電液伺服閥的各項靜動態(tài)性能指標對用伺服閥的系統(tǒng)有些什么影響,這也是用戶在選閥時很關(guān)心的問題。
伺服閥的靜態(tài)特性曲線主要通過實驗畫出,這些曲線主要是流量特性曲線,壓力特性曲線和內(nèi)漏特性曲線.從流量特性曲線中我們可以算出伺服閥的線性度,對稱性,滯環(huán),零位區(qū)域特性和分辨率。從壓力特性曲線可獲得壓力增益,亦可以獲得滯環(huán)。
線性度和對稱性影響用伺服閥的系統(tǒng)的精度,對速度控制系統(tǒng)影響最大。速度控制系統(tǒng)要選線性度好的流量閥,此外選流量規(guī)格時,要適當(dāng)大點避免閥流量的飽和段。線性度、對稱性對位置控制,因為系統(tǒng)通常是閉環(huán)的,伺服閥工作在零位區(qū)域附近,只要系統(tǒng)增益調(diào)得合適,非線性度和對稱性的影響可減到很小。所以一般伺服閥的線性度指標是<7.5%;對稱度是為10%是比較寬容的。對位置控制精度影響較大的是伺服閥零位區(qū)域的特性,即重疊情況。一般總希望伺服閥功率級滑閥付是零開口的,如果有重疊、有死區(qū),那么在位置控制系統(tǒng)中就會出現(xiàn)磁滯回環(huán)現(xiàn)象,這個回環(huán)很象齒輪傳動中的游隙現(xiàn)象。伺服閥因為力矩馬達中磁路剩磁影響,及閥芯閥套間的摩擦力其特性曲線有滯環(huán)現(xiàn)象。由磁路影響引起的滯環(huán)會隨著輸入信號減小,回環(huán)寬度將縮小,因此這種滯環(huán)在大多數(shù)伺服系統(tǒng)中都不會出現(xiàn)問題,而由摩擦引起的滯遲是一種游隙,它可能會引起伺服系統(tǒng)的不穩(wěn)定。反饋有隙也會引起游隙。
一般伺服閥都是線性方窗口,如果多窗口不共面,就破壞了零位的線性,對高精度系統(tǒng)亦會有所影響。
所以精度要求比較高的系統(tǒng)選閥最好選分辨率好的,分辨率好意味著摩擦影響比較小,也即閥芯閥套間加工質(zhì)量比較好和前置級壓力、流量增益比較高,推動閥芯力比較大。此外液壓系統(tǒng)用油比較干凈,摩擦影響會大大減小。再一種彌補的方法是用顫振來改善伺服閥的分辨率,高頻顫振幅值要正好能有效地消除伺服閥中的游隙(包括結(jié)構(gòu)上的和摩擦引起的游隙),太大了會影響系統(tǒng)性能,會使其他液壓件過度磨損或疲勞損壞。而且顫振頻率要大大超過預(yù)計的信號頻率和系統(tǒng)頻率,并避免它正好是系統(tǒng)頻率的某個整數(shù)倍。顫振信號的波形可以是正弦波、三角波也可以是方波。
對伺服閥壓力增益的要求、因系統(tǒng)不同而不同。位置控制系統(tǒng)要求伺服閥的壓力增益盡可能高點,那么系統(tǒng)的剛性就比較大,系統(tǒng)負載的變化對控制精度的影響就小。而力控制系統(tǒng)(或壓力系統(tǒng))則希望壓力增益不要那么陡,要平坦點,線性好點,便于力控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。
伺服閥的動態(tài)特性也是一個很重要的指標。在閉環(huán)系統(tǒng)中,為了達到較高控制精度,要求伺服閥的頻寬至少是系統(tǒng)頻寬的三倍以上。因為系統(tǒng)設(shè)計時,為了系統(tǒng)的穩(wěn)定,系統(tǒng)的前置增益,這里較高的伺服閥頻寬可以保證系統(tǒng)增益足夠大,這樣系統(tǒng)精度就可以較高,快速性和穩(wěn)定性也可以得到保證。
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