电液伺服控制早在20世纪40年代已应用到飞机上,但当时使用的电液转换器是用一个小伺服电动机操纵一个滑阀来实现的,伺服电动机的大惯量限制了系统的动态特性,系统的频带较低。1945年,麻省理工学院成立了动态分析与控制研究室,对液压控制系统的理论研究取得了关键性的成果。20世纪50年代初,出现了快速反应的永磁力矩马达。20世纪50年代后期,出现了以喷嘴挡板阀作为前置级的电液伺服阀,进一步提高了电液转换的速度,使电液伺服系统成为当时响应最快、控制精度最高的伺服控制系统。20世纪60年代以后,各种伺服阀的新结构相继出现,进一步提高了电液伺服阀的性能。
相应于电液转换装置的发展,带有快速反应伺服阀的电液伺服控制系统,由于产生的误差信号为电量,十分便于变换放大、测量与校正、调制解调,具有更大的灵活性,特别是能与计算机结合,能完成更为复杂的自动化控制,因而广泛应用于飞机的操纵系统、弹道导弹的摇摆发动机控制系统或有翼导弹的自动驾驶仪系统。电液伺服控制装置是现代飞机操纵系统与大中型导弹控制系统最主要的装置之一,它决定了整个操纵系统、操纵结构的结构形式以及在飞机上的部位安排,在导弹的飞行控制中则几乎是系统动态特性的决定性因素。
现在,电液伺服控制已经在自动化领域中占有重要位置。凡是需要大功率、快速、精确反应的位置控制和力控制的地方,都已采用了电液伺服控制。特别是20世纪70年代末80年代初逐渐完善和普及的计算机控制技术,为电子技术和液压技术的结合奠定了基础,大大提高了电液伺服控制的功能与完成复杂控制的能力。机、电、液一体化技术已逐渐扩展到各个工业领域。
5.1.4电液伺服控制系统的优缺点
液压控制系统具有很多优点,如液压油的润滑性好,液压元件寿命长(与气动元件相比),低速平稳性好,调速范围宽,过载保护容易等。
电液伺服控制系统是液压控制系统中很重要的一类,除具有液压控制所固有的一系列显著优点外,与其他类型系统相比,还具有以下优点:
(1)体积小、重量轻、惯性小,而产生的力(力矩)可相当大;
(2)刚度大、响应速度快、系统频带宽、控制精度高,能高速启动、制动和反向;
(3)易于实现直线运动的速度、位移及力控制。
电液伺服控制也存在一些缺点,其主要缺点如下:
(1)对工作环境有一定的要求,即要避免液压油的污染;
(2)液压元件的公差要求严格,价格较贵;
(3)容易引起漏油,污染环境;
(4)与气动系统相比,容易受油液温度变化影响,影响系统的性能;
(5)液压能源的获得、储存和输送不如电能方便;
(6)发生故障时不易查明原因,不易迅速排除故障;
(7)液压流动比较复杂,没有简单而准确的定律来描述,这使液压伺服系统的成熟程度受到限制,而经验和试验也就显得特别重要。
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