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1簡介

電液伺服系統(tǒng)通過使用電液伺服閥，將小功率的電信號轉換為大功率的液壓動力，從而實現(xiàn)了一些重型機械設備的伺服控制。

2原理

圖所示為一個對管道流量進行連續(xù)控制的電液伺服系統(tǒng)。在大口徑流體管道1中，閥板2的轉角θ變化會產(chǎn)生節(jié)流作用而起到調(diào)節(jié)流量qT的作用。閥板轉動由液壓缸帶動齒輪、齒條來實現(xiàn)。這個系統(tǒng)的輸入量是電位器5的給定值xi。對應給定值xi，有一定的電壓輸給放大器7，放大器將電壓信號轉換為電流信號加到伺服閥的電磁線圈上，使閥芯相應地產(chǎn)生一定的開口量xv。閥開口xv使液壓油進入液壓缸上腔，推動液壓缸向下移動。液壓缸下腔的油液則經(jīng)伺服閥流回油箱。液壓缸的向下移動，使齒輪、齒條帶動閥板產(chǎn)生偏轉。同時，液壓缸活塞桿也帶動電位器6的觸點下移xp。當xp所對應的電壓與xi所對應的電壓相等時，兩電壓之差為零。這時，放大器的輸出電流亦為零，伺服閥關閉，液壓缸帶動的閥板停在相應的qT位置。 [1] 

3控制系統(tǒng)

液壓傳動中具有隨動作用的液壓自動控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，大功率的液壓元件（包括液壓伺服閥和液壓執(zhí)行元件） 跟隨小功率的指令信號元件動作。執(zhí)行元件所控制的通常是位置、速度等機械量。指令信號元件又稱參考信號元件，它發(fā)出代表位置、速度或其他量的指令信號。大功率與小功率之比可以達幾百萬倍以上。液壓伺服系統(tǒng)是反饋控制系統(tǒng)，反饋回來代表實際狀態(tài)的信號與指令信號比較，得到誤差信號，如果誤差不是零，便進行調(diào)節(jié)。例如在高射炮自動瞄準系統(tǒng)中，雷達跟蹤飛機，并將信號送給指揮儀，指揮儀計算出高射炮管應處的位置，炮管的實際位置與指揮儀算出的指令位置在系統(tǒng)中不斷進行比較和調(diào)節(jié)，直到誤差小于許可值時才射擊。液壓伺服系統(tǒng)通常應包括：實際狀態(tài)的測量反饋元件；小功率指令信號的傳遞元件和大功率液壓執(zhí)行元件；期望狀態(tài)和反饋狀態(tài)的比較元件；差值信號的放大元件。液壓伺服系統(tǒng)分為機械液壓伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。它們的指令信號分別為機械信號、電信號和氣壓信號。電液伺服系統(tǒng)因電氣控制靈活而得到廣泛的應用；氣液伺服系統(tǒng)用于防爆的環(huán)境或容易獲得氣壓信號的場合。液壓伺服系統(tǒng)應具有必要的性能：工作穩(wěn)定；對指令信號反應快；穩(wěn)態(tài)誤差?。粚Ω蓴_不敏感。液壓伺服系統(tǒng)是自動控制系統(tǒng)中應用廣泛的一種。在精密加工的定位系統(tǒng)中，液壓伺服系統(tǒng)能保證小于0.1微米的加工誤差。世界上許多巨大天文望遠鏡的動作，都是用星光作為伺服系統(tǒng)的指令信號，通過液壓伺服系統(tǒng)和執(zhí)行元件進行跟蹤的。 

4系統(tǒng)組成

液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動力機構和反饋機構組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)﹐分為機械液壓伺服系統(tǒng)和電氣液壓伺服系統(tǒng)（簡稱電液伺服系統(tǒng)）兩類。其中﹐機械液壓伺服系統(tǒng)應用較早﹐主要用於飛機的舵面控制和機床仿型裝置上。隨著電液伺服閥的出現(xiàn)﹐電液伺服系統(tǒng)在自動化領域占有重要位置。很多大功率快速響應的位置控制和力控制都應用電液伺服系統(tǒng)﹐如飛機﹑導彈的舵機控制系統(tǒng)﹐船舶的舵機系統(tǒng)﹐雷達﹑大炮的隨動系統(tǒng)﹐軋鋼機械的液壓壓下系統(tǒng)﹐機械手控制和各種科學試驗裝置（飛行模擬轉臺﹑振動試驗臺）等。

5優(yōu)缺點

液壓伺服系統(tǒng)是從1950年開始出現(xiàn)的，幾十年來獲得了很大的發(fā)展，目前在各種技術領域里幾乎都廣泛的使用了液壓控制。

優(yōu)點：

（1）液壓執(zhí)行機構的動作快，換向迅速。就流量——速度的傳遞函數(shù)而言，基本上是一個固有頻率很大的振蕩環(huán)節(jié)，而且隨著流量的加大和參數(shù)的佳匹配可以使固有頻率增大到和電液伺服閥的固有頻率相比。電液伺服閥的固有頻率一般在100HZ以上，因而液壓執(zhí)行機構的頻率響應是很快的，而且易于高速啟動、制動和換向。與機電系統(tǒng)執(zhí)行機構相比，固有頻率通常較高。

（2）液壓執(zhí)行機構的體積和重量遠小于相同功率的機電執(zhí)行機構的體積和重量。因為隨著功率的增加液壓執(zhí)行機構（如閥、液壓缸或馬達）的體積和重量的增加遠比機電執(zhí)行機構增加的慢，這是因為前者主要靠增大液體流量和壓力來增加功率，雖然動力機構的體積和重量也會因此增加一些，但卻可以采用高強度和輕金屬材料來減少體積和重量。

（3）液壓執(zhí)行機構傳動平穩(wěn)、抗*力強，特別是低速性能好，而機電系統(tǒng)的傳遞平穩(wěn)性較差，而且易受到電磁波等各種外干擾的影響。

（4）液壓執(zhí)行機構的調(diào)速范圍廣，功率增益高。

缺點：

（1）液壓信號傳遞速度慢不易進行校正，而電信號則是按光速來傳遞信息，而且易于綜合和校正。但是電液伺服系統(tǒng)由于在功率級以前采用了電信號，因而不存在這一缺點，而且在某種意義講這種系統(tǒng)具備了電、液兩類伺服的優(yōu)點。

（2）液壓伺服系統(tǒng)的結構復雜、加工精度高，因而成本高。

（3）液體的體積彈性模數(shù)隨溫度和混入油中的空氣含量而變。當溫度變化時對系統(tǒng)性能有顯著影響。與此相反，溫度對氣體的體積彈性模數(shù)影響很小，因此對氣動控制系統(tǒng)的工作性能影響不大。溫度對液體的粘度影響很大，低溫時摩擦損失增大；高溫時泄漏增加，并容易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。

（4）漏油是液壓系統(tǒng)的弱點，它不僅污染環(huán)境，而且容易引發(fā)火災。液壓油易受污染，并可造成執(zhí)行機構堵塞。