液壓伺服與比例控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)指引

1、學(xué)習(xí)指南一、課堂教學(xué)第一章緒論教學(xué)目的與要求:目的是使學(xué)生了解課程的目的與任務(wù)，與其它課程之間的關(guān)系，課程在工程及科學(xué)研究方面的 意義，培養(yǎng)課程興趣。要求學(xué)生對液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的工作原理、分類方法、基本組成牢記在心，同時對本門 課程的前沿發(fā)展方向有所了解。本章主要內(nèi)容:第一節(jié)液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理及組成第二節(jié)液壓伺服控制的分類第三節(jié)液壓伺服控制的優(yōu)缺點第四節(jié)液壓伺服控制的發(fā)展和應(yīng)用本章重點:液壓伺服與比例控制系統(tǒng)的工作原理、組成及分類。本章難點:無第二章液壓放大元件教學(xué)目的與要求:目的是使學(xué)生重點掌握液壓放大元件的基本理論及一些典型液壓放大元件的數(shù)學(xué)建模及分析 方法，培養(yǎng)學(xué)生的軟件分

2、析能力和工程實踐理念。要求對常見液壓放大元件的基本理論有所了解，并重點研究圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)形式及分類方法， 理想零開口、正開口四邊滑閥的靜態(tài)特性，理想零開口、正開口雙邊滑閥的靜特性，閥系數(shù)的推導(dǎo) 與計算，滑閥的受力分析和計算， 理想零開口四邊滑閥的效率和設(shè)計；掌握力反饋二級電液伺服閥、直接反饋兩極滑閥式電液伺服閥的傳遞函數(shù)推導(dǎo)方法。同時對電液比例控制閥組成和分類、靜動態(tài) 特性、選擇方法有所了解。本章主要內(nèi)容:第一節(jié)圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類第二節(jié)滑閥靜態(tài)特性的一般分析第三節(jié) 零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性第四節(jié) 正開口四邊滑閥的靜態(tài)特性第五節(jié) 雙邊滑閥的靜態(tài)特性第六節(jié)滑閥受力分析第七節(jié)滑閥的輸出功率及效

3、率第八節(jié)滑閥的設(shè)計第九節(jié)噴嘴擋板閥第十節(jié)射流管閥本章重點:滑閥靜態(tài)特性的一般分析、零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性、正開口四邊滑閥的靜態(tài)特性、雙邊滑 閥的靜態(tài)特性、滑閥受力分析及滑閥的輸出功率及效率。本章難點:滑閥機理的液阻理論分析方法，滑閥受力分析。第三章液壓動力元件教學(xué)目的與要求:目的是使學(xué)生重點掌握液壓元件的數(shù)學(xué)模型、動態(tài)特性，尤其是常見的四通閥控液壓缸的相關(guān) 理論，同時結(jié)合工程案例和軟件輔助的方式使學(xué)生達到對枯燥理論的深入理解。要求學(xué)生能夠自主分析四通閥控液壓缸參數(shù)對其動態(tài)特性的影響；并能夠推導(dǎo)其他形式的液壓 動力元件基本理論，掌握一些二次調(diào)節(jié)技術(shù)及液壓動力元件與負(fù)載匹配的方法。本章主要內(nèi)容:

4、第一節(jié)四通閥控制液壓缸第二節(jié)四通閥控制液壓馬達第三節(jié)三通閥控制液壓缸第四節(jié)泵控液壓馬達第五節(jié)液壓動力元件與負(fù)載的匹配本章重點:四通閥控制液壓缸、四通閥控制液壓馬達。本章難點:四通閥控制液壓缸的數(shù)學(xué)模型建立及分析，四通閥控液壓缸參數(shù)對其動態(tài)特性的影響分析。第四章機液伺服系統(tǒng)教學(xué)目的與要求:目的是使學(xué)生對機液位置伺服控制系統(tǒng)的基本理論有所了解，掌握結(jié)構(gòu)剛度、液壓剛度對系統(tǒng) 動態(tài)特性的影響，掌握動壓反饋等改善伺服系統(tǒng)阻尼特性的技術(shù)及理論問題。要求學(xué)生能夠?qū)C液位置伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、動態(tài)特性清楚掌握，同時能夠根據(jù)液壓控 制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型繪制系統(tǒng)方塊圖。本章主要內(nèi)容:第一節(jié)機液位置伺服系統(tǒng)第二節(jié) 結(jié)

5、構(gòu)柔度對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響第三節(jié)動壓反饋裝置第四節(jié)液壓轉(zhuǎn)矩放大器本章重點:機液位置伺服系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)柔度對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響、動壓反饋裝置。本章難點:機液位置伺服系統(tǒng)理論是本章難點。第五章電液伺服閥教學(xué)目的與要求:目的是使學(xué)生對電液伺服閥的基本結(jié)構(gòu)及組成、分類有所了解；了解其他型式的電液伺服閥， 了解常用電液伺服閥的特性及性能指標(biāo)。培養(yǎng)一定的工程經(jīng)驗，能夠結(jié)合不同的實際工業(yè)系統(tǒng)選取 相應(yīng)的伺服閥。要求學(xué)生對電液伺服閥的基本結(jié)構(gòu)及組成、分類有所了解，掌握伺服閥力矩馬達、力馬達的工 作原理及其參數(shù)對伺服閥性能的影響規(guī)律；掌握直接反饋兩級滑閥式電液伺服閥的工作原理、數(shù)學(xué) 模型、穩(wěn)定性分析、頻寬與伺服閥參數(shù)之

6、間的關(guān)系、伺服閥靜態(tài)特性分析以及伺服閥的設(shè)計計算； 了解其他型式的電液伺服閥，了解常用電液伺服閥的特性及性能指標(biāo)。本章主要內(nèi)容:第一節(jié)電液伺服閥的組成及分類第二節(jié)力矩馬達第三節(jié)力反饋兩級電液伺服閥第四節(jié) 直接反饋兩級滑閥式電液伺服閥第五節(jié)其他型式的電液伺服閥簡介第六節(jié)電液伺服閥的特性及主要的性能指標(biāo)本章重點:電液伺服閥的組成及分類、力矩馬達力反饋兩級電液伺服閥、直接反饋兩級滑閥式電液伺服閥。本章難點:力矩馬達力反饋兩級電液伺服閥是本章的難點。第六章電液伺服系統(tǒng)教學(xué)目的與要求:目的使學(xué)生對電液伺服系統(tǒng)的基本組成、分類有所了解；了解常用電液伺服系統(tǒng)的特性及性能 指標(biāo)，并能對其進行校正分析。培養(yǎng)一定

7、的工程經(jīng)驗，能夠結(jié)合不同的實際工業(yè)系統(tǒng)選用相應(yīng)的電 業(yè)伺服系統(tǒng)。要求掌握電液位置控制系統(tǒng)的基本分析方法，掌握彈性負(fù)載和無彈性負(fù)載的位置伺服或比例控 制系統(tǒng)的分析方法；了解電液速度控制系統(tǒng)的分析方法，電液力控制系統(tǒng)的分析方法，滯后校正、 速度反饋校正、加速度反饋校正，幾種速度控制方式。電液伺服系統(tǒng)的控制器設(shè)計方法。本章主要內(nèi)容:第一節(jié)電液伺服系統(tǒng)的類型第二節(jié)電液位置伺服系統(tǒng)的分析第三節(jié)電液伺服系統(tǒng)的校正第四節(jié)電液速度控制系統(tǒng)第五節(jié)電液力控制系統(tǒng)本章重點:電液位置伺服系統(tǒng)的分析、電液伺服系統(tǒng)的校正。本章難點:電液伺服系統(tǒng)的校正第七章 液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計教學(xué)目的與要求:目的是對常見工業(yè)用的液壓伺服系

8、統(tǒng)的設(shè)計步驟有所了解，并能設(shè)計一些簡單的液壓伺服系統(tǒng)。要求掌握液壓油源的設(shè)計方法；掌握比例放大器的電源電路、輸入接口單元、信號處理電路、調(diào)節(jié)器、測量放大電路和功率，放大電路的基本原理以及使用方法；重點學(xué)習(xí)液壓伺服、比例控制系統(tǒng)設(shè)計步驟，通過例子掌握設(shè)計方法。本章主要內(nèi)容:第一節(jié)液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計步驟第二節(jié)液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計舉例第三節(jié)液壓能源的選擇本章重點:液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計步驟、液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計舉例。本章難點:無二、討論課本門課程設(shè)有3次討論課，分別針對液壓伺服與比例控制系統(tǒng)中動力元件及整個系統(tǒng)的相關(guān) 問題進行討論。討論課的題目將分別在相關(guān)課程開始前下發(fā)，也可由學(xué)生根據(jù)興趣自行選題。討 論課選題

9、如下：(1)液壓放大元件的原理、設(shè)計原則(a)雙邊滑閥的靜態(tài)特性；(b)雙噴嘴擋板閥的靜態(tài)特性；(c)常用伺服閥樣本、特性、選用方法；(d)兩級力反饋電液伺服閥阻尼特性及其改善方法。(2)液壓動力元件與負(fù)載的匹配(a)動力機構(gòu)的匹配；(b)彈性負(fù)載對液壓動力機構(gòu)特性影響；(c)三通閥控液壓缸動力機構(gòu)特性；(d)閥控液壓缸與泵控液壓馬達動態(tài)特性的相同與不同之處。(3)常見的電液伺服閥與工程應(yīng)用(a)噴嘴檔板式電液伺服閥原理及工程應(yīng)用；(b)射流管式電液伺服閥原理及工程應(yīng)用；(c)彈簧對中式電液伺服閥原理及工程應(yīng)用；(b)壓力-流量式電液伺服閥原理及工程應(yīng)用；(e)電液壓力伺服閥原理及工程應(yīng)用。三

10、、三級項目本課程設(shè)有一個三級項目，該項目將與液壓傳動系統(tǒng)、液壓元件課程設(shè)計相結(jié)合，最終構(gòu)成二級項目。三級項目將從以下 4個方面6個課題展開，并在第 6章課程開始時下發(fā)，也可由學(xué)生根據(jù)興趣自行選題。1 .動力元件特性分析課題一、D665型先導(dǎo)式大流量電液伺服比例閥動態(tài)響應(yīng)仿真分析本課題研究內(nèi)容如下：1） D665型先導(dǎo)式大流量電液伺服比例閥功率級滑閥受力分析計算；2）建立D665型先導(dǎo)式大流量電液伺服比例閥的數(shù)學(xué)模型；3）采用AMESim軟件建立D665型先導(dǎo)式大流量電液伺服比例閥仿真模型；4）得出該閥的時間響應(yīng)曲線和頻率響應(yīng)曲線，得出閥的頻寬。2 .電液位置伺服控制系統(tǒng)分析課題二、2MN快鍛油

11、壓機主動作動態(tài)特性仿真分析本課題研究內(nèi)容如下：1） 2MN快鍛油壓機主動作系統(tǒng)計算及原理設(shè)計；2） 2MN快鍛油壓機主動作系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；3）采用AMESim軟件建立2MN快鍛油壓機主動作系統(tǒng)仿真模型；4）得出主動作系統(tǒng)的時間響應(yīng)曲線和頻率響應(yīng)曲線，得出系統(tǒng)的頻寬。5）總結(jié)影響閥控缸系統(tǒng)頻率特性的參數(shù)，并總結(jié)規(guī)律。課題三、2T/5T m鍛造操作機大車行走控制系統(tǒng)仿真分析（閥控馬達控制）本課題研究內(nèi)容如下：3） 2T/5T m鍛造操作機大車行走控制系統(tǒng)計算及原理設(shè)計；4） 2T/5T - m鍛造操作機大車行走控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；3）采用AMESim軟件建立2T/5T m鍛造操作機大車行走控制系統(tǒng)仿

12、真模型；4）得出大車行走控制系統(tǒng)的時間響應(yīng)曲線和頻率響應(yīng)曲線，得出系統(tǒng)的頻寬。5）總結(jié)影響閥控馬達系統(tǒng)頻率特性的參數(shù)，并總結(jié)規(guī)律。3 .電液伺服速度控制系統(tǒng)分析課題四、液壓飛剪速度伺服控制系統(tǒng)仿真分析本課題研究內(nèi)容如下：1）液壓飛剪速度伺服控制系統(tǒng)計算及原理設(shè)計；2）液壓飛剪速度伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；3）采用AMESim軟件建立液壓飛剪速度伺服控制系統(tǒng)仿真模型；4）得出液壓飛剪速度伺服控制系統(tǒng)的時間響應(yīng)曲線和頻率響應(yīng)曲線，得出系統(tǒng)頻寬。5）總結(jié)影響閥控馬達系統(tǒng)頻率特性的參數(shù)，并總結(jié)規(guī)律。4 .電液伺服力控制系統(tǒng)分析課題五、1450冷連軋機軋制力伺服控制系統(tǒng)仿真分析本課題研究內(nèi)容如下：1）伺服缸等系統(tǒng)元件參數(shù)設(shè)計、電液伺服閥、伺服放大器選型；2）建立閥控缸力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；3）采用MATLAB及SIMLINK 軟件仿真模型；4）分