下简称DEH）是当今汽轮机特别是大型汽轮机必不可少的控制系统，是电厂自动化系统最重要的组成部分之一。现代DEH系统由于采用计算机控制技术为核心的分散控制系统结构，提高了控制精度，并且能够方便地实现各种复杂的控制算法。其执行部分由于采用了液压控制系统，具有响应快速、安全、驱动力强的特点。 1．2 、DEH系统计算机控制部分硬件配置 （1）基本控制计算机柜 主要由电源、1对冗余DPU、3个基本控制I/O站、1个OPC超速保护站及1个伺服控制系统站组成，完成对汽轮机的基本控制功能。转速测量卡（MCP卡）、模拟量测量卡（AI卡）、开关量输入卡（DI卡）、回路控制卡（LC卡）、开关量输出卡（DO卡）组成基本控制的信号输入部分。输入I/O卡件及重要信号均采用三选二冗余配置。由三块测速卡（MCP卡）和OPC卡组成超速保护控制功能块，基本控制DPU软件中，同时也具有OPC控制功能，达到硬件、软件的双重保护。由多块阀门控制卡（VCC卡）组成阀门伺服控制系统部分，每一块VCC卡用于一个阀门的控制，相互独立，在VCC卡件的设计上保证了即使在主机故障情况下，也能通过后备手操盘，手动控制机组阀门开度。 DPU主控制机是2台完全相同的、互为冗余的计算机组成。 DPU的整机面板如下图所示： 每台计算机有五个指示灯和一个电源钥匙开关，说明如下： 电源指示灯：接上电源，该灯亮，否则暗。 主控指示灯：当系统正常运行时，此时电源灯和运行灯都亮，如该机处于主控状态，主控灯亮；如处于跟踪和初始状态，主控灯暗。 运行指示灯：当计算机正在运行应用程序时，该灯亮。
数字电液控制系统在核电厂中的应用
数字电液控制系统在核电厂中的应用 发表时间：2019-05-20T16:37:54.500Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：张夏莲 [导读] 摘要：海南核电1,2号机数字电液控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System）采用西屋公司的OV ATION 系统，由冗余的分布式处理单元和一套安装在标准机柜内的输入输出模件组成。为在操作员站CRT 发生故障时能安全停机，还提供了一块手操盘，能够根据用户的要求组成不同的配置。 (中国核电工程有限公司华东分公司浙江嘉兴 314000) 摘要：海南核电1,2号机数字电液控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System）采用西屋公司的OVATION 系统，由冗余的分布式处理单元和一套安装在标准机柜内的输入输出模件组成。为在操作员站CRT 发生故障时能安全停机，还提供了一块手操盘，能够根据用户的要求组成不同的配置。 关键词：数字电液控制；原理；功能；控制。 DEH控制系统能按操纵员或自动启动装置给出的指令来控制主汽阀、主汽调节阀、再热主汽阀和再热调节阀，使机组按一定要求升、降转速、负荷、停机等。DEH装置接受转速、功率及第一级前汽压的实际信号，对机组的转速、功率、蒸汽流量实行闭环调节。此外，DEH还能监测显示参数、超速保护、自启停控制等。 1.工作原理 DEH采取一对一的方式来实现对机组的控制，即DEH发出的阀位控制指令通过4块伺服卡分别送到4个调节汽门（GV）的电液伺服阀（MOOG阀）上；MOOG阀将电气信号转换成液压信号，由安装在油动机上的高压抗燃油执行机构直接带动调节汽门的蒸汽阀头开启和关闭。2个主汽阀（MSV）、6个再热主汽阀（RSV）、6个中压调节阀为开/关型，DEH通过控制与其对应的电磁阀使其开启/关闭。 2. 功能 DEH控制系统主要有两种功能：一个是当发电机断路器“打开”时控制汽机转速；另一个是当发电机断路器“关闭”时控制汽机负荷，而这些都是通过4个高压调节阀(GV)开度实现的，高压调节阀受控于专门设计的带自诊断和自动校验的伺服卡。同时，机组还配有开/关型的主汽阀（MSV）2个、再热主汽阀（RSV）6个、中压调节阀6个。一个独立的高压油源系统为机组上所有阀门提供原动力。DEH根据不同的运行工况，如启动，停机，变负荷和Runback而自动产生转速/负荷设定值。 3.控制方式 3.1 手动这是一种开环运动方式，控制各个阀门的开度，操作员在操作盘上通过按键直接改变阀门的开度，各按钮之间由逻辑互锁，该方式作为自动方式的备用，在手动方式下具备OPC功能。DEH硬操盘上主要有阀位增减按钮和阀位指示等，它通过硬件的方式直接操作阀门控制卡（VCC卡），其阀位指示也由硬件卡给出，因而，只要VCC卡及直流电源正常，在DPU等计算机故障或停电，无法实现自动控制时，仍能通过硬操盘对汽轮机进行手动控制。 3.2操作员自动（OA）在该方式下，可实现汽轮机的转速和负荷的闭环控制，具有各种保护功能。目标转速、目标负荷、升速速率和升负荷速率等均可由操作人员设置。因本系统采用的是双机系统，因而，该方式下可分为A机控制和B机控制两种情况，两者之间的切换可以手动也可做到自动，如两机都发生故障，则自动转至手动方式运行。 3.3自动汽机控制（ATC）启动过程中，ATC模式自动将目标值从0 rpm增加到3000 rpm，同时监视所有振动和金属温度信号。当满足保持条件时，自动保持当前转速。转速升至约2/3额定转速时自动进入暖机状态。当转速进入同期范围时，自动将控制切换到自动同期装置。断路器初始闭合时控制自动切回OA模式，ATC仅监视。 当阀门控制卡故障，需在线更换时；一只LVDT故障，在线更换故障的LVDT时；DPU（主控站）故障时；操作员站故障时，机组可暂时切至手动控制；在线更换BC站控制板时，DEH系统必须由自动控制切至手动控制。 4.DEH控制环节 4.1 整定值生成整定值用来和过程值比较，产生的偏差信号经过调节器作用后去调节阀门动作。在OA模式下，整定值= 当前值+ 升降速率* 时间。操纵员输入目标值以及升降速率，按下启动后，程序就会按照操纵员设定好的速率使整定值增加或减少,直到整定值达到目标值，DEH将整定值自动保持,在这个过程中操纵员可以根据情况使用“hold”按钮手动使整定值保持在当前值。 4.2 转速控制 DEH处于转速控制或功率控制取决于发电机是否并网，通过断路器状态来自动判断。在转速控制模式下，整定值与转速测量值比较，产生的偏差信号经过PID调节器作用后产生输出动作阀门。 4.3 频率校正操纵员可根据电网要求将频率校正回路投入或者切除，这种投切在操纵员终端手动实现。频率校正的作用是在电网频率偏离额定频率时，调整发电机功率，使发电机功率符合电网频率要求。当电网频率过高时降低功率整定值，反之则增加功率整定值。校正量的大小由频率偏差量来决定，符合一定的比例关系并设置有死区。 4.4 MW（电功率）反馈并网以后，操纵员在操纵员终端上手动投入MW反馈回路。MW反馈回路的作用是使控制回路成为闭环回路，从而实现对功率的准确控制，MW反馈回路上设置有PID调节器。MW反馈的测量信号来自于发电机出口断路器前，同样使用3个信号，经过中选器处理，进行信号判断并将故障信号排除。汽机发生RUNBACK时，MW反馈回路被自动切除，避免闭环控制方式下汽机功率的过度超调。 4.5 IMP（冲动级压力）反馈冲动级压力与汽轮机发电机组功率之间有固定的对应关系，当蒸汽压力发生变化，引起冲动级压力变化，IMP反馈回路快速响应调整阀门开度而使发电机功率快速返回到初始水平。IMP反馈回路上的PID参数设置使得该反馈回路对冲动级压力变化能够快速响应。由于在10%功率以后冲动级压力IMP与功率之间才会有较好的线性对应关系，所以一般在10%功率以后才可以投运IMP反馈回路。 4.6 阀门流量修正曲线控制信号、阀门开度以及蒸汽流量之间如果具有很好的线性关系，即使在开环控制模式下（所有反馈回路切除），汽机调阀也能准确地将功率控制在功率整定值上。但是实际的调阀开度与蒸汽流量之间并不是纯粹的线性关系。因此要使阀门控制信号与蒸汽流量成线性对应关系，就必须对阀门控制信号进行修正，修正方法就是设定阀门流量修正曲线。 4.7 超速保护控制（OPC） OPC的主要功能是当汽轮机甩负荷时（电网故障），发出OPC信号使EH油回路中的OPC电磁阀带电开启，卸去OPC母管中的油压，使调节阀和再热调节阀快速关闭，OPC信号消失后，调节阀和再热调节阀重新开启，从而防止汽轮机超速跳
第六章电液比例阀与比例控制回路(2015)
第六章
电液比例阀及 比例控制回路
6.1 概述
本 章 介 绍
6.2 电液比例阀 6.3 电液比例控制基本回路 6.4 电液比例控制工业应用
6.1 概述
从广义讲，凡是输出量，如压力、流量、位移、速度、加速 度等，能随输入信号连续地按比例地变化的控制系统，都称 为比例控制系统。从这个意义上说，伺服控制也是一种比例 控制。电液比例控制可以分为开环控制和闭环控制。
图6-1 电液比例开环控制系统方框图
图6-2 电液比例闭环控制系统方框图
目前，最常用的分类方式是按被控对象(量或参数)来进行分 类。则电液比例控制系统可以分为： 比例流量控制系统 比例压力控制系统 比例流量压力控制系统 比例速度控制系统 比例位置控制系统 比例力控制系统 比例同步控制系统
电液比例控制技术的发展动力
1.传统的液压控制方式是开关型控制。它通过电磁驱动或手动驱动来 实现液压流体的通、断和方向控制，从而实现被控对象的机械化和自 动化。但是这种方式无法实现对液流流量、压力连续地按比例地控制 ，同时控制的速度比较低、精度差、换向时冲击比较大。
2.当需要高性能的速度或位置控制时，以前电液伺服阀曾经是唯一实 用的解决办法。电液伺服阀是一种高技术条件的方向和流量控制阀， 不可避免地带来成本高、不耐污染、维修不便等问题。在并不需要伺 服阀的全部性能潜力的应用场合，这些问题可能成为主要的缺点。
3.发展电液比例阀的主要目的在于填补从简单的通/断电磁阀控制与复 杂的电液伺服控制之间的空白。虽然比例阀的部分性能指标不如伺服 阀，但对许多应用场合来已经够用了,同时可以体现出明显的成本和维 护优势。
DEH数字电液控制系统
第1章数字电液控制系统 1.1概述 汽轮机的启动运行及安全保护是通过汽轮机控制系统实现的，作为汽轮机的脑袋，控制系统是汽轮机不可分割的一部分。 汽轮机的控制系统是从单纯的调节系统发展起来的，早期的液压调节系统，由主油泵提供整个系统的动力油和控制油，与润滑油系统共用一个供油系统，启动是靠人工操纵主汽门来控制汽轮机转速。在升速过程中，整个控制过程处于开环运行状态，由人工监视控制。当转速达到一定转速时，旋转阻尼感受到转速信号，产生一次油压反馈信号，再通过放大器放大为二次油压，控制油动机驱动进汽调节阀进一步提升转速，以达到同步、并网、带负荷，从而完成整个汽轮机的控制过程。 由于控制信号和反馈信号都是由机械或液压部件产生，在信号的产生和执行过程中，这些部件难免存在着摩擦迟缓，以至准确性差，迟缓率大，造成控制精度不高，不可避免地影响汽轮机控制性能。同时缺少合适的控制接口，很难使机组满足整个系统的协调控制要求，阻碍了控制系统自动化程度的进一步提高。 为了使汽轮机能更准确、更协调、更安全、更可靠地实现控制，使电厂用户能更方便、更灵活地使用和维护，同时为提高整台机组的控制水平，与世界接轨，增强产品的竞争力，汽轮机控制系统的发展也应与世俱进。随着科学技术的发展，国内汽轮机控制系统经过电子管、晶体管、模拟电路几个阶段的发展，通过二代人的努力，已具备实现数字控制的能力。 80年代初，引进国外先进技术，通过不断地消化和实践，使我们的设计技术和生产制造能力有了质的飞跃。以引进技术为借鉴，一种以数字技术为基础的电液控制系统控制汽轮机的愿望得以实现。数字式电液控制系统，简称DEH，它将现场的信号转化成数字信号，代替原有机械液压信号。通过计算机的运算，控制汽轮机的运行，使运行人员可以通过DEH来完成对汽轮机的控制和监视。 1.2调节保安系统 调节保安系统由调节系统和保安系统组成。调节系统是汽轮机控制的主要环节，全面控制汽轮机的启停、升速、带负荷及电厂的协调控制，采集各种汽轮机的运行信息，显示汽轮机的运行状态；保安系统是汽轮机保护的重要部分，它全方位监视汽轮机的各个危害安全运行的参数，保护汽轮机安全可靠的运行。 每个系统都是由电气部分和液压部分组成。 1.2.1调节系统 1.2.1.1电气部分 数字式电液控制系统（DEH）是电气部分中最主要组成部分，也是整个调节系统中的大脑，它把所有汽轮机的运行参数都收集起来，经过逻辑判断、数据计算处理，最后发出控制指令。DEH主要由操作站、工程师站、控制处理器、I/O输入输出模件、阀位驱动卡、电源组件、通讯接口等电子硬件组成。（图1-1、DEH 硬件配置图），由于电子产品生产厂家较多，使得DEH的硬件类型也较多，目前，已投入使用的DEH有西屋公司的WDPF II、FOXBORO公司的I/A’S，MOORE公司的APACS、ABB公司的INFI90、WOODWARD公司505等电子产品。 1.2.1.1.1电调控制系统（DEH）简述 DEH通过现场一次仪表的数据采集，如磁阻发送器采集汽轮机转速，压力开关采
电液伺服系统
电液伺服系统 电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。根据输入信号的形式不同，又可分为模拟伺服系统和数字伺服系统两类。下面对模拟伺服系统和数字伺服系统作一简单的说明。 模拟伺服系统 在模拟伺服系统中，全部信号都是连续的模拟量，如图1所示。在此系统中，输入信号、反馈信号、偏差信号以及其放大、校正都是连续的模拟量。电信号可以是直流量，也可以是交流量。直流量和交流量相互转换可以通过调制器或解调器完成。模拟伺服系统重复精度高，但分辨能力较低(绝对精度低)。伺服系统的精度在很大程度上取决于检测装置的精度，而模拟式检测装置的精度一般低于数字式检测装置，所以模拟伺服系统分辨能力低于数字伺服系统。另外模拟伺服系统中微小信号容易受到噪声和零漂的影响，因此当输入信号接近或小于输入端的噪声和零漂时，就不能进行有效的控制了。 图1 模拟伺服系统方块图 数字伺服系统 在数字伺服系统中，全部信号或部分信号是离散参量。因此数字伺服系统又分为数字伺服系统和数字—模拟伺服系统两种。在全数字伺服系统中，动力元件必须能够接收数字信号，可采用数字阀或电液步进马达。数字模拟混合式伺服系统如2所示。数控装置发出的指令脉冲与反馈脉冲相比较后产生数字偏差，经数模转化器把信号变为模拟偏差电压，后面的动力部分不变，仍是模拟元件。系统输出通过数字检测器(即模数转换器)变为反馈脉冲信号。
图2 数字伺服系统方块图 数字伺服系统有很高的绝对精度，受模拟量的噪声和零漂的影响很小。当要求较高的绝对精度，而不是重复精度时，常采用数字模拟系统。从经济性可靠性方面来看，简单的伺服系统采用采用模拟型控制为宜。 系统特点及使用场合 电液伺服系统综合了电气和液压两方面的优点，具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。因此，在负载质量大又要求响应速度快的场合最为适合，其应用已遍及国民经济的各个领域，比如飞机与船舶舵机的控制、雷达与火炮的控制、机床工作台的位置控制、板带轧机的板厚控制、电炉冶炼的电极位置控制、各种飞机车里的模拟台的控制、发电机转速的控制、材料试验机及其他实验机的压力控制等等。 电液位置伺服系统分析 电液位置伺服系统是最基本和最常用的一种液压伺服系统。当采用电位器作为指令装置和反馈测量装置，就可以构成直流电液位置伺服系统。采用自整角机或旋转变压器作为质量装置和反馈测量装置，就可以构成交流电液位置伺服系统。图3是一个典型的电液位置伺服控制系统。图中反馈电位器与指令电位器接成桥式电路。反馈电位器滑臂与控制对象相连，其作用是把控制对象位置的变化转换成电压的变化。反馈电位器与指令电位器滑臂间的电位差（反映控制对象位置与指令位置的偏差）经放大器放大后，加于电液伺服阀转换为液压信号，以推动液压缸活塞，驱动控制对象向消除偏差方向运动。当偏差为零时，停止驱动，因而使控制对象的位置总是按指令电位器给定的规律变化。 图3 电液位置伺服系统图 电液伺服系统中常用的位置检测元件有自整角机、旋转变压器、感应同步器和差动变压器等。伺服放大器为伺服阀提供所需要的驱动电流。电液伺服阀的作
电液位置伺服系统研究现状
电液位置伺服系统研究现状 张如兴 摘要当系统中被控制的物理量是位置量，同时检测反馈信号以及输入指令信号也是位置信号的由机构和液压元件组成的闭环控制系统。信号的传输是机械液压方式的，这一类系统称为机液位置伺服系统。机液伺服系统的优点是结构简单、工作可靠、抗污染能力强、造价低廉，因此广泛应用于航空、航天、舰船、工程机械、汽车、动力工程、机床控制、和农业机械等各个领域。机液伺服系统的缺点是机械连接件较多，因此不可避免饿带来了间隙、摩擦和刚度的影响。但是，由于它所具有的优点，应用的历史悠久，而且也广泛。 关键词位置伺服系统、伺服阀、应用范围 电液伺服位置系统在不断的进步中，越来越来得到广泛的应用。现在我就浅谈电液伺服位置系统得到一些应用和现状。 电液伺服阀是电液伺服控制系统的核心控制元件，其性能直接决定和制约着整个电液伺服控制系统的控制精度、响应特性、工作可靠性及寿命。随着航空、航天和军事工业对电液伺服系统性能要求的提高，民用工业对低成本、易维护、环保型电液伺服系统需求，传统电液伺服阀已不能满足要求。为提高伺服阀性能，国内外展开了以新型功能材料为基础的高频响、高精度电液伺服阀，以结构改进为基础的大流量、抗污染、低成本型电液伺服阀，以及以水作为介质的水压伺服阀的研究。 l新型功能材料在电液伺服阀中的应用 1．1超磁致伸缩材料 超磁致伸缩材料(GMM)的基本物理原理为磁致伸缩效应，即物体随磁化方向伸长或缩短的现象Ⅲ。此种材料做成的转换器具有输出力大、响应速度快、控制精度高等优点。 1．2压电材料／电致伸缩材料 压电材料(1rZT)和电致伸缩材料(PMN)部是电介质，在其极化方向上施加一定强度的电场．则会引起材料的机械变形．去掉电场后叉能恢复到原状态”。此种材料做成的转换器同样具有输出力大、响应速度快、控错精度高等优点．与GMM材料相比，研究成熟，价格低，但其需要较高的驱动电压。 1．3形状记忆台金 形状记忆台金(SMA)是指其宥一定初始形状的合盒在低温下经塑性形变并固定成另一种形变后，通过加热到某一l晦界温度以上叉可恢复成初始形状的一类合金此种材料做成的转换器体积小精度低，价格较低。 1．4磁流变流体 磁流变流体(MRF)属可控流体，由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。在外磁场作用下，表面黏度系数陡然增大两个数量级以上；当外加磁场增强时，会在一瞬间(0．1 s左右)变成类固体，失去流动性当撤销磁场后，材料立即恢复原状"。 国内哈尔滨工业大学利用MRF在外加磁场作用下，具有较大磁化强度的特点，提出了在力矩马达衔铁和铁芯的工作气隙中加入MRF，利用MRF来改善伺服阀动态性能的方法。实验表明，添加磁流变流体后消除了射流管伺服阀的自激震荡，但响应速度降低。 1．5电流变流体
MATLAB电液位置伺服控制系统设计及仿真
数控机床工作台电液位置伺服控制系统设 计及仿真 姓名：雷小舟 专业:机械电子工程 子方向：机电一体化 武汉工程大学机电液一体化实验室
位置伺服系统是一种自动控制系统。因此，在分析和设计这样的控制系统时，需要用自动控制原理作为其理论基础，来研究整个系统的动态性能，进而研究如何把各种元件组成稳定的和满足稳定性能指标的控制系统。若原系统不稳定可通过调整比例参数和采用滞后校正使系统达到稳定，并选取合适的参数使系统满足设计要求。 1 位置伺服系统组成元件及工作原理 数控机床工作台位置伺服系统有不同的形式，一般均可以由给定环节、比较环节、校正环节、执行机构、被控对象或调节对象和检测装置或传感器等基本元件组成[1]。根据主机的要求知系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。 系统物理模型如图1所示。 图1 数控机床工作台位置伺服系统物理模型 系统方框图如图2所示。 图2 数控机床工作台位置伺服系统方框图 数控机床工作台位置伺服系统是指以数控机床工作台移动位移为控制对象的自动控制系统。位置伺服系统作为数控机床的执行机构，集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体。数控机床的工作台位置伺服系统输出位移能自动地、快速而准确地复现输入位移的变化，是因为工作台输出端有位移检测装置（位移传感器）将位移信号转化为电信号反馈到输入端构成负反馈闭环控制系统。反馈信号与输入信号比较得到差压信号，然后把差压信号通过伺服放大器转化为电流信号，送入电液伺服阀（电液转换、功率放大元件）转换为大功率的液压信号（流量与压力）输出，从而使液压马达的四通滑阀有开口量就有压力油输出到液压马达，驱动液压马达带动减速齿轮转动，从而带动滚珠丝杠运动。因滚珠丝杠与工作台相连所以当滚珠丝杠 运动时，工作台也发生相应的位移。 2数控工作台的数学模型 2.1 工作台负载分析 工作台负载主要由切削力c F ,摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成，则总负载力为: a f c L F F F F ++=
基于电液伺服的位置控制系统设计与仿真分析
基于电液伺服的位置控制系统设计与仿真分析 摘要：利用matlab软件中的动态仿真工具simulink建立了电液伺服控制系统仿真模型，通过对该电液伺服控制系统进行仿真，给出仿真结果，并详细地进行性能分析和研究，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。 关键词：电液伺服位置控制设计仿真分析 1、研究背景 电液伺服控制系统多数具有良好的控制性能，并具有一定的鲁棒性，利用计算机对其进行仿真，无论对其性能分析，还是系统辅助设计，都有重要的意义[1]。 本文利用matlab软件中的动态仿真工具simulink，构造了电液伺服控制系统仿真模型，对其进行仿真，并详细地对其进行系统性能分析。 2、系统的分析 图2.1为某数控机床工作台位置伺服系统的系统方框原理图。由于系统的控制功率较小、工作台行程较大，所以采用阀控液压马达系统。用液压马达驱动，通过滚珠丝杠装置把旋转运动变为直线运动。(如图2.1) 工作台负载主要由切削力、摩擦力和惯性力三部分组成。假定系统在所有负载都存在的条件下工作，则总负载力为三部分组成。则总负载力为： =3500n (1)
伺服阀选择液控型变量柱塞泵和电液伺服阀[3]；位移传感器选用差动式变压器式，其增益为。放大器采用高输出阻抗的伺服放大器，放大倍数待定。 3、系统传递函数 由放大器增益、电液伺服阀的传递函数和液压—马达负载的传递函数组成，则伺服系统的开环传递函数为： 4、系统仿真分析 由以上计算得到传递函数： (1)通过simulink仿真，可得到可机床工作台液压伺服系统的仿真模型[2]，当＝90时，系统的仿真输出结果如下图4.1所示。 从系统的单位阶跃响应曲线可以看出，系统的阶跃响应性能优良，系统稳定性良好，响应快速，调节时间短。 (2)绘制系统的bode图，求取系统的幅频性能指标。 通过matlab运行程序得出结果如图4.2所示。 如图4.2所示，可以看出：＝11.6db、＝52.8°，相角裕度和幅值裕度为正值，该系统稳定。 5、结语 在液压系统设计中，利用matlab/simulink，能够大大简化设计流程，在仿真过程中可以方便地模拟实际系统，反复调整各种参数，很快达到最佳设计要求，充分体现了matlab/simulink工具的优越性[1]。通过本文的研究，可以为系统的设计和应用提供有利的理论支持[4]。
电液比例控制技术B卷标准答案
试题 2012 年~ 2013 年第 2学期 课程名称：电液比例控制技术专业年级：机电2010级 考生学号：考生姓名： 试卷类型： A卷□ B卷□√考试方式: 开卷□闭卷□√ …………………………………………………………………………………………………………………… 一、选择填空题（每题2分，共20分）（抄题目回答，不抄题目不给分） 1 比例电磁铁的类型不包括（D）。 A 力控制型比例电磁铁 B 行程控制型比例电磁铁 C 位置调节型比例电磁铁 D 速度调节型比例电磁铁 2 对于电液比例方向控制阀，与输入信号成比例的实质上是（D）。 A压力 B流量 C压力和流量 D阀芯位移 3比例调速阀是液压系统中控制流量的元件，它适用于（A）系统中。 A 执行元件负载变化大 B 执行元件负载变化小 C 执行元件负载恒定 D 以上三种 4 比例溢流阀采用①负反馈，比例减压阀采用②负反馈。（A） A ①进口压力、②出口压力 B ①出口压力、②进口压力 C ①出口压力、②进出口压差 D ①进出口压差、②出口压力 5 当选用二级电液比例方向阀时，如果主阀进油口的压力不稳定，那么其先导阀的进油需要采用（B）。 A 内泄式 B 外控式 C 内控式 D 外泄式 6 恒压源的供油压力要保持恒定，下列哪种恒压源的功率损失小，效率高，适用于高压、大流量的大功率系统， 而且也可以向几套液压控制系统供油（C） A 定量泵+比例溢流阀 B 恒压变量泵+安全阀 C 定量泵+蓄能器+卸荷溢流阀 D 恒压泵串联减压阀 7不带阀芯位移反馈闭环的比例方向阀的特点不包括（D）。 A 死区大 B 抗污染能力强 C 滞环大 D 滞环小 8 二通进口压力补偿器采用定差减压原理，本质上是一个定差减压阀与（B）工作。 A 恒流源串联 B 恒压源串联 C 恒流源并联 D 恒压源并联 9 比例流量控制泵不能称为（B） A 功率适应泵 B 比例排量泵 C 功率匹配泵 D 负载敏感泵 10 复合控制变量泵具有（A）控制优先的特性。 A功率 B 流量 C 排量 D 压力 二、判断题（每题2分，共20分）（抄题目回答，不抄题目不给分） 1 比例电磁铁具有感性负载大、电阻大、电流大和驱动力大等特点。（×） 2 位置调节型比例电磁铁有很好的线性度，无需用颤振信号来减小滞环。（√） 3 比例方向阀与其输入成比例的是它的输出流量和压力。（×） 4 采用比例方向阀的控制回路本质上是一个串联式进、出油同时节流的调速回路。（√） 5 比例减压阀出口压力是由进口压力与减压阀芯阀口开度决定的。（×） 6 比例节流阀是通过改变阀口开度来改变通过流量的大小，其流量大小受负载影响不大。（×）
汽轮机数字电液控制系统(DEH)复习要点(精编版)
汽轮机数字电液控制系统(DEH)复习要点（精编版） 第一章 1、汽轮机调节系统经历的阶段：机械液压调节系统MHC、电气液压调节系统AHC、模拟电液调节系统AEH、数字电液控制系统DEH。 2、一个完善的汽轮机控制系统包括：监视系统、保护系统、控制系统、热应力在线监视系统、汽轮机自启停控制系统、液压伺服系统。 3、一次调频：在电网负荷变化以后，机组按其静态特性曲线改变自己的实发功率，以减小电网频率波动的幅度，从而达到新的平衡，并且将电网频率的变化限制在一定的限度之内。二次调频：在机组并网运行时，通过改变负荷目标值可以改变汽轮机的功率使各台机组承担给定负荷，调整电网频率以维持电网周波稳定。区别：①一次调频是按并列运行机组的静态特性自动分配负荷，快速，有差，存在于电网周波变动的动态过程之中。而二次调频要靠同步器人为地进行；手动，慢，无差，从时间上看是始终存在的。②并列运行的机组通常都参与一次调频，但一次调频通常不能保持电网周波不变而只能减小周波变化的程度。③一次调频可以认为是暂态的。即当电网负荷变化后，二次调频来不及立即保证电网有功功率的供求平衡，暂时由一次调频来维持电网周波不致有过大变化而造成严重后果，当二次调频使周波恢复正常后，一次调频作用便消失。 4、中间再热机组的调节特点：①中低压缸功率滞后：负荷变化时，由于中低压缸功率的滞后，降低了一次调频能力，可以采用高压气门动态过开来补偿；②甩负荷是超速：甩负荷时，为防止再热器蓄汽量使汽轮机超速，应同时关闭高中压汽门；③机炉动态特性不同，机快炉慢：采用协调控制；④只能单元制运行：旁路系统解决机炉流量不匹配的问题。 第二章 1、DEH系统运行方式：二级手动、一级手动、操作员自动、汽轮机自动。 2、根据再热汽轮机DEH系统的调节原理图说明①特点：转速回路：实现一次调频功能，切除转速回路后，限制一次调频的能力；功率回路：保证了输出严格等于给定值，细调。调节过程慢，具有对外扰迅速响应的能力；调压回路：促进控制过程的快速性，受扰时反应较快，不能使功率严格等于给定值，起粗调作用，具有对内外扰迅速响应的能力。②如何抗内扰：DEH在抗内扰是，例如主汽参数降低，则输出功率下降，由于功率给定与功率反馈输出正偏差，要求调节汽阀开大，使输出功率等于功率给定值，系统达到平衡，因此，系统具有很强的抗内扰能力。内外回路均具有抗内扰能力。③如何实现高调门动态过开：通过PI1调节器实现过调，当外界负荷变化时，由于中低压缸的功率滞后。调节器的输入偏差不为零，则不断地发出开阀信号，是高调门动态过开，直至偏差为零。 3、负荷控制阶段调节汽阀自动方式：操作员自动控制方式OA（在该方式下，系统接受操作员输入的目标负荷及其速率，并进行控制）、遥控方式REMOTE（在该方式下，系统接受协调控制CCS或负荷调度中心ADS输入的目标负荷及其速率，并进行控制）、自动汽轮机控制方式ATC（计算机按照预定程序自动给出转速和负荷目标值和其变化率）、电厂计算机控制方式PLANT COMP、电厂限制控制方式。 4主汽压力控制方式TPL：该方式在主汽压力下降时限制汽轮机的负荷，避免锅炉汽压急剧下降。外部负荷返回控制方式RB：该方式主要是考虑辅机故障。如：在给水泵和风机跳闸的情况下，系统将以一定的速率去关小调节汽阀，知道故障消除为止。 5、反调现象及消除：甩负荷时进汽阀在关闭过程中还有蒸汽进入汽轮机，这些剩余蒸汽的热能将全部变为动能，使机组仍有超速的危险。若功率给定未同时切除，在该情况下，转速