液压系统建模与仿真
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第4章 液压动力机构

导言

本章主要介绍液压动力机构(包括四通阀控液压缸、四通阀控液压马达、三通阀控液压缸、泵控液压马达等,讨论动力机构的基本方程、传递函数频率特性及其主要性能分析。本章要求读者熟练掌握动力机构基本方程、系统Simulink模型图的绘制、传递函数的推导及其频率特性的分析;熟悉动力机构参数对性能参数的影响、负载折算及其负载最佳匹配、阀控系统的无干扰传递函数模型等。

由液压放大元件和执行元件组成直接控制负载的液压拖动装置,称为液压动力元件或液压动力结构。

拖动负载的执行元件有直线运动式的液压缸和旋转运动式的液压马达两种。摆动液压缸虽作周向运动,但它仅作有限角度(小于一周)的往复摆动,实质上和作直线运动的液压缸的动作相同。控制元件是液压控制阀或伺服变量泵。

根据动力机构所用控制元件的不同,分为泵控动力机构和阀控动力机构两种控制方式。

泵控动力机构又称容积控制机构,有泵控液压缸和泵控液压马达两种方式,是靠改变伺服变量泵的排量来控制输入到执行元件的流量,以改变执行元件的输出速度。在泵控系统中,工作压力取决于外负载。

阀控动力机构又称节流控制动力机构,有阀控液压缸和阀控液压马达两种方式,是靠伺服阀控制从液压源输入到执行元件的流量,来控制执行元件的输出速度。在阀控系统中,油源压力通常都是恒定的。

在液压伺服系统中,动力机构是动态元件。动力机构的动态特性,很大程度上决定着整个液压伺服系统的性能。本章的主要任务是结合MATLAB分析动力机构的静态特性,以及分析其动态特性、传递函数和主要性能参数。