数控液压伺服系统设计与应用

       为提高液压系统控制精度，采用数控液压伺服控制取代传统的电液伺服控制。介绍数控液压伺服系统的组成，重点介绍数控液压伺服阀的结构和工作原理，并介绍该系统的应用领域。该系统采用PLC控制步进电机，不仅能够满足数控液压系统的快速性和可靠性要求，而且大大降低成本。

       国内在液压精密控制领域，采用传统的电液伺服控制系统，但是其结构复杂、传动环节多、不能由电脉冲信号直接控制。对于近现代液压伺服控制需考虑：(1)环境和任务复杂，普遍存在较大程度的参数变化和外负载干扰；(2)非线性的影响，特别是阀控动力机构流量非线性的影响；(3)有高的频宽要求及静动态精度的要求，须优化系统的性能；(4)微机控制与数字化及离散化带来的问题；(5)如何通过“软件伺服”达到简化系统及部件的结构。

       发达国家已应用数字控制，即数控液压伺服系统来取代电液伺服控制系统。作者经几年的努力，设计并研制成功自己的数控液压伺服系统，超越传统的电液伺服控制系统，大大提高控制精度。现对该系统作简要介绍。

1 数控液压伺服系统的组成

       系统由数控装置、数控伺服阀、数控液压缸或液马达、液压泵站4大部分组成。系统框图如图1所示。

       数控装置包括控制器，驱动器和步进电机。之所以采用步进电机，是由于计算机技术的飞速发展，使步进电机的性能在快速性和可靠性方面能够满足数控液压系统的要求，而其价格低廉，又由于数控液压系统结构的改进，所需电机功率较小，不需采用宽调速伺服电机等大功率伺服电机系统，大大降低成本。

       液压缸、液马达和液压泵站是液压行业的老产品，只要按数控液压伺服系统的要求选取精度较高的即可应用。

       伺服控制元件是液压伺服系统中最重要、最基本的组成部分，它起着信号转换、功率放大及反馈等控制作用心，所以整个数控液压伺服系统的关键部件就是数控伺服阀，它将电脉冲控制的步进电机的角位移精确地转换为液压缸的直线位移(或液马达的角位移)，即只要有了合格的数控伺服阀，就能获得不同的数控液压伺服系统。

2 数控液压伺服阀的结构和工作原理

       数控液压伺服阀的结构如图2，数控液压缸的结构如图3。

       2．1 数控液压伺服阀和液压缸匹配工作原理