background image

      实际上一个液压系统不是一个单一回路的系统,通常是由几个回路组成,多个回路之
间会相互影响,即使在一个回路中通常设有溢流阀调压、安全阀保护、节流阀或调速阀调
速及换向阀换向等,它们对执行器的同步均会产生静态或动态的影响。同时由于不同工况
下负载的扰动、执行器的摩擦阻力、系统的泄漏、控制元件间的性能差异、空气的混入量以
及系统各组成部分的制造和安装误差等因素的影响,都会影响执行器同步运行的精度。当
采用开环控制的液压同步回路,同步精度较低;当采用液压同步闭环控制系统,可对执
行器的输出进行检测与反馈来构成闭环控制,尽管该系统组成复杂、成本高,但能消除和
抑制对高精度同步控制的不利因素的影响,可获得高精度的同步驱动控制。特别是随着现
代控制理论、智能控制理论以及计算机控制技术的发展,这种控制形式在高精度的、自动
的液压同步控制回路中得到广泛的应用。
      1)闭环同步控制原理
      (1)一个执行缸跟踪另一个执行缸原理图如图 3 上半部分所示。执行缸 2 的输出跟踪执
行缸 1 的输出,加上 D/A、A/D、放大等元件以及位置控制器的设计可实现计算机自动
控制。控制元件 1 可用普通阀。控制元件 2 用伺服阀或比例阀。该系统还可与普通控制系统
配合实现组合控制。按控制元件设置的位置.
图 3 闭环同步控制原理
系统可分为进油路控制和旁油路控制,例如图 4a 为进油路控制,图 4b 为旁油路控制。
闭环同步控制回路
      (2)两个缸同时跟踪理想输入原理图如图 3 下半部分所示,对两个执行缸同时用一套反
馈元件进行跟踪设定的理想输入,也可以用两套反馈机构分别实现对理想输入的跟踪控
制,该系统要求每套装置中元件的性能完全一致。按此原理实现系统如图 5。
图 5 两缸同时跟踪理想输入
      2)分类
      按控制元件、反馈检测装置的不同,液压同步闭环控制主要有下列类型:伺服阀组成
的系统、比例阀组成系统、数字缸(模拟缸)组成的系统等。
      (1)伺服阀的同步回路根据反馈方式的不同,又可分为机液伺服阀和电液伺服阀的同步
回路:前者以机械方式将活塞位置误差反馈给伺服阀,由伺服阀的随动调节流量,实现
两缸的同步;后者将活塞位置以电信号反馈给伺服阀。该系统响应速度快,同步精度高,
但阀结构复杂,价格高且抗污染能力差,所以一般适用于高同步精度要求的场合。
      (2)

 

比例阀的同步回路 控制元件为电液比例阀。它是介于普通液压阀的开关式控制和电

液伺服控制之间的控制方式,它能实现对液流压力和流量连续地按比例地跟随控制信号
而变化,它的控制性能优于开关式控制,控制精度和响应速度低于电液伺服控制,但它
的成本较低,抗污染能力强,易于实现计算机控制。适合于大功率及较高同步精度的场合。

      (3)数字缸或模拟缸控制的同步回路随着自动化控制技术和机电一体化技术的发展,用
数字信号控制的电液步进液压缸或模拟信号控制的电液伺服、电液比例液压缸直接对缸实
现位置或速度的同步控制。数字缸是一种机电液一体化控制元件,将缸与控制阀、检测元
件等集成为一体,直接用计算机的数字量来实现对缸的控制,其中的 D/A 转换器通常
用步进电动机实现将电信号转换为角位移量输出,由相同性能的两套或一台步进电动机
同时驱动两个数字缸可实现同步。模拟缸是将缸、电液伺服或电液比例阀、溢流阀、节流阀
等叠加集成一体,使缸的活塞移动位移与输入电信号成比例。此类缸便于控制、体积小、动
态性能好、抗污染,具有高精度的位置和速度同步。
3 结论
        

开环控制的液压同步系统,完全依靠液压控制元件本身来控制执行器的同步,同