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在实际工程中,液压伺服系统得到了广泛的应用。其鲜明的特点,是其他伺服系统不能替代的。本文对液压伺服系统的特点,进行了比较详细的分析和概述。
液压伺服系统又名液压随动系统,也叫液压控制系统,它是液压技术领域中一个重要的分支。液压伺服系统以其优良的动态性能著称,尤其对于直线运动的控制对象,它的优势更加突出,因此被广泛的应用于航空、航天、武器控制、机械、冶金等部门。液压伺服系统同样由于存在一些缺点,在研制和使用过程中产生各种各样的问题,需要克服和解决。 功率——重量比大。在同样功率的控制系统中,液压系统体积小,重量轻。这是因为对机电元件,例如电动机来说,由于受到激磁性材料饱和作用的限制,单位重量的设备所能输出的功率比较小。液压系统可以通过提高系统的压力来提高输出功率,这时只受到机械强度和密封技术的限制。在典型的情况下,发电机和电动机的功率比仅为16.8W/N,而液压泵和液压马达的功率——重量比为168W/N,是机电元件的10倍。在航空、航天技术领域应用的液压马达是675W/N。直线运动的动力装置更加悬殊。 这个特点,在许多场合下,在采用液压伺服而不采用其他伺服系统的重要原因,也是直线运动系统控制系统中多用液压系统的重要原因。例如在航空、特别是导电、飞行器的控制中液压伺服系统得到了很广泛的应用。几乎所有的中远程导弹的控制系统都是采用液压控制系统。 力矩惯量比大。一般回转式液压马达的力矩惯量比是同容量电动机的10倍至20倍,一般液压马达为61x10Nm/Kgm2。力矩惯量比大,意味着液压系统能够产生大的加速度,也意味着时间常数小,响应速度快,具有优良的动态性能。因为液压马达或者电动机消耗的功率一部分来克服负载,另一部分消耗在加速液压马达或者电动机本身的转子。所以一个执行元件是否能够产生所希望的加速度,能否给负载以足够的实际功率,主要受到它的力矩惯量比的限制。这个特点也是许多场合下采用液压系统,而不是采用其他控制系统的重要原因。例如火箭炮武器的防真系统中,要求平台有极大的加速度,具有很高的响应频率,这个任务只有液压系统可以胜任。液压马达的调速范围宽。所谓调速范围宽是指马达的最大转速与最小平稳转速只比。液压伺服马达的调速范围一般在400左右,好的上千,通过良好的回路设计,闭环系统的调速范围更宽。这个指标也常常是采用液压伺服系统的主要原因。例如在跟踪导弹、卫星等飞行器的雷达、光学跟踪装置,在导弹起飞的的初始阶段,视场半径很小,要求很大的跟踪角速度,进入轨道后视场半径变小,要求跟踪的角速度很小,因此要求系统的整个跟踪范围很大。所以对于液压伺服系统有着良好的调速变化性能,也是其他控制系统无法比拟的优势。 |
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