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        伺服閥各項特性對系統性能有哪些影響

        2020-12-07 21:05:18

        流量增益:表示負載壓降一定時,閥單位輸入位移所引起的負載流量變化的大小。是流量特性曲線在某點處的斜率。流量增益直接影響系統的開環增益,因而對系統的穩定性、響應特性、穩態誤差有直接影響。

        壓力增益:負載流量為0時,閥單位輸入位移所引起的負載壓力變化的大小。壓力增益表示閥控系統啟動大慣量或者大摩擦力負載的能力?;蛘哒f,閥的壓力增益越大,閥控系統的分辨率會相對越好。當然,閥控系統的分辨率主要還是負載的特性決定。比如閥控缸系統,油缸的圓柱度、粗糙度會很大程度影響閥控缸的分辨率和滯環特性。

        流量-壓力系數:是流量增益和壓力增益的比值,前面加﹣號。流量壓力系數表示閥開度一定時,負載壓降變化所引起的負載流量變化大小。流量壓力系數越小,閥抵抗負載變化的能力越大,即閥的剛度越大。從公式上看,流量壓力系數也影響閥控系統的阻尼系數,當系統振動加劇時,負載壓力的增大使閥輸給系統的流量減小,這有助于抑制系統的振動。伺服閥大部分工作于閉環系統,對于位移、力、壓力控制,伺服閥工作于零位附近。此時流量增益最 大(流量無飽和)、壓力增益最 大,系統開環增益也最 大;由于壓力增益大,此時的流量-壓力系數最小,閥控系統的相對阻尼比也最小,系統不易穩定。零位(原點)是系統極為重要的一點。 

        分辨率:主要是由于庫倫力和滑閥副摩擦力導致。與滑閥的加工質量有很大關系,比如閥芯閥套圓柱度,配合間隙等;也與先導級的壓力增益和油溫有關。先導級的壓力增益越大,啟動負載的能力越強;油溫越高,黏度越小,庫侖力和阻尼系數越小。

        滯環:嚴格來說,分辨率是滯環的一部分。影響分辨率的因素也會影響滯環。由于分辨率主要受滑閥副的影響,并且對控制精度影響相對較大,故對分辨率單獨要求。除了影響分辨率的那些因素外,導致滯環的原因還包括機械游隙:比如閥套松動,裝配螺釘松動;磁性材料的磁滯:比如磁疇的轉動和摩擦等;閥芯運動的阻尼:受油溫、壓力-流量系數以及遮蓋的影響。分辨率是滯環的一部分,因此分辨率總是小于滯環。對于流量伺服閥,其本質是一個位置控制系統,因此控制精度與閥的環路增益有關,提高環路增益,分辨率和滯環都會得到改善。由于EFB閥增益可以做得比MFB高很多,因此EFB閥的分辨率和滯環都比MFB的閥小。

        頻響:一般定義為輸出衰減至-3DB,或者相位滯后90°時的動態。伺服閥的頻響直接決定系統的頻響,當伺服閥的輸出衰減至-3DB時,要求此時的流量仍然能滿足系統動態要求。建立系統傳遞函數時:伺服閥的頻寬與系統液壓固有頻率相近時,可看成二階震蕩環節;當為系統固有頻率3~5倍時,可以看成一階慣性環節;當為系統固有頻率的5~10倍時,可看成比例環節。伺服閥的頻寬也并非越大越好,當伺服閥的頻寬太大時,負載來不及響應,會導致控制不穩定。

        內泄:零位泄漏流量對新閥可作為滑閥制造質量的指標,對舊閥可反映滑閥的磨損情況。在零位時,滑閥四條節流邊P→A/P→B/A→T/B→T相對遮蓋量最小,因此泄漏最 大。尖峰越高,滑閥泄漏越大。尖峰越陡,節流邊銳邊越好。隨著滑閥的磨損,零位的尖峰會逐漸變得圓滑,峰值也會逐漸增大。在零遮蓋伺服閥內泄曲線中,如果是正遮蓋,則尖峰會顯著減??;如果是負遮蓋,則會出現兩個尖峰。伺服閥的內泄,主要是由于節流邊的磨損導致,徑向間隙變大是次要原因。

        遮蓋量:遮蓋量是指閥芯臺階相對于閥套窗口的遮蓋量,是伺服閥非常重要的指標。正遮蓋加工成本低,但有死區,在死區范圍內閥芯不受控,會導致閥芯在死區范圍內不斷調整,進而導致閥控系統在零位附近無規則抖動;零遮蓋,控制精度高,但加工成本也高。實際應用中,遮蓋量為±3%即算為零遮蓋,高要求的零遮蓋為±1.5%;負遮蓋,此時流量增益較大,閥在零位有較大輸出流量,負遮蓋在實際應用中不多見。


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