电液系统及控制考试题
一、简略设计应用电液比例阀控制的速度控制回路。画出原理图并加以说明。
该液压控制系统由控制计算机、比例放大器、电液比例方向阀、液压泵、液压缸、基座、负载、位移传感器和，数据采集卡组成，如图1所示。
图1 电液比例阀控制的速度控制回路
液压系统采用定量泵和溢流阀组成的定压供油单元， 用电液比例方向阀在液压缸的进油回路上组成进油节流调速回路，控制活赛的运行速度。位移传感器检测出液压缸活塞杆当前的位移值，经A/D 转换器转换为电压信号，将该电压信号与给定的预期位移电压信号比较得出偏差量，计算机控制系统根据偏差量计算得出控制电压值， 再通过比例放大器转换成相应的电流信号， 由其控制电液比例方向阀阀芯的运动，调节回路流量，从而通过离散的精确位移实现对负载速度的精确调节。
二、说明使用电液闭环控制系统的主要原因。
液压伺服系统体积小、重量轻，控制精度高、响应速度快，输出功率大，信号灵活处理，易于实现各种参量的反馈。另外，伺服系统液压元件的润滑性好、寿命长；调速范围宽、低速稳定性好。闭环误差信号控制则定位更加准确，精度更高。
三、在什么情况下电液伺服阀可以看成震荡环节、惯性环节、比例环节？
在大多数的电液私服系统中，伺服阀的动态响应往往高于动力元件的动态响应。为了简化系统的动态特性分析与设计，伺服阀的传递函数可以进一步简化，一般可以用二阶震荡环节表示。如果伺服阀二阶震荡环节的固有频率高于动力元件的固有频率，伺服阀传递函数还可以用一阶惯性环节表示，当伺服阀的固有频率远远大于动力元件的固有频率，伺服阀可以看成比例环节。
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四、在电液私服系统中为什么要增大电气部分的增益，减少液压部分的增益？
在电液伺服控制系统中，开环增益选得越大，则调整误差越小，系统抗干扰能力就越强。但系统增益超过临街回路增益，系统就会失稳。在保持系统稳定性的条件下，得到最大增益。从提高伺服系统位置精度和抗干扰刚度考虑，要求有较高的电气增益KP，因此，液压增益不必太高，只要达到所需要的数值就够了。同时，电气系统增益较液压增益也易于调节，同时成本低。
五、结合实际应用设计应用电液私服控制的位置控制系统。画原理图并加以说明。
例如：在本科毕业设计时对送料机械手移进机构电液伺服系统的设计。该系统是由电信号处理部分与液压的功率输出部分组成的控制系统，该电液伺服系统综合了电和液压两方面的特点，具有体积小、重量轻、控制精度高、相应速度快、信号处理灵活、输出功率大、调速范围宽等优点。压送料机械手移送机构液压系统采用一个伺服液压缸驱动，带动整个工作台沿轨道方向移动。
设计送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图如图2所示。
图2 送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图
1—液压缸；2、3—液控单向阀；4、13、18—电磁换向阀；5—电液伺服阀； 6、15—压力继电器；7、14—蓄能器；8—减压阀；10—单向阀；9、12、20—过滤器；
11—冷却器；16、17—调压阀；19—定量泵；21—液位器；22—温度计；
23—带点接点温度计；24—加热器；25—空气过滤器；
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该回路设计具有以下几个特点：
（1）伺服泵站由交流电机、轴向柱塞泵、溢流阀、单向阀、过滤器、蓄能器，压力继电器、压力表、加热器以及冷却回路等组成。泵站同时具备温度、液位等信号的监测、报警功能，自动化程度较高。液压系统的启动、停止、溢流阀的动作、报警、紧急情况处理等由计算机及PLC 协调控制，以保证向伺服系统提供压力稳定的一定流量的液压油。
（2）蓄能器一方面可以储存液压能，系统有多余压力油液时可以储入蓄能器，而当系统需要大流量时蓄能器再向系统放出压力油液；另一方面，可以减小系统的压力冲击。其中，蓄能器7使系统供油稳定，同时更重要的作用是提高伺服阀的相应速度；蓄能器14作为系统的辅助油源，同时起到降低和吸收系统振动和油压脉动的作用。同时蓄能器双截止阀设计也便于拆卸蓄能器。
（3）该液压回路中还应用液压锁，液压锁的作用是避免由于伺服阀零偏和零漂使得系统在未发出指令伺服阀口有微小打开，使得液压缸进行移动。设计中采用两位三通电磁换向阀对液压锁进行操控，安全可靠。
（4）压力继电器通过检测蓄能器压力，向泵出口的远程控制电磁溢流阀发出信号，以控制泵站是否继续向系统提供压力油。为了进一步减小压力脉动，吸收压力冲击，通常在伺服阀前设置惯性小，反应灵敏的蓄能器。
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电液标准系统及控制考试题及答案
