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第一章比例技术概述1

1.1 比例技术含义1

1.2 技术发展概况2

1.3 电液比例控制的技术特征4

1.3.1 性能特点4

1.3.2 原理特点5

1.3.3 结构特点5

1.4.1 比例控制系统的构成与分类6

1.4 比例控制系统的构成分类及特点6

1.4.2 比例控制系统的基本特点9

第二章压力与流量13

2.1 压力13

2.1.1 压力区的划分13

2.1.2 压力基本公式13

2.1.3 有效体积弹性模量14

2.1.4 压力区动态特性实验举例16

2.1.5 ISO有关压力飞升速率分级的规定18

2.2.2 流量的基本公式19

2.2 流量19

2.2.1 液压量与电量的类比19

2.3 压力与流量的基本控制方式22

2.3.1 控制量与干扰量22

2.3.2 节流(恒排量)控制与流量(恒流量)控制22

2.3.3 开关控制与比例控制23

2.3.4 阀控与泵控25

第三章液压阀上的作用力26

3.1 液动力26

3.2 摩擦力与液压卡紧力27

3.3 液压力29

3.4 弹簧力29

第四章比例控制放大器与检测反馈系统30

4.1 比例控制放大器概述30

4.1.1 典型构成30

4.1.2 分类30

1)模拟量输入接口32

4.2.2 输入接口单元32

4.2 比例控制放大器主要电路的构成、原理及功能32

4.2.1 电源电路32

2)数字量输入接口34

3)遥控接口34

4.2.3 信号处理电路34

1)斜坡信号发生2934

2)阶跃函数发生器35

3)双路平衡电路35

4.2.4 调节器36

4)初始电流设定电路36

1)P调节器37

2)I调节器37

3)PI调节器38

4)D调节器38

5)PD调节器39

6)PID调节器39

4.2.6 测量放大电路42

4.2.7 功率放大级42

4.2.5 颤振信号发生器42

1)模拟式功率放大级44

2)开关式功率放大级44

3)快速型功率放大级47

4.3 国内外几种典型比例控制放大器简介48

4.3.1 国内外比例控制放大器发展概况48

4.3.2 几种常用比例控制放大器简介49

4.3.3 专用比例控制放大器53

4.4.3 输入信号55

4.4.4 接线与安装55

4.4.1 电源55

4.4.2 规格及连接插座55

4.4 比例控制放大器的使用55

4.4.5 调整56

4.4.6 检查正确运行情况57

4.5 检测反馈系统57

4.5.1 基本结构57

4.5.2 常用传感器件简介57

1)位移(转角)传感器件57

2)速度传感器件60

3)压力传感器件61

4)流量传感器件63

4.5.3 检测反馈电路67

1)测量放大电路67

2)匹配放大器69

4.5.4 比例阀内部常见的检测反馈形式69

4.5.5 检测反馈系统的选择70

5.1 比例电磁铁结构、工作原理及分类71

5.1.1 典型结构和工作原理71

第五章比例电磁铁71

5.1.2 比例电磁铁的分类73

5.1.3 国内外比例电磁铁的发展概况73

5.2 比例电磁铁的控制特性77

5.2.1 稳态控制特性77

1)不带位移反馈型77

2)带位移反馈型77

5.2.2 动态控制特性77

1)线圈电流动态特性77

2)输出力动态特性78

5.2.3 动态控制特性的改善81

3)位移动态特性81

5.2.4 比例电磁铁的性能测试83

5.3 耐高压双向极化式比例电磁铁85

5.4 比例电磁铁的运行与调整85

5.4.1 比例电磁铁的运行85

5.4.2 比例电磁铁的调整86

5.5 旋转电磁铁87

6.1.2 液桥的基本功能89

6.1.3 液压半桥89

第六章先导控制掖压桥路89

6.1.1 液桥与电桥的类比89

6.1 概述89

6.2 基本液压半桥90

6.2.1 半桥的基本类型90

6.2.2 半桥构成的基本原则90

6.2.3 液桥构成分析实例92

6.3.1 三种基本半桥的特性曲线93

6.3 典型的无因次特性93

6.2.4 对先导控制液桥的要求93

6.3.2 压力增益和流量增益95

6.4 滑阀式先导级96

6.4.1 阀口特性曲线96

6.4.2 滑阀式先导液桥特性曲线的修正98

6.5 锥阀式先导级99

6.6 先导液桥中的液阻100

6.6.1 固定液阻的工作点100

6.6.2 动态阻尼100

6.6.3 动压反馈101

6.7 液压半桥实例102

6.7.1 A型半桥102

6.7.2 B型半桥103

6.7.3 C型半桥104

7.2 溢流阀的功能与特性105

7.2.1 基本功能105

7.2.2 直接控制式溢流阀105

7.1 压力阀的分类105

第七章比例压力阀105

7.2.3 先导式溢流阀110

7.3 先导式比例减压阀118

7.3.1 二通型减压阀118

7.3.2 三通型减压阀123

7.4 直接作用式比例减压阀125

7.4.1 三通滑阀型比例减压阀126

7.4.2 三通插装型比例减压阀127

7.4.3 手动先导阀128

第八章电液比例流量控制阀129

8.1 节流控制的基本原理及分类129

8.1.1 基本原理129

8.1.2 分类129

8.2 电液比例节流阀130

8.2.1 单级比例节流阀130

1)普通型单级比例节流阀130

2)位置——电反馈型单级比例节流阀131

8.2.2 先导式比例节流阀132

1)位移——力反馈型先导式比例节流阀132

2)三级控制型大流量比例节流阀134

8.3.3 比例节流阀的基本特性分析137

1)阀口形状对稳态控制特性曲线的影响137

2)阀口形状对输出流量的影响137

3)位移——电反馈型先导控制式比例节流阀137

3)抗负载干扰能力的评价138

8.3.4 比例节流阀的选用原则139

2)阀的功率域139

1)最低工作压差选择139

5)频率响应特性139

4)输入信号阶跃响应特性139

3)如何选择比例节流阀的公称流量140

4)比例节流阀的应用特点140

8.3 电液比例流量阀141

8.3.1 二通型电液比例流量阀141

1)传统减压节流型比例流量阀141

2)流量——力反馈二通型比例流量阀142

3)流量——电反馈二通比例流量阀147

8.3.2 三通型电液比例流量阀149

1)定差溢流型三通比例流量阀150

2)流量——力反馈型三通比例流量阀151

3)电反馈型三通比例流量阀154

4)电液比例压力流量复合阀155

8.3.3 力反馈型比例流量(节流)阀的设计158

1)单控制边先导级158

2)反馈弹簧估算160

2)比例流量阀的调节区间161

1)阀的最大输出流量161

8.3.4 比例流量阀的基本特性161

3)二通插装式主阀的特点161

3)时域特性162

4)频域特性162

8.3.5 电液比例流量阀的选用163

第九章电液比例方向阀165

9.1 电液比例方向阀的特点与分类165

9.1.1 电液比例方向阀的特点165

9.1.2 电液比例方向阀的分类165

9.2.2 位移——电反馈直控式比例方向节流阀166

9.2.1 普通型直控式比例方向节流阀166

9.2 直接控制式比例方向节流阀166

9.3 先导式电液比例方向节流阀168

9.3.1 先导压力控制型二级比例方向节流阀169

9.3.2 级间位置反馈型比例方向节流阀170

9.3.3 位移——力反馈型比例方向节流阀171

9.3.4 位移——电反馈型比例方向节流阀172

9.4.2 滑阀机能及中间过渡形式177

9.4.4 各种阀芯型式的基本用法示例177

9.4.3 非对称型节流阀口177

9.4.1 控制阀口设计177

9.4 比例方向节流阀的设计与应用177

9.4.5 无泄漏的比例方向阀系统179

9.4.6 比例方向阀的T—Q特性180

9.4.7 用I—Q特性曲线选用比例方向阀181

9.5 电液比例方向流量阀183

9.5.1 定差减压型电液比例方向流量阀184

9.5.2 定差溢流型电液比例方向流量阀189

9.5.3 带位移——流量——压力反馈节流口的负载补偿型比例方向流量阀189

9.6.1 二通插装式比例方向阀192

9.5.4 流量反馈型电液比例方向流量阀192

9.6 插装式电液比例方向阀192

9.6.2 三通插装式比例方向阀193

第十章比例控制液压泵195

10.1 变量泵的基本原理195

10.1.1 容积式泵工作原理195

10.1.2 变量调节原理195

10.1.3 基本类型196

10.1.4 电液比例控制液压泵196

10.2.1 位移直接反馈式排量调节197

10.2 比例控制排量调节泵197

10.2.2 位移——力反馈式排量调节198

10.3 比例控制压力调节泵199

10.3.1 基本功能199

10.3.2 压力调节泵的主要用途200

10.3.3 基本类型200

10.3.4 应用实例201

10.4 比例控制流量调节泵204

10.3.5 应用实例之二(失效例)204

10.4.2 基本类型205

1)传统压差控制型205

10.4.1 基本功能205

2)内含流量传感器检测反馈型206

3)电反馈型206

4)泄漏电反馈补偿型206

10.5 功率调节泵207

10.5.1 带压力和位置反馈的恒功率调节207

10.5.3 双泵总功率控制208

10.5.2 现场可调的恒功率泵(ATVOLR)208

10.5.4 速度敏感控制210

10.6 复合控制变量泵212

10.6.1 压力、流量(或排量)的复合控制212

1)传统方式的压力流量复合控制212

2)内含流量传感器的压力流量复合控制212

3)压力流量复合控制变量泵的特性测试213

2)恒功率与恒压恒流的复合控制214

1)恒功率与恒流、限压功能组成的变量控制214

10.6.2 多功能复合控制变量泵214

3)电反馈多功能复合比例控制217

10.7 变量泵的若干要点217

第十一章二次调节系统218

11.1 引言218

11.1.1 闭式容积传动系统218

11.1.2 功率适应系统(负荷传感系统)219

11.1.3 定压网络液压马达系统219

11.3 系统分类与分析220

11.2 定压网络液压马达调节系统原理、特点及应用220

11.4 二次调节系统的应用224

第十二章电液比例元件的测试226

12.1 电液比例元件测试系统的组成226

12.2 电液比例元件的试验系统简介227

12.2.1 试验条件228

12.2.2 测试装置的液压回路232

12.3 电液比例元件的主要性能指标及试验方法238

12.3.1 稳态控制特性239

12.3.2 稳态负载特性243

12.3.3 阶跃响应特性244

12.3.4 频域响应特性245

12.4 计算机辅助测试技术248

12.4.1 液压计算机辅助测试技术的特点248

12.4.2 计算机辅助测试系统简介249

12.4.3 “SDTH”计算机辅助测试系统的应用250

12.5 环境与寿命试验252

12.5.1 环境试验252

12.5.2 寿命试验253

第十三章电液比例控制系统及其设计计算264

13.1 电液比例控制系统应用实例的基本类型及应用计算264

13.1.1 电液比例压力控制系统264

13.1.2 电液比例速度控制系统267

13.1.3 电液比例方向流量控制系统268

13.1.4 电液比例位置控制系统270

13.2 电液比例控制系统的设计计算275

13.2.1 液压缸面积及系统液压的估算275

13.2.2 按系统工作过程的要求核算液压缸面积及压力276

13.2.3 比例阀的选用277

13.2.4 考虑液压缸面积比和阀口面积比时，比例方向阀阀口压差的计算279

13.2.5 系统固有频率的校核283

第十四章比例元件及系统特性的计算机仿真285

14.1 概述285

14.1.1 仿真的基本概念285

14.1.2 仿真的分类285

14.2 模拟仿真286

14.2.1 模拟计算机的基本运算部件286

14.1.3 仿真技术在开发比例控制技术中的应用286

14.2.2 典型环节常用时间函数及非线性特性的模拟仿真287

14.2.3 系统的模拟仿真287

14.3 数字仿真291

14.3.1 数字仿真技术的概念291

14.3.2 数值计算方法291

14.3.3 常用数字仿真专用软件简介294

(第八章)附录302

思考题与习题308

参考文献311