概述

电液比例控制系统的技术构成

开

环

控

制

系

统

方

块

图

及

组

成

原

理

系统输入量为控制电量(电压或电流)，经电控制器放大转换成相应的电流信号输入给电-机械转换装置，后者输出与输入电流近似成比例的力、力矩或位移，使液压阀的可动部分移动或摆动，并按比例输出具有一定压力p、流量Q的液压油以驱动执行元件，执行元件也将按比例输出力F、速度υ或转矩T、角速度ω以驱动负载，无级调节系统输入量就可无级调节系统输出量、力、速度，以及加、减速度等

这种控制系统的结构组成简单，系统的输出端和输入端不存在反馈回路，系统输出量对系统的输入控制作用没有影响，没有自动纠正偏差的能力，其控制精度主要取决于关键元器件的特性及系统调整精度。但这种开环控制系统不存在稳定性问题

闭

环

控

制

系

统

方

块

图

及

组

成

原

理

系统工作原理为反馈控制原理或偏差调节原理，这种控制系统通过负反馈控制，因而具有自动纠正偏差的能力，可获得相当高的控制精度。但系统存在稳定性问题，而且高精度和稳定性的要求是矛盾的

说

明

电控制器(比例放大器，俗称放大板)在开环控制系统中，用于驱动和控制电液比例控制元件的电-机械转换器；在闭环控制系统中除了上述作用外，还要承担反馈检测器的检测放大和校正系统的控制性能。因此，电控制器的功能直接影响系统的控制性能，它的组成应与电-机械转换器的型式相匹配，一般都具有控制信号的生成、信号的处理、前置放大、功率放大、测量放大、反馈校正、颤振信号发生及电源变换等基本组成单元。它包括电位器、斜坡发生器、阶跃函数发生器、PID调节器、反向器、功率放大器、颤振信号发生器，或用可编程序控制器等。一般生产电液比例阀的厂家供应相应的比例放大器

电液比例阀由电-机械转换器(比例电磁铁等)和液压阀两部分组成。由于比例电磁铁可以在不同的电流下得到不同的力(或行程)，可以无级地改变压力、流量，因此，电-机械转换器是电液比例阀的关键元件

分类依据

类别

按系统的输出信号

①位置控制系统；②速度控制系统；③加速度控制系统；④力控制系统；⑤压力控制系统

按系统输入信号的方式

①手调输入式系统：以手调电位器输入，调节电控制器以调整其输出量，实现遥控系统。②程序输入式系统：可按时间或行程等物理量定值编程输入，实现程控系统。③模拟输入式系统：将生产工艺过程中某参变量变换为直流电压模拟量，按设定规律连续输入，实现自控系统

按系统控制参数

①单参数控制系统：液压系统的基本工作参数是液流的压力、流量等，通过控制一个液压参数，以实现对系统输出量的比例控制。例如采用电液比例压力阀控制系统压力，以实现对系统输出压力或力的比例控制；用电液比例调速阀控制系统流量，以实现对系统输出速度的比例控制等，都是单参数控制系统。②多参数控制系统：例如用电液比例方向流量阀或复合阀、电液比例变量泵或马达等，既控制流量、液流方向，又控制压力等多个参数，以实现对系统输出量比例控制的系统

按系统控制回路组成

①开环控制系统；②闭环控制系统

按系统电液比例控制元件

①阀控制系统：采用电液比例压力阀、电液比例调速阀、电液比例插装阀、电液比例方向流量阀、电液比例复合阀等控制系统参数的系统。②泵、马达控制系统：采用电液比例变量泵、马达等控制系统参数的系统

电液控制的技术优势

电气或电子技术在信号的检测、放大、处理和传输等方面比其他方式具有明显的优势，特别是现代微电子集成技术和计算机科学的进展，使得这种优势更显突出。因此，工程控制系统的指令及信号处理单元和检测反馈单元几乎无一例外地采用了电子器件。而在功率转换放大单元和执行部件方面，液压元件则有更多的优越性。电液控制技术集合了电控与液压的交叉技术优势

电液比例控制系统的基本特点

①可明显地简化液压系统，实现复杂程序控制；②引进微电子技术的优势，利用电信号便于远距离控制，以及实现计算机或总线检测与控制；③电液控制的快速性，是传统开关阀控制无法达到的；④利用反馈，提高控制精度或实现特定的控制目标；⑤便于机电一体化的实现

阀控

泵控

压

力

控

制

溢流阀

压

力

控

制

恒压力泵

减压阀

流

量

控

制

单向

变排量泵

流

量

控

制

单向

节流阀

恒排量泵

流量阀

双向

变排量泵

双向

方向节流

恒排量泵

复

合

控

制

压力流量复合

方向流量

压力功率复合

流量功率复合

复

合

控

制

pQ阀(压力流量复合)

压力流量功率复合

注：Δp为控制器件进出口压差。