【正文】 電液比例控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析的畢業(yè)論文目錄第1章 序論 1 1 Festo Didactic自動(dòng)化控制技術(shù)培訓(xùn)簡(jiǎn)介 3 4第2章 電液比例控制技術(shù)概述 5 5 5 6 比例控制的應(yīng)用 6 6第3章 電液比例控制系統(tǒng)主要元件 7 7 8。 11 14 16第4章 電液比例控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 20 Festo試驗(yàn)臺(tái)須知 20 壓力機(jī)（單向放大器的特性曲線） 20（比例壓力閥） 25（壓力回路） 29（雙向放大器的特性曲線） 33（斜坡額定值的設(shè)定） 37*（額定值的外部控制） 42第5章 總結(jié) 49參考文獻(xiàn) 50致 謝 51誠信聲明第1章 序論電液比例控制技術(shù),是在以開環(huán)傳動(dòng)為主要特征的傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)技術(shù)，和以閉環(huán)控制為特征的電液伺服控制技術(shù)基礎(chǔ)上，為適應(yīng)一般工程系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)與控制特性或有所側(cè)重或兼而有之的特別要求，從20世紀(jì)60、70年代開始，逐步發(fā)展起來的流體傳動(dòng)與控制領(lǐng)域中一個(gè)具有旺盛生命力的新分支?，F(xiàn)今，電液比例控制技術(shù)已成為工業(yè)機(jī)械、工程建設(shè)機(jī)械及國(guó)防尖端產(chǎn)品不可或缺的重要手段，引起相關(guān)工業(yè)界、技術(shù)界的格外目重視。但由于所具有的一些特點(diǎn)，對(duì)這種技術(shù)的了解、掌握、運(yùn)用，不論是理論上，還是實(shí)踐上，都有很多問題研究、探討、總結(jié)、提髙，使其形成相應(yīng)的科學(xué)體系，以更好地推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)人才的培養(yǎng)。電液比例技術(shù)本來就是流體傳動(dòng)與控制技術(shù)中的一個(gè)新的分支。所以，原來一般液壓傳動(dòng)技術(shù)和電液伺服技術(shù)所共有的主要特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)、電液比例技術(shù)照樣具備。但由于它是新發(fā)展起來的技術(shù)分支，所以，在應(yīng)用電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、位息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、摩擦磨損技術(shù)及新工藝、新材料等方面，往往表現(xiàn)出更前衛(wèi)，這給電液比例技術(shù)帶來更多新的特點(diǎn)。此外，諸如數(shù)字技術(shù)、高速開關(guān)技術(shù)等，也與電液比例技術(shù)結(jié)合得非常緊密。電液比例控制技術(shù)從形成至今，大致上可劃分為四個(gè)階段：從1967年瑞士Beringer公司生產(chǎn)XL比例復(fù)合閥，到70年代初日本油研公司申請(qǐng)壓力和流量?jī)身?xiàng)比例閥專利，標(biāo)志著比例技術(shù)的誕生時(shí)期。此間，比例技術(shù)開始在液壓控制領(lǐng)域中作為獨(dú)立的分支，并以開環(huán)控制應(yīng)用為主。這一階段的比例閥僅僅是將新型電機(jī)械轉(zhuǎn)換器（比例電磁鐵）用于工業(yè)液壓閥，以代替開關(guān)電磁鐵或調(diào)節(jié)手柄，其工作頻寬僅在1～5Hz之間，滯環(huán)在4%～7%之間從1975年到1980年，比例技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入第二階段。設(shè)施比例技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期。此間，采用各種內(nèi)部反饋原理的比例元件相繼問世。耐高壓比例比例電磁鐵和比例放大器在技術(shù)上已經(jīng)成熟，比例元件的工作頻段已經(jīng)達(dá)到5～15Hz，滯環(huán)減小到3%左右，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。20世紀(jì)70年代后期比例變量泵和比例執(zhí)行器相繼出現(xiàn)，為大功率系統(tǒng)的節(jié)能奠定了基礎(chǔ)，其應(yīng)用擴(kuò)大到閉環(huán)控制。到20世紀(jì)80年代，比例技術(shù)進(jìn)入第三個(gè)階段。此時(shí)，比例元件的設(shè)計(jì)原理更加完善，采用了壓力、流量、位移反饋和動(dòng)壓反饋及電校正手段，使閥的穩(wěn)定精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性都有了進(jìn)一步的提高。除了制造成本的原因，比例閥在中位仍保留死區(qū)外，它的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性均已和工業(yè)伺服閥相同。此外，由于傳感器和電子器件的小型化，還出現(xiàn)了帶集成放大器的電液一體化比例元件。1990年至今，比例技術(shù)進(jìn)一步完善。其一是，推出伺服比例閥，這種閥的電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器采用比例電磁鐵，功率級(jí)閥芯采用伺服閥的結(jié)構(gòu)和加工工藝，解決了閉環(huán)控制要求死區(qū)小的問題。它的性能與價(jià)格介于伺服閥與普通閥之間，但是它對(duì)油液的清潔度要求低于電液伺服閥，特別適用于各種工業(yè)閉環(huán)控制。其二是，計(jì)算機(jī)技術(shù)和比例元件的結(jié)合，開發(fā)出數(shù)字式比例元件和數(shù)字式比例系統(tǒng)，并形成了不同總線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字比例元件借口。現(xiàn)在電液比例控制技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，系統(tǒng)的重要性能對(duì)提高企業(yè)的技術(shù)裝備水平和設(shè)備的自動(dòng)化程度，有重要的作用。電液比例控制技術(shù)正在于新的控制策略緊密結(jié)合，表現(xiàn)出強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。(1)國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)：對(duì)于電液比例控制技術(shù)，國(guó)內(nèi)不僅已開展研究而且己經(jīng)達(dá)到廣泛的實(shí)際應(yīng)用，但目前國(guó)內(nèi)的制造和技術(shù)還落后于國(guó)際水平。我國(guó)電液比例控制技術(shù)到20世紀(jì)70年代中期開始發(fā)展，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用，尤其在工程機(jī)械上的開發(fā)應(yīng)用才剛起步?？偟膩碚f,我國(guó)電液控制比例技術(shù)與國(guó)際水平相比有較大差距。主要表現(xiàn)在:缺乏主導(dǎo)系列產(chǎn)品，現(xiàn)有產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格雜亂,品種規(guī)格不全，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的品種少，并缺乏足夠的工業(yè)性試驗(yàn)研究；在控制技術(shù)方面，自動(dòng)化程度不高,性能水平較低，品質(zhì)不穩(wěn)定,可靠性較差，都有礙于該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大應(yīng)用，急待盡快提高。(2)國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)：1)性能較高，能夠適應(yīng)機(jī)電液一體化的發(fā)展。提高電液比例閥及遠(yuǎn)程控制的性能使之更能適應(yīng)野外工作條件，并發(fā)展低成本比例閥。2)比例技術(shù)與二通和三通插裝技術(shù)相結(jié)合，形成了比例插裝技術(shù)，此外出現(xiàn)比例容積控制，為大、中動(dòng)率控制系統(tǒng)節(jié)能提供新手段。3)電子控制器向著專用集成電路方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)小型化、組合化，并達(dá)到高可靠性目的。4)電液比例閥向通用化、模塊化、組合化、集成化方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，降低制造成本，開發(fā)變量泵控制專用電液比例閥，以及閥與泵的結(jié)構(gòu)性能匹配設(shè)計(jì)。5)電液比例技術(shù)的主要基礎(chǔ)元件的相互銜接越來越密切，零部件通用化程度不斷提高。 Festo Didactic自動(dòng)化控制技術(shù)培訓(xùn)簡(jiǎn)介(1)TP701特點(diǎn)：基礎(chǔ)部分培訓(xùn)裝置提供廣泛的基礎(chǔ)技術(shù)知識(shí)。 技術(shù)部分處理重要的控制技術(shù)知識(shí)。 功能部分說明自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能。 實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行與日常工業(yè)實(shí)踐緊密結(jié)合的基礎(chǔ)及提高的培訓(xùn)。(2)包含的內(nèi)容：氣動(dòng)、電氣氣動(dòng)、可編程控制器、P自動(dòng)化、液壓、電氣液壓、比例液 壓和應(yīng)用技術(shù)。 (3)試驗(yàn)臺(tái)說明：圖11 TP701試驗(yàn)臺(tái)該培訓(xùn)系統(tǒng)具有模塊化結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此可進(jìn)行除獨(dú)立實(shí)驗(yàn)裝置以外的多種組合應(yīng)用。如：可加入PLC來控制氣動(dòng)、液壓及電氣執(zhí)行件，方便進(jìn)行試驗(yàn)、研究。(4)TP701結(jié)構(gòu)：A部分： 課程 練習(xí)和工作表 B部分： 基本原理 參考書籍 C部分： 答案 功能圖、回路圖、元件清單 D部分： 附錄 元件存放柜、安裝系統(tǒng)、連接系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)表本論文的研究試驗(yàn)工作是圍繞實(shí)驗(yàn)裝置Festo液壓試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行的，以實(shí)現(xiàn)比例閥控制液壓缸活塞進(jìn)給位置確定為目的，研究比例較不同控制策略對(duì)系統(tǒng)的控制特性的差別。在實(shí)驗(yàn)研究過程中，所做的工作包括實(shí)驗(yàn)和研究驗(yàn)證兩個(gè)方面，特別注重液壓控制系統(tǒng)。為解決實(shí)驗(yàn)問題，本文由支隊(duì)性的對(duì)內(nèi)容的方法安排如下：(1)查閱資料，了解電液比例控制的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，熟悉實(shí)驗(yàn)相關(guān)的元器件、試驗(yàn)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)和實(shí)際機(jī)械過程的結(jié)合關(guān)系，安全注意事項(xiàng)以及電液比例技術(shù)各種控制方法的發(fā)展和現(xiàn)狀。(2)對(duì)元器件的結(jié)構(gòu)及其原理進(jìn)行分析，以便更好的研究實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)，得出相關(guān)基本元件的特性（如，信號(hào)值給定單元、放大器、比例溢流閥的關(guān)系）。(3)針對(duì)性的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)模擬其相關(guān)曲線，得出最終指標(biāo)。(4)總結(jié)全文的主要結(jié)論，對(duì)需要進(jìn)行深入研究的展望。第2章 電液比例控制技術(shù)概述電液比例控制技術(shù)是在開關(guān)控制技術(shù)和伺服控制技術(shù)之間的過渡技術(shù)，它具有控制原理簡(jiǎn)單、控制精度高、抗污染能力強(qiáng)、受到人們的普遍重視，使該技術(shù)得到飛速發(fā)展。它是在普通液壓閥的基礎(chǔ)上，用比例電磁鐵取代閥的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及普通電磁鐵構(gòu)成的。采用比例放大器控制比例電磁鐵就可實(shí)現(xiàn)對(duì)比例閥進(jìn)行遠(yuǎn)距離連續(xù)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)壓力、流量、方向的無級(jí)調(diào)節(jié)。通常，把使用比例控制元件（含比例閥、比例控制泵及比例放大器）按輸入的電信號(hào)連續(xù)地按比例地控制液壓系統(tǒng)的液流方向、流量和壓力的液壓系統(tǒng)稱為電液比例控制系統(tǒng)。嚴(yán)格上說，比例控制是實(shí)現(xiàn)元件或系統(tǒng)的被控制量（輸出）與