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伺服阀静动态性能指标对系统的影响
2019-3-15 09:37 中国泵阀第一网 作者:佚名 点击:1543
【中国泵阀第一网 技术综合】       电液伺服阀的各项静动态性能指标对用伺服阀的系统有些什么影响,这也是用户在选阀时很关心的问题。       伺服阀的静态特性曲线主要通过实验画出,这些曲线主要是流量特性曲线,压力特性曲线和内漏特性曲线.从流量特性曲线中我们可以算出伺服阀的线性度,对称性,滞环,零位区域

电液伺服阀的各项静动态性能指标对用伺服阀的系统有些什么影响,这也是用户在选阀时很关心的问题。

伺服阀的静态特性曲线主要通过实验画出,这些曲线主要是流量特性曲线,压力特性曲线和内漏特性曲线.从流量特性曲线中我们可以算出伺服阀的线性度,对称性,滞环,零位区域特性和分辨率。从压力特性曲线可获得压力增益,亦可以获得滞环。

线性度和对称性影响用伺服阀的系统的精度,对速度控制系统影响最大。速度控制系统要选线性度好的流量阀,此外选流量规格时,要适当大点避免阀流量的饱和段。线性度、对称性对位置控制,因为系统通常是闭环的,伺服阀工作在零位区域附近,只要系统增益调得合适,非线性度和对称性的影响可减到很小。所以一般伺服阀的线性度指标是<7.5%;对称度是为10%是比较宽容的。对位置控制精度影响较大的是伺服阀零位区域的特性,即重叠情况。一般总希望伺服阀功率级滑阀付是零开口的,如果有重叠、有死区,那么在位置控制系统中就会出现磁滞回环现象,这个回环很象齿轮传动中的游隙现象。伺服阀因为力矩马达中磁路剩磁影响,及阀芯阀套间的摩擦力其特性曲线有滞环现象。由磁路影响引起的滞环会随着输入信号减小,回环宽度将缩小,因此这种滞环在大多数伺服系统中都不会出现问题,而由摩擦引起的滞迟是一种游隙,它可能会引起伺服系统的不稳定。反馈有隙也会引起游隙。

一般伺服阀都是线性方窗口,如果多窗口不共面,就破坏了零位的线性,对高精度系统亦会有所影响。

所以精度要求比较高的系统选阀最好选分辨率好的,分辨率好意味着摩擦影响比较小,也即阀芯阀套间加工质量比较好和前置级压力、流量增益比较高,推动阀芯力比较大。此外液压系统用油比较干净,摩擦影响会大大减小。再一种弥补的方法是用颤振来改善伺服阀的分辨率,高频颤振幅值要正好能有效地消除伺服阀中的游隙(包括结构上的和摩擦引起的游隙),太大了会影响系统性能,会使其他液压件过度磨损或疲劳损坏。而且颤振频率要大大超过预计的信号频率和系统频率,并避免它正好是系统频率的某个整数倍。颤振信号的波形可以是正弦波、三角波也可以是方波。

对伺服阀压力增益的要求、因系统不同而不同。位置控制系统要求伺服阀的压力增益尽可能高点,那么系统的刚性就比较大,系统负载的变化对控制精度的影响就小。而力控制系统(或压力系统)则希望压力增益不要那么陡,要平坦点,线性好点,便于力控系统的调节。

伺服阀动态测试时,当改变输入信号的频率,输出信号也将出现幅值和相位的变化。频率响应特性就是频率响应的幅值和相位与谐波输入频率ω的关系特性,包括幅频特性和相频特性。

两个概念:幅值比和相位差

幅值比

在某一指定的频率值下输出流量与输入电流的振幅比A1,除以基准低频时输出流量与输入电流的振幅比Ao0,即为该指定频率时的幅值比A1/Ao。常以1~10Hz作为基准低频。幅值比A1/Ao是无因次量,通常取20lg(A1l/Ao)的值来衡量幅值比,201g(A1/Ao)的单位为dB。

频宽

频宽即A1/Ao=0.707,或20lg(A1/Ao0)=-3dB时的频率值。

一般规定A1由Ao下降3dB时的频率(即输出流量为基准频率时输出流量的70.7%)为系统的截止频率。它表示超出此频率后,输出就急剧衰减,跟不上输入。在此截止频率处,近似幅频伯德图与精确值最大误差约-3dB。

相位差

输入电流及输出流量作正弦变化时,输出与输入的相位差。即输出与输入之间不会完全同步,存在滞后现象。

相频宽

输出流量与输入电流的相位差为滞后90°时的频率值。

伺服阀的动态特性也是一个很重要的指标。在闭环系统中,为了达到较高控制精度,要求伺服阀的频宽至少是系统频宽的三倍以上。因为系统设计时,为了系统的稳定,系统的前置增益,这里较高的伺服阀频宽可以保证系统增益足够大,这样系统精度就可以较高,快速性和稳定性也可以得到保证。

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(来源:未知)

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