石家庄风机厂风机机液伺服控制
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石家庄风机厂风机机液伺服控制
由机械反馈装置和液压动力元件所组成的反馈控制系统称为机械液压伺服系统。石家庄风机厂机液伺服系统主要为位置伺服系统，也可以对通过反馈改变某种物理变量进行控制，如动力机的转速控制等。
机液伺服系统机液伺服系统结构简单,抗污染能力强,工作可靠,主要用来进行位置控制，因其结构简单、工作可靠、容易维护，因而广泛应用于飞机舵面操纵系统/车辆转向助力装置和仿形机床中及伺服变量泵等处。在工程上，常用的机液伺服系统主要包括喷嘴挡板式, 射流管式和滑阀式三种类型, 通过喷嘴挡板、射流管或滑阀驱动液压执行元件(液压缸, 液压马达)动作以实现机液伺服系统的工作机能。
滑阀作为液压放大元件最常用的元件之一，广泛的应用于工业中各种液压控制领域，是液压元件的基本元件，不过较大的负载质量使阀控系统工作带宽不高；与滑阀相比，喷嘴挡板阀结构简单、加工容易、工作带宽高、对油液污染不太敏感等特点。喷嘴挡板阀又分为单喷嘴式和双喷嘴式，其中由于单喷嘴挡板阀是三通阀，只能控制差动油缸。双喷嘴挡板阀是由两个结构相同的单喷嘴阀按差动原理组合而成的四通阀，可以用来控制双作用油缸。但是，喷嘴挡板阀的零位泄漏量比较大，所以只适用于小功率的系统中。在二级或者三级电液伺服系统，多采用喷嘴挡板阀、或者射流管作为前置放大元件；射流管式可动件转动惯量大, 响应较慢，抗污染能力要比喷嘴挡板阀还要强，从而提高了工作的可靠性和使用寿命。
机液伺服系统的机械反馈装置的可以分成刚性反馈、柔性反馈及综合反馈控制；按照反馈方式又分为内反馈和外反馈。机械反馈装置的结构柔度对伺服系统的稳定性有着一定的影响，通常液压伺服系统是欠阻尼的，阻尼比过小使系统稳定性变坏。某些情况下，负载为执行元件与若干个等效质量块以柔性连接的方式组成的二自由度或多自由度系统，若结构刚度与控制阀液压弹簧刚度差不多时，此时考虑反馈与负载结构刚度的影响。
2.1.2 集成式风量调节伺服缸工作机理
本课题液压机构属于石家庄风机厂阀控缸机液位置伺服系统，当输入端给伺服阀阀芯一个固定位移，液压缸活塞响应也输出一个固定位移，但由于系统中存在摩擦等一些外界因素，输入信号使系统产生偏差及输出位移反馈到输入端，并与输入端进行比较消除误差。机液伺服液压缸外部是与风机外壳用螺栓刚性连接，伺服系统的控制部分与运动部件合二为一，控制阀位移方向与活塞一致。如图 2.1 所示，液压缸内部由活塞分为有杆腔和无杆腔，在无杆腔一端刚性连接着控制阀阀体，内设有三条油道，通道 1、通道 2 一端均与控制阀进油口相同，另一端分别与无杆腔和有杆腔相连，通道 3 两端分别与控制阀回油口和无杆腔相连，用于活塞向 y 的负方向运动时的回油通道。控制阀阀芯与阀体为轴向间隙配合，设置在阀体中的三个控制阀口，最左侧的为回油口，中间的为进油口，最右面的为差动油口。控制阀阀芯具有三个凸肩，其中中间凸肩仅为阀的轴向位移起导向和密封的作用，阀的两侧凸肩分别控制回油阀口与差动阀口，从而构成了一个正开口双边滑阀。
控制阀阀芯的一端连接着配油装置，油液通过配油块的油道进入阀芯相应的油道，而配油块的一端连接着输入装置。输入端控制阀芯移动，当没有外负载接入时，由于阀芯左凸肩控制边与回油口有一个宽度为 U 的正开口，则油液通过配油装置进入阀体，对机构完成冷却循环后从阀芯左侧回油口流回油箱；当液压机构工作时，控制阀任何一个阀口的开启，在活塞的单位负反馈的作用下，都会使阀体相对活塞产生一个朝向阀口关闭的方向的运动，直至阀芯在运动中保持新的平衡。因此，液压缸活塞的输出运动即为活塞的反馈运动，所以活塞杆的位置只与阀芯控制有关，与系统压力无关。控制阀的具体控制过程如下:
当输入机构给控制阀阀芯一个 Xv 正方向的位移，则右侧节流口开启，同时阀芯左侧凸肩将回油腔关闭，压力油同时向液压缸左右两腔等压供油，构成差动油缸。即有杆腔与无杆腔存在面积差，无杆腔所受的液压力大于有杆腔所受的力，则活塞向右移动，对负载做功；与此同时，当活塞向右移动时，由于机构的反馈作用，则控制阀阀芯相对阀体则会有一个向左的位移，使右侧节流口减小，回油通道开口量增大，压力油仅通入有杆腔，推动活塞向左运动。当控制阀阀口开口度一定时，活塞和阀芯分别处于动态平衡状态。当输入为 Xv 负方向时，机构运动规律相同方向相反。以控制阀的位移 Xv 作为控制量，以液压缸活塞杆位移 y 作为输出量，反馈信号和输出信号大小相等，方向相反。