閥泵聯(lián)合控制液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)

對(duì)于大功率速度伺服系統(tǒng)，傳統(tǒng)的閥控形式無(wú)法解決溢流損失造成的系統(tǒng)溫升高、散熱難的問(wèn)題。因此必須采用效率較高的容積控制系統(tǒng)以解決發(fā)熱量大的問(wèn)題，但容積控制系統(tǒng)雖然效率較高，可動(dòng)態(tài)性能較差，不適于高精度的場(chǎng)合。因此研究一種動(dòng)態(tài)性能好、精度高、適于大功率場(chǎng)合的液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)成為必要。該類系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)形式和控制方式的不同分為以下兩種類型：①閥泵串聯(lián)控制液壓馬達(dá)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(見(jiàn)圖57和圖58)；②閥泵并聯(lián)控制液壓馬達(dá)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(見(jiàn)圖59)。

(1)閥泵串聯(lián)控制液壓馬達(dá)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在伺服變量泵和液壓馬達(dá)之間再用一個(gè)電液伺服閥來(lái)控制泵的輸出流量。圖57為用同一指令同時(shí)控制伺服閥和液壓泵的系統(tǒng)形式。系統(tǒng)用同一誤差信號(hào)來(lái)控制伺服閥開(kāi)度和變量泵的斜盤(pán)傾角，因斜盤(pán)傾角變化速度低于伺服閥開(kāi)口的變化速度，故用一個(gè)給定信號(hào)y來(lái)保證液壓泵時(shí)刻都有一個(gè)固定輸出Q₀。這個(gè)Q₀應(yīng)足以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)瞬時(shí)加速度和速度的要求，即Q₀要足夠大}另一方面，當(dāng)負(fù)載需求量較小時(shí)，Q₀的大部分將以溢流閥調(diào)定的壓力流回油箱，造成能量的無(wú)用損耗，并引起系統(tǒng)溫度的升高，故要求Q₀盡量小。因此γ的選擇是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，γ的選擇要視具體指標(biāo)而定，如執(zhí)行機(jī)構(gòu)初始速度的要求，系統(tǒng)長(zhǎng)期工作溫升的要求等。

閥泵串聯(lián)控制的另一種形式如圖58所示。系統(tǒng)的工作原理為：變量泵斜盤(pán)變量機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)取自能源壓力和負(fù)載壓力之差，使能源壓力跟隨負(fù)載壓力的變化，這樣可以消除恒壓油源的溢流損失，并減少壓力油通過(guò)伺服閥的節(jié)流損失以及系統(tǒng)和液壓泵的泄漏損失。液壓泵也必須有一個(gè)高于負(fù)載壓力的設(shè)計(jì)信號(hào)△，當(dāng)泵出口壓力高于負(fù)載壓力時(shí)，經(jīng)比較后得到的差值再與△比較。比△小時(shí)，泵控調(diào)節(jié)子系統(tǒng)將使液壓泵斜盤(pán)傾角加大；差值比△大時(shí)，使液壓泵斜盤(pán)傾角減小；差值與△相等時(shí)，斜盤(pán)傾角不變，保證定壓差下的流量輸出。在系統(tǒng)有一控制指令時(shí)，直接控制電液伺服閥的輸出流量，來(lái)保證液壓馬達(dá)的瞬態(tài)性能。

這兩種結(jié)構(gòu)的閥泵串聯(lián)控制有如下特點(diǎn)：①變量液壓泵和串聯(lián)伺服閥的輸出流量在控制過(guò)程中可同時(shí)調(diào)節(jié)；②工作過(guò)程中，伺服閥前工作壓力必須保持其額定值。圖57中通過(guò)γ值設(shè)定，圖58中通過(guò)△值設(shè)定。這種系統(tǒng)在節(jié)能方面比普通閥控伺服系統(tǒng)好，尤其是圖58的系統(tǒng)節(jié)能效果更加顯著，其他性能方面與普通閥控系統(tǒng)基本一致。

(2)閥泵并聯(lián)控制液壓馬達(dá)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)（見(jiàn)圖59）將電液伺服閥的輸出流量與可控變量泵的輸出流量合起來(lái)控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，主要由電液伺服閥瞬時(shí)控制輸出流量，閥控系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性使系統(tǒng)輸出盡快恢復(fù)到期望值，保證了系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能，達(dá)到了急則治標(biāo)的功效；達(dá)到穩(wěn)態(tài)過(guò)程后，伺服閥關(guān)閉，變量伺服泵根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要提供流量，這時(shí)又充分發(fā)揮了泵控回路緩慢調(diào)節(jié)的作用，消除了偏差，從而使系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)性能，因而這種結(jié)構(gòu)在保證快速性的同時(shí)也有較高的傳動(dòng)效率。根據(jù)理論分析，這種系統(tǒng)的傳動(dòng)效率幾乎接近泵控系統(tǒng)本身，而動(dòng)態(tài)過(guò)程基本接近閥控系統(tǒng)，因此，部分地解決了大功率、高性能、高效率伺服控制系統(tǒng)的矛盾——快速響應(yīng)和節(jié)能之間的矛盾，是未來(lái)液壓馬達(dá)速度伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向。