【文章內容簡介】 性能，電液伺服技術已日臻成熟。電液伺服系統(tǒng)已逐漸成為武器，航空、航天自動控制，一部分民用工業(yè)設備自動控制的重要組成部分。但是眾所周知，傳統(tǒng)的電液伺服閥對流體介質的清潔度要求十分苛刻，制造成本和維護費用比較高，系統(tǒng)性能也比較大，難以為各類工業(yè)用戶所接受，限制了其應用領域的擴大；而傳統(tǒng)的電液開關控制又不能滿足高質量控制技術要求。現(xiàn)代微電子技術和計算機技術的發(fā)展，為解決上述問題提供了強有力的手段。20 世紀 60年代末以來，出現(xiàn)了可靠、價廉，控制精度和響應特性均能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)實際需要的工業(yè)伺服技術和電液比例技術。工業(yè)液壓伺服以高性能伺服閥為基礎，增大了電氣機械轉換器的輸出功率，通過適當簡化伺服閥的結構，改善閥的抗污染性能，從而降低了伺服閥的制造成本。比例閥則是以傳統(tǒng)的工業(yè)用液壓控制閥為基礎，采用可靠、價廉的模擬式電氣機械轉換器和與之相應的閥內結構設計，從而獲得對油質要求與一般工業(yè)閥相同、價廉、閥內壓力損失低、性能又能滿足大部分工業(yè)控制要求的比例元件。1967 年瑞士布林格爾公司生產(chǎn)了首個比例閥（KL）比例復合閥，20 世紀 70 年代初日本油研（YUKEN）公司申請了壓力和流量比例閥兩項專利。這一時期的比例閥，僅僅是將比例型的電氣機械轉換器（如比例電磁鐵）用于工業(yè)液壓閥，以代替開關電磁鐵或調節(jié)手柄，閥的結構原理和設計準則幾乎沒有變化，大多不含受控參數(shù)的反饋閉環(huán)，其工作頻寬僅在 1~5Hz 之間，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)在 4%~7%之間，多用于開環(huán)控制。1975~1980 年，采用各種內反饋原理的比例元件大量問世，耐高壓 比例電磁鐵和比例放大器在技術上也日趨成熟，比例元件的工作頻寬已達 5~15Hz，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)亦減小到 3%左右；其應用領域日漸擴大，不僅用于開環(huán)控制，也被應用于閉環(huán)控制。20 世紀 80 年代，比例元件的設計原理進一步完善，采用了壓力、流量、位移內反饋和動壓反饋及電校正等手段，使閥的穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)響應和穩(wěn)定性都有了進一步的提高。除了因制造成本所限，比例閥在中位仍保留死區(qū)以外，它的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性均已和工業(yè)伺服閥無異。同時，比例技術開始和插裝閥技術相結合，并開發(fā)出各種不同功能和規(guī)格的二通、三通型比例插裝閥，形成了電液比例插裝技術。此外。由于傳感器和電子器件的小型化，還出現(xiàn)了電液一體化的比例元件，電液比例技術逐步形成了20 世紀 80 年代的集成化趨勢。同期電液比例容積元件，電液比例技術逐步形成了20 世紀 80 年代的集成化趨勢，同期電液比例容積元件（各類比例控制泵和執(zhí)行器）相繼出現(xiàn)，為大功率工程控制系統(tǒng)的節(jié)能提供了技術基礎。除模擬式電液比例元件外，早在 20 世紀 60 年代人們就開始注意電液數(shù)字控制元件（有時稱數(shù)字式或脈沖式比例元件）的開發(fā)。20 世紀 70 年代后期國外開始研制的電液數(shù)字閥，美國，德國、英國、加拿大和日本等國相繼進行了開發(fā)研究，以日本較為領先。20 世紀 80 年代初日本推出系列產(chǎn)品，隨即在機床、成型機械、車輛與工程機械、冶金機械等工業(yè)控制中獲得廣泛應用，現(xiàn)已開發(fā)出規(guī)格齊全、性能穩(wěn)定的增量式數(shù)字壓力閥、流量閥和方向流量閥等產(chǎn)品。但快速開發(fā)式數(shù)字閥仍處于研究階段，尚未見有商品化系列產(chǎn)品。現(xiàn)代電液數(shù)字控制元件的電氣機械轉換器主要是步進電動機和按脈沖方式工作的動鐵和動圈式馬達。電液數(shù)字控制元件具有抗污染能力強，工作可靠，重復精度高，成批產(chǎn)品的性能一致性好、能夠直接與計算機鏈接等有點。其主要確定是由于按載頻原理實現(xiàn)控制，故控制信號頻寬較模擬器件低。電液數(shù)字系統(tǒng)實質上是電液數(shù)/模擬轉換系統(tǒng)或載頻調制系統(tǒng)，其控制分辨精度取決于每一脈沖的當量步長或調制精度。隨著技術的發(fā)展，液壓控制的應用領域也不斷拓展，幾乎囊括了制造業(yè)、建筑業(yè)、農業(yè)及環(huán)保、礦山冶金業(yè)、能源、電力電子、交通、航空航天、文化體育等國民經(jīng)濟的各個部門，液壓傳動與控制已成為現(xiàn)代機械工程的基本要素和工程控制的關鍵技術之一。在信息化、網(wǎng)絡化、知識化和全球化的 21 世紀，信息技術、生命科學、生物技術和納米技術等新科技的日益進展將對液壓傳動與控制技術的研究、設計觀念及方法、對各類液壓產(chǎn)品的結構與工藝、對其應用領域產(chǎn)生深刻影響并帶來革命性的變化。在社會和工程需求的強力推動及機械與電氣傳動及控制的挑戰(zhàn)下，液壓傳動與控制技術將依托機械制造、材料工程、微電子及計算機、數(shù)字及力學、控制科學，不斷發(fā)揮自身優(yōu)勢，滿足客觀需求，將自身推進到新的水品。表 列出了國內外液壓技術發(fā)展的一些動向。國內 國外小型化、集成化、多樣化 機電一體化集成元件和系統(tǒng)高壓、高速、高精度、高可靠性智能化自動控制元件和系統(tǒng)高效、節(jié)能、環(huán)保 高精度數(shù)字控制元件和系統(tǒng)發(fā)展內容機電一體化 水介質液壓元件和系統(tǒng)表 國內外液壓技術發(fā)展的動向液壓控制系統(tǒng)的優(yōu)點⑴單元功率的重量輕，力矩慣量比（或力質量比）大 由于液壓元件的功率質量比和力矩慣量比（或力質量比）大，可以組成結構緊湊、體積小。重量輕、加速性好的控制系統(tǒng)。對于中、大功率的控制系統(tǒng)，這一優(yōu)點尤為突出。例如，電氣的最小尺寸取決于最大的有效磁通密度和功率損耗所產(chǎn)生的發(fā)熱量與電流密度有關，最大有效磁通密度受磁性材料的磁飽和限制，而發(fā)熱量散發(fā)又比較困難。因此電氣元件的結構尺寸較大，功率質量比和力矩慣量比。液壓元件功率損耗所產(chǎn)生的熱量可由油液帶到散熱器去散發(fā)，它的尺寸主要取決于最大工作壓力。由于最大工作壓力可以很高（目前可達 32Mpa 甚至更高） ，所以液壓元件的體積小、重量輕，而輸出力或力矩卻很大，使功率質量比和力矩慣量比(或力質量比)大。統(tǒng)計資料表明，一般液壓泵的重量只有同功率電動機重量的 10%20%，幾何尺寸約為后者的 12%13%。液壓馬達的功率質量比一般為相當容量電動機的 10倍，而力矩慣量比為電動機的 1020 倍。⑵負載的剛度大，精度高 液壓控制系統(tǒng)的輸出位移（或角度）受負載變化影響小，即有較大的速度