普渡大学：比例与伺服阀课件

比例阀，其通过输入信号，经过电气与机械的转换(比例电磁铁)，实现机械至液压的转化，既推动液压阀芯工作，实现对执行器的压力/流量控制。

在一个简化的速度回路上，左边就是普通的电磁阀+一个出口节流阀回路，而右边则是比例阀控制回路，实现双向的流量/速度控制。

电气-机械执行器，用于比例阀和伺服阀，包括比例电磁铁、音圈、力矩马达和力马达，它们所具有的功率、磁通量、线性度、频宽等。这基本决定了比例阀/伺服阀的重要性能。

比例阀，直动式包括开环和闭环(一般阀芯带LVDT)

先导式比例阀，先导部分采用减压阀和溢流阀的，如左图;主阀芯内部位置控制采用机械反馈的，也有采用电气位置反馈的，如右图。

伺服阀，包括单级和两级电液伺服阀(注：当然还有更多)。电气部分力矩马达，先导级是喷嘴挡板或射流管，通过其控制主级阀芯运动。

喷嘴挡板模型。挡板的移动，既y的位置发生变化，经过喷嘴降压之后，导致P1和P2的压力不一致，进而推动主级阀芯动作。

射流管部分，通过偏转射流管，导致P1和P2的压力变化，进而通过其压差控制主阀芯。

机械反馈伺服阀，MOOG称之为MFB。

伺服阀带电气位置反馈，通常称之为EFB。

单级伺服阀，力马达驱动的。

压力-流量特性曲线。

压力-流量曲线的测量回路。

流量增益的测量回路。

压力增益的测量回路。

应用伺服阀，最重要的就是读懂伯德图。查看-3db对应的频率以及-90°相位对应的频率，取它们的小值，就是该阀在某个给定信号之下具有的频宽。油缸固有频率一般是系统所需频率的2~3倍，而伺服阀则是油缸频率的3~4倍。如何选择和计算，可以看早前的文章：实例说明如何计算和选择比例/伺服阀

线性化的处理。

阀控缸的模型。教材上大多都是对对称缸进行分析，包括计算其内部工作压力和速度变化等，可以参考之前的文章：阀控缸系统，油缸两腔压力和速度如何随着负载变化的和伺服运动控制时油缸中的压力是如何变化的