【正文】 bK? ?表明，若已知開環(huán)增益 Kvf，即可估算出伺服閥的幅頻寬 ωb。 力反饋兩級電液伺服閥 當(dāng) Xf=Xf0時(shí)，可得 伺服閥的極限頻寬為 00 .7 0 7q p fbvvKXAX? ?0m a x000 . 7 0 7 1 . 4q p f cbv v v vKX qA X A X? ??式中， qc為噴嘴擋板閥零位時(shí)的泄漏量， 02c qp fq K X?由式 2( ) ( )()f q p f q pvfv m f v a n fr r b K K r r b K KKAK A K r b K??????????可知， 為提高 Kvf， 應(yīng)減小綜合剛度 Kmf。 在設(shè)計(jì)時(shí)，可使銜鐵擋板的凈剛度Kan=0，即 22 080dfa n a m s fK K K C p x r?? ? ? ?? 作用在擋板上的液動力剛度一般很小，可以忽略。這樣，彈簧剛度 Ka與電磁簧剛度 Km近似相等，銜鐵擋板組件剛好處在靜穩(wěn)定的邊緣上。當(dāng)力矩馬達(dá)裝入伺服閥后，反饋桿剛度 Kf就成為主要的彈簧剛度。當(dāng) Kan=0時(shí)，則有 ()qpvfvKrKr b A? ? 力反饋兩級電液伺服閥 ? 為提高 Kvf， 除了適當(dāng)提高 r/(r+b)的比值外，主要增大噴嘴直徑（即增大 Kqp)和減小滑閥直徑，否則將會出現(xiàn)流量飽和現(xiàn)象，限制伺服閥的頻寬，或只能在小振幅下達(dá)到所需的頻寬。增大 Kqp和減小 Av是有限制的。增大 Kqp受泄漏流量和力矩馬達(dá)功率的限制，減小 Av受閥的額定流量和閥芯最大行程的限制。 () qpvf vKrKr b A? ?? 提高 Kvf還受力反饋回路穩(wěn)定性的限制，如 。 為提高伺服閥的頻寬，應(yīng)提高力矩馬達(dá)的固有頻率 ω mf和阻尼比 ζ mf。力反饋伺服閥的力矩馬達(dá)動態(tài)被力反饋回路所包圍， 由于力矩馬達(dá)固有頻率是回路中最低的轉(zhuǎn)折頻率 ，所以，力矩馬達(dá)就成為伺服閥響應(yīng)能力的限制因素，在大流量伺服閥中更為突出。 2vf mf mfK ???? 力反饋兩級電液伺服閥 六、力反饋伺服閥的靜態(tài)特性 1 負(fù)載流量特性 負(fù)載流量特性： 伺服閥輸出流量 qL、 輸出壓力 pL與控制電流 ic三者之間的靜態(tài)關(guān)系。 222( )( )211utc p fvg mfm f m f v fKKR r r b KXU sssK??????? ? ? ??? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?由式 及上圖，可得穩(wěn)態(tài)情況下伺服閥的傳遞函數(shù)： 2( ) ( )v u tg c p fx K Ku R r r b K? ??力矩馬達(dá)的靜態(tài)電壓平衡方程： 2 ( ) ( )u g c p c c pK u R r i R r i? ? ? ? ? 力反饋兩級電液伺服閥 由上兩式可得： ( ) ( )ttv c x vffKKx i i K ir b K r b K? ? ? ? ??? ()txvfKKr b K? ?上式代入滑閥放大器的綜合特性方程，即可求出伺服閥的負(fù)載流量特性方程，伺服閥的功率級通常采用零開口四邊滑閥，因此，有 11( ) ( )()1()tL d v s L d s Lfd x v s L x v qKq C W x p p C W i p pr b KC W K i p p K K i???? ? ? ? ??? ? ? ? ?式中， ()txvfKKr b K? ?滑閥位移 xv對輸入控制電流 ic的增益。 伺服閥的負(fù)載流量特性曲線 可見，電液伺服閥與滑閥的壓力流量特性曲線形狀是一樣的，只是輸入?yún)⒘坎煌??；y為 xv， 電液伺服閥為電流 △ i。 力反饋兩級電液伺服閥 2 空載流量特性 一般將伺服閥的 空載流量特性稱為 伺服閥的流量特性，它是伺服閥的輸出壓力 pL=0時(shí)，輸出流量 qL與控制電流 ic之間的靜態(tài)關(guān)系。 根據(jù)前面分析可知， 當(dāng)實(shí)際使用頻率50Hz時(shí)， 傳遞函數(shù)可簡化為： 當(dāng) pL=0時(shí) ，得流量特性方程為： 1()1()tL d c sftdsfKq C W i pr b KKC W i pr b K???????由于伺服閥存在滯環(huán)及飽和，實(shí)際的流量特性曲線如圖所示。 222( ) ( )21utc p fvsvgsv svKKR r r b KXsUs???????? 力反饋兩級電液伺服閥 3 壓力特性 伺服閥的 壓力特性 是指負(fù)載通道封閉時(shí)， 即 qL=0時(shí)，輸出壓力 pL與控制電流 ic之間的靜態(tài)關(guān)系。壓力特性一般與閥的泄漏有關(guān)，通常通過實(shí)驗(yàn)測定，其特性曲線如圖所示。 可見，力反饋伺服閥閉環(huán)控制的是閥芯位移 xv ，對由閥芯位移到輸出流量 qL來說，是開環(huán)控制，因此，流量控制的精確性需要靠滑閥的加工精度來保證。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) 電液伺服閥是非常精密而又復(fù)雜的伺服元件，其性能對整個(gè)伺服系統(tǒng)的性能影響很大，因此，對其特性及性能指標(biāo)的要求十分嚴(yán)格。 一、靜態(tài)特性 電液伺服閥的靜態(tài)性能，可根據(jù)測試得到的負(fù)載流量特性、空載流量特性、壓力特性、內(nèi)泄漏特性等曲線和性能指標(biāo)進(jìn)行評定。 1 負(fù)載流量特性（壓力 流量特性） 負(fù)載流量特性曲線完全描述了伺服閥的靜態(tài)特性。但要測得這組曲線卻相當(dāng)麻煩，特別是在 零位附近 ，很難測出其精確值，而伺服閥卻正好在此處工作。 因此，這些曲線主要還是用來確定伺服閥的類型和估計(jì)伺服閥的規(guī)格，以便與所要求的負(fù)載流量和負(fù)載壓力相匹配。 電液伺服閥的規(guī)格也可由 額定電流 In、額定壓力 pn、額定流量 qn表示。 ? 額定電流 In 為產(chǎn)生額定流量對線圈任一極性所規(guī)定的輸入電流（不包括零偏電流），單位為 A。規(guī)定額定電流時(shí)，必須規(guī)定線圈的連接形式。額定電流通常指 單線圈連接、并聯(lián)連接或差動連接 。當(dāng) 串聯(lián)連接 時(shí)，其額定電流為上述的額定電流的 一半 。 額定工作條件時(shí)供油壓力（額定供油壓力），單位為 pa。 ? 額定壓力 pn ? 額定流量 qn 在規(guī)定的閥壓降下，對應(yīng)于額定電流的負(fù)載流量，單位為 m3/s。通常在空載條件規(guī)定伺服閥的額定流量。此時(shí)閥壓降等于額定供油壓力，也可在負(fù)載壓降等于三分之二供油壓力的條件下規(guī)定額定流量，這樣規(guī)定的額定流量對應(yīng)閥的最大功率輸出點(diǎn)。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) 2 空載流量特性 空載流量特性曲線 是輸出流量與輸入電流呈回環(huán)狀的函數(shù)曲線。它是在給定的 伺服閥壓降和負(fù)載壓降 為零的條件下，使輸入電流在正、負(fù)額定電流值之間以閥的動態(tài)特性不產(chǎn)生影響的循環(huán)速度作一完整循環(huán)描繪出來的連續(xù)曲線。 流量曲線中點(diǎn)的軌跡稱名義流量曲線，是零滯環(huán)流量曲線。閥的滯環(huán)通常很小， 可把流量曲線的任一側(cè)當(dāng)作名義流量曲線使用。 流量曲線上某點(diǎn)或某段的斜率就是閥在該點(diǎn)或該段的 流量增益 。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) 從名義流量曲線的零流量點(diǎn)向兩極各作一條與名義流量曲線偏差為最小的直線，就是名義流量增益線，如圖所示。兩個(gè)極的名義流量增益線斜率的平均值就是名義流量增益，單位為 m3/sA。 伺服閥的額定流量與額定電流之比稱為額定流量增益。 流量曲線不僅給出閥的極性、額定空載流量、名義流量增益，且從中還可得到閥的線性度、對稱度、滯環(huán)、分辨率，并揭示閥的零區(qū)特性。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) ① 線性度 流量伺服閥名義流量曲線的直線性。以名義流量曲線與名義流量增益線的最大偏差電流值與額定電流的百分比表示，如圖所示，通常小于 %。 ② 對稱度 閥的兩個(gè)極值的名義流量增益的一致程度。用兩者之差對較大者的百分比表示，土圖所示，通常小于 10%。 ③ 滯環(huán) 在流量曲線中，產(chǎn)生相同輸出流量的往返輸入電流的最大差值，與額定電流的百分比，如圖所示，伺服閥的滯環(huán)，一般小于 5%。 滯環(huán)產(chǎn)生的原因， 一方面是力矩馬達(dá)磁路的磁滯 ， 另一方面是伺服閥中的游隙。 磁滯回環(huán)的寬度隨輸入信號的大小而變化，當(dāng)輸入的信號減小時(shí)，磁滯回環(huán)的寬度將減小。游隙是由于力矩馬達(dá)中機(jī)械固定處的滑動以及閥芯與閥套間的摩擦力產(chǎn)生的。如果油是臟的，則游隙會大大增加，有可能使伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) ④ 分辨率 使閥的輸出流量發(fā)生變化所需要的輸入電流的最小變化值與額定電流的百分比比，稱為分辨率。通常規(guī)定為從輸出流量的增加狀態(tài)回復(fù)到輸出流量減小狀態(tài)所需之電流最小變化值與額定電流之比。伺服閥的分辨率一般小于 1%。分辨率主要由伺服閥中的靜摩擦力引起的。 ⑤ 重疊 伺服閥的零位指空載流量為零的幾何零位。伺服閥常工作在零位附近，因此零位特性特別重要。零位區(qū)域是輸出級的重疊對流量增益起主要影響的區(qū)域。伺服閥的重疊用兩級名義流量曲線近似直線部分的延長線與零流量線相交的總間隔與額定電流的百分比表示。如圖所示。伺附閥的重疊分為：零重疊、正重疊、負(fù)重疊。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) ⑥ 零偏 為使閥處于零位所需的輸入電流值（不計(jì)發(fā)的滯環(huán)影響）與額定電流的百分比表示，如圖所示，通常小于 3%。 3 壓力特性 壓力特性曲線是輸出流量為零（兩個(gè)負(fù)載油口關(guān)閉）時(shí)，負(fù)載壓降與輸入電流呈回環(huán)狀的函數(shù)曲線，如圖所示。負(fù)載壓力對輸入電流的變化就是壓力增益，單位為 pa/A。伺服閥的壓力增益通常規(guī)定為最大負(fù)載壓降的 177。 40%之間，負(fù)載壓降對輸入電流曲線的平均斜率。壓力增益指標(biāo)為輸入 1%的額定電流時(shí)，負(fù)載壓降應(yīng)超過 30%的額定工作壓力。 空載流量特性 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) 4 內(nèi)泄漏特性 內(nèi)泄漏流量是負(fù)載流量為零時(shí)，從回油口流出的總流量，單位 m3/s，隨輸入電流而變化。當(dāng)閥處于零位時(shí)，內(nèi)泄漏流量（零位內(nèi)泄漏流量）最大。對兩級伺服閥而言，內(nèi)泄漏流量由前置級的泄漏流量 qp0和功率級泄漏流量 q1組成。功率滑閥的零位泄漏流量 qc與供油壓力 ps之比，可作為滑閥的流量 壓力系數(shù)。零位泄漏流量對新閥可作為滑閥制造質(zhì)量的指標(biāo)，對舊閥可反映滑閥的磨損情況。 5 零漂 工作條件或環(huán)境變化所導(dǎo)致的零偏變化，以其對額定電流的百分比表示。通常規(guī)定有供油壓力零漂、回油壓力零漂、溫度零漂、零值電流零漂等。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) ① 供油壓力零漂 供油壓力在 70%～ 100%額定供油壓力的范圍內(nèi)變化時(shí)，零漂小于 2%。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) ② 回油壓力零漂 回油壓力在 0%～ 20%額定供油壓力的范圍內(nèi)變化時(shí)，零漂小于 2%。 ③ 溫度零漂 工作溫度每變化 400C時(shí)，零漂小于 2%。 ④ 零值電流零漂 零值電流在 0%～ 100%額定電流范圍內(nèi)變化時(shí)，零漂小于 2%。 二、動態(tài)特性 電液伺服閥的動態(tài)特性可用頻率響應(yīng)或瞬態(tài)響應(yīng)表示，一般用頻率相應(yīng)表示。電液伺服閥的頻率響應(yīng)是輸入電流在某一頻率范圍內(nèi)作等幅變頻正弦變化時(shí)，空載流量與輸入電流的復(fù)數(shù)比，頻響特性曲線如圖所示。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) 伺服閥的頻率響應(yīng)隨供油壓力、輸入電流幅值、油溫和其他工作條件而變化。通常在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下進(jìn)行試驗(yàn)，推薦輸入電流的峰值為額定電流的一半（ 177。 25%額定電流），基準(zhǔn)（初始）頻率通常為 5或 10Hz。 伺服閥的頻帶寬通常以幅值比為 3dB（即輸出流量為基準(zhǔn)頻率時(shí)的輸出流量的 %）時(shí)所對應(yīng)的頻率作為幅頻寬，以相位滯后 900時(shí)所對應(yīng)的頻率作為相頻寬。 頻寬是伺服閥響應(yīng)速度的度量。頻寬應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要確定，頻寬過低會限制系統(tǒng)的響應(yīng)速度，過高會使高頻干擾傳到負(fù)載上去。 伺服閥的幅值比一般不允許大于 +2dB。 三、輸入特性 1 線圈接法 伺服閥有兩個(gè)線圈，可根據(jù)需要采用下列任何一種接法。 電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo) ① 單線圈接法 輸入電阻等于單線圈電阻，線圈電流等于額定電流，電控功率 P=In2Rc。單線圈接法可以減小電感的影響。 ② 雙線圈單獨(dú)接法 一只線圈接 輸入，另一線圈可用來調(diào)偏、接反饋或引入顫振信號。 ③ 串聯(lián)接法 輸入電阻為單線圈電阻的兩倍，額定電流為單線圈時(shí)的一半，電控功率為 P=In2Rc/2。串聯(lián)連接的特點(diǎn)是額定電流和電控功率小，但易受電源電壓變動的影響。 ④