第九章课后习题答案常同立液压控制系统（上册）

9-1题

参考答案

液压控制系统方案设计参照第256至261页。

在明确设计任务的基础上，参照图9-5的指引，依次完成各个选项，并将其用液压原理图表达出来。

理论上，液压控制系统方案设计优先于结构设计，但是完全忽略结构设计的方案设计是脱离现实的，在方案实施或落地时可能遇到难以处理的问题。

9-2题

参考答案

液压控制系统设计一般流程参见书第253页。

液压控制设计是生动的和丰富的，不是僵化的和教条的。需要依据设计任务具体问题具体分析，而不是依据某种流程。

9-3题

参考答案

典型负载包括：

（1）干摩擦负载

（2）黏性负载

（3）惯性负载

（4）弹性负载

（5）位能负载

研究典型负载模型的意义：实际负载往往很复杂，利用典型负载的组合可以方便建立负载模型，按实际负载匹配模型参数，对其进行定量模拟。

9-4题

参考答案

当系统采用间接方式驱动负载，且负载系统较为复杂时，工程上通常采用负载折算方法，将各种间接驱动情况折算为直接驱动模型。在折算得到的直接驱动模型上，进行控制系统设计。

具体参见书第263至264页9.3.2负载折算。

9-5 阀控系统参数有几种确定方法，它们的关系如何？

参考答案

阀控系统稳态设计主要参数包括供油压力、液压执行元件主要规格参数、液压控制阀主要规格参数、负载流量与负载压力等。

下面以四通阀控对称液压缸液压动力元件为例，一般可以按照经验公式法、负载匹配法、固有频率法三个方法确定液压执行元件的规格参数。

经验公式法是从液压控制系统设计经验归纳出的设计方法。

负载匹配法是依据效率优先的方法。

固有频率法则是从系统动态特性要求提出的方法。

通常采用经验公式法或负载匹配法初步计算液压动力元件规格参数，然后采用固有频率法检验其是否满足控制系统动态特性要求。

当确定液压执行元件的规格参数后，可以计算负载流量与负载压力参数，进一步确定液压控制阀的规格参数。

9-6题

参考答案

9-7题

参考答案

依据控制系统的精度要求进行反馈传感器的选型。液压反馈系统传感器主要用于检测位移、转角、速度、角速度、加速度、角加速度、力、力矩、压力等物理量。

传感器选用的基本原则是传感器本身的精度和分辨率等要满足整个控制系统的精度要求。在控制系统中传感器的检测范围内，传感器的输入输出都是固定的单值对应关系。

传感器误差在控制回路之外，不受环路增益影响，传感器误差直接反映到系统的输出端，从而直接影响系统的精度。显然，控制系统的精度不会超过反馈测量系统的精度。在高精度控制系统中，尤其要注意反馈传感器的选型。

除了精度外，液压控制系统的反馈传感器还要求具备如下特性：

（1）线性好；

（2）分辨率高，滞环小；

（3）时间漂移和温度漂移小；

（4）响应频率高。通常，传感器动态响应频率至少是控制系统中最慢环节的3倍，最好超过10倍。

反馈传感器安装应该牢固可靠，联接环节应有足够刚度。避免产生低固有频率的质量―阻尼―弹簧系统，降低了实际被控对象与反馈传感器系统的响应频率。

参见书第274页

9-8题

参考答案

电液伺服阀或直驱阀的输入控制电信号都需要具有一定电压和一定电流，也即具有一定功率，因而电液伺服系统中需要电子伺服放大器。

控制系统对电子伺服放大器的基本要求具有合适的放大能力；输入―输出特性是线性的，且性能稳定。

除此之外，电子伺服放大器选型应考虑如下几个方面。

（1）放大器要带有限流功能，避免烧毁电液伺服阀；

（2）电子信号放大器应具备零位调节功能；

（3）电子伺服放大器通频带应是控制系统通频带的5倍以上；

（4）电子伺服放大器的输入输出接口电气参数与所设计反馈控制系统一致，放大器增益满足要求，且大范围可调；

（5）依据电液伺服阀的控制信号，选择电子伺服放大器末级反馈型式；

（6）能够提供颤振信号，通常频率可调范围100~400Hz；

（7）电子伺服放大器输出端不要有过大的旁路电容或泄漏电容。

参见书第274至275页

9-9题

参考答案

定量恒压液压源、低能耗定量恒压液压源、卸荷型恒压液压源、低波动卸荷型恒压液压源和变量恒压液压源等。

大功率液压控制系统经常采用变量恒压液压源。

参见书第276至279页

9-10题

参考答案

有必要使用污染度检测仪进行检查，液压控制系统工作液污染情况检查不能采用目测法。人类的视力只能看到大于40μm的污物颗粒，如图9.18所示。如果用目测法能看到液压油中有污物时，工作液已经严重污染，造成液压控制系统故障了。

目前，使用广泛的检测液压系统工作液污染程度的方法有电子粒子计数器法和光学粒子计算法。

参见书第280至282页

9-11题

参考答案

为了保障控制系统性能，液压控制系统对工作环境温度和工作液温度有要求。

除了温度大范围变化会对液压控制系统性能有较大影响外，工作液温度过高或过低往往造成如下危害：

（1）工作液温度长期过高，会加速工作液氧化变质；

（2）导致润滑性降低，摩擦阻力增大，磨损加剧；

（3）密封件弹性降低，密封性降低，泄漏风险增大。

工作液温度过低时，工作液参数变化，造成控制系统性能改变；密封件弹性变硬，密封性降低，泄漏可能性增大。

参见书第283页