液压伺服控制课后题答案王春行版.doc

第二章 液压放大元件习题1. 有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径，径向间隙，供油压力，采用10号航空液压油在40工作，流量系数，求阀的零位系数。解：对于全开口的阀，由零开口四边滑阀零位系数 2. 已知一正开口量的四边滑阀，在供油压力下测得零位泄漏流量，求阀的三个零位系数。解：正开口四边滑阀零位系数 3. 一零开口全周通油的四边滑阀，其直径，供油压力，最大开口量，求最大空载稳态液动力。解：全开口的阀 最大空载液动力：4. 有一阀控系统，阀为零开口四边滑阀，供油压力，系统稳定性要求阀的流量增益，试设计计算滑阀的直径的最大开口量。计算时取流量系数，油液密度。解：零开口四边滑阀的流量增益：故全周开口滑阀不产生流量饱和条件5. 已知一双喷嘴挡板阀，供油压力，零位泄漏流量，设计计算、，并求出零位系数。计算时取，。解：由零位泄漏量 即 得： 则：若：，则第三章 液压动力元件习题1. 有一阀控液压马达系统，已知：液压马达排量为，马达容积效率为95%，额定流量为，额定压力，高低压腔总容积。拖动纯惯性负载，负载转动惯量为，阀的流量增益，流量-压力系数。液体等效体积弹性模量。试求出以阀芯位移为输入，液压马达转角为输出的传递函数。解：解：由阀控液压马达的三个基本方程 由阀控液压马达的三个基本方程 可得 马达的容积效率 且 得 -2. 阀控液压缸系统，液压缸面积，活塞行程，阀至液压缸的连接管路长度，管路截面积，负载质量，阀的流量-压力系数。求液压固有频率和液压阻尼比。计算时，取，。解：总压缩容积：则液压固有频率：由于较小可忽略不计，则3. 变量泵控制定量马达的惯性负载为，高压侧油液总容积，泵及马达的总泄漏系数，液体等效体积弹性模量，马达排量，马达机械效率，泵转速。略去泵与马达间的沿程阻力损失，求此装置以马达转速为输出，以泵排量为输入的传递函数。解：变量泵的排量：变量泵流量方程拉氏变换为：力矩平衡：液压马达高压腔流量方程拉氏变换：4. 有一四边滑阀控制的双作用液压缸，直接拖动负载作简谐运动。已知：供油压力，负载质量，负载位移规律为，负载移动的最大振幅，角频率，试根据最佳负载匹配求液压缸面积和四边阀的最大开面积。计算时，取，。解：有负载位移规律，得负载速度：负载力：则负载功率：当时，若负载匹配最佳，则此时液压缸活塞面积为则最大空载流量最大开口面积5. 变量泵控制定量马达拖动纯惯性负载作简谐运动。其运动规律为，试中为负载角位移，为负载角位移的振幅，为角频率。变量泵的额定工作压力为，转速为，系统总泄漏系数为。设低压腔压力为零。根据负载匹配求泵的排量和液压马达排量。解： 当，时，功率最大功率最大时，对于泵控系统，马达在最大转速时，所需流量由泵提供。即：第四章 机液伺服系统习题1. 如图4-15所示的机液位置伺服系统，供油压力，滑阀面积梯度，液压缸面积，液压固有频率，阻尼比。求增益裕量为时反馈杠杆比为多少？计算时，取，。图4-15 机液位置伺服系统解：增益裕量是相位穿越频率处的增益倒数。即以dB表示时，依题得：，计算得：由式（4-3）得：由式（2-40）得：根据图4-15可得，动作示意图由三角形性质可得 整理得：由（1）（2）（3）式联立并代入已知量。可得：2. 如图4-16所示机液伺服系统，阀的流量增益为，流量-压力系数，活塞，活塞杆与负载连接刚度，负载质量，总压缩容积，油的体积弹性模量，阀的输入位移，活塞输出位移，求系统的稳定条件。图4-16 考虑连接刚度的机液位置伺服系统解：由式4-16知系统稳定条件由式4-3知 由图4-16知，的几何关系可知液压弹簧刚度综合刚度综合谐振频率由（4）（5）（6）三式可得综合阻尼比 总流量压力系数：忽略泄露影响由（8）（9）得连接结构的固有频率将式（2）（3）（7）（10）（11）代入（1）整理得 第五章 电液伺服阀习题1. 已知电液伺服阀在线性区域内工作时，输入差动电流，负载压力，负载流量。求此电液伺服阀的流量增益及压力压力增益。解：电液伺服阀的流量增益为 压力增益 2. 已知一电液伺服阀的压力增益为，伺服阀控制的液压缸面积为。要求液压缸输出力，伺服阀输入电流为多少？解：负载压力：输入电流：3. 力反馈两级伺服阀，其额定流量为，额定压力为，阀芯直径，为全周开口，如果要求此伺服阀频宽，前置级喷嘴挡板阀的输出流量至少为多少？取流量系数，油液密度。解：阀的最大开口面积：阀芯直径：，且为全周开口频宽：则 4. 力反馈两级电液伺服阀，其额定流量为，额定压力，额定电流为，功率滑阀全周开口，阀芯直径，喷嘴中心至弹簧管旋转中心距离，反馈杆小球中心至喷嘴中心距离，反馈杆刚度。求力矩马达力矩系数。计算时取，。解：阀的最大开口面积：阀芯直径：，且为全周开口力矩马达的力矩系数取：5. 已知电液伺服阀额定流量为，额定压力为，额定电流，功率滑阀为零开口四边滑阀，其零位泄漏流量为额定流量的4%，伺服阀控制的双作用液压缸，当伺服阀输入电流为时，求液压缸最大输出速度和最大输出力。解：流量增益 流量-压力系数 压力增益 负载流量为 则液压缸最大输出速度为 最大输出力为第六章 电液伺服系统习题1. 如图6-39所示电液位置伺服系统，已知：，。求（1）系统临界稳定状态时的放大器增益为多少？（2）幅值裕量为6dB时的为多少？（3）系统做等速运动时的位置误差为多少？伺服阀零漂时引起的静差为多少？图6-39 电液位置伺服系统解：解：1）系统的开环传递函数为 则系统的开环增益 由系统的稳定条件 得系统的零界状态时 求得 2）幅值裕量即 即 求得 （3）位置误差： 零漂：静差：2. 有一稳定的电液位置伺服系统，其速度放大系数，为了保证稳态精度的要求需将速度放大系数提高到，求滞后校正网络的传递函数。解： 取 3. 有一振动台，其方块图如图6-40所示。已知系统参数为：，。求（1）不加加速度反馈校正时的系统增益裕量和闭环频宽。（2）将系统开环阻尼比提高到时的加速度反馈和系统增益裕量及闭环频宽。图6-40 液压振动台方块图解：（1）系统的开环传递函数为：未校正时系统的增益裕量：闭环频宽：（2）校正后系统的开环传递函数为：4. 有一速度控制系统，其原理方块图如图6-41所示。已知系统参数为：电液伺服阀固有频率，阻尼比，流量增益，液压固有频率，阻尼比，测速机增益液压马达排量。求稳定裕量，时积分放大器增益为多少？图6-41 速度控制系统方块原理图解：系统开环传递函数：得