液壓控制系統(tǒng)及設計

　　本書是《液壓系統(tǒng)設計叢書》之一，主要包括液壓控制系統(tǒng)概論、液壓控制基礎知識、電液控制閥、液壓控制系統(tǒng)基本功能回路、液壓控制系統(tǒng)應用實例分析、液壓控制系統(tǒng)設計流程、液壓控制系統(tǒng)設計示例、液壓控制系統(tǒng)設計中的若干專門問題、常用公式及標準資料等。 本書立足于工程設計及應用實際，按照“基礎知識基本功能回路系統(tǒng)實例系統(tǒng)設計專題”的體系結構進行敘述。在突出基本內容基礎上，特別注意反映液壓控制系統(tǒng)應用、分析及設計方法上的新發(fā)展和新成就。本書可讀性與可查性并重，書中論述性內容有助于讀者了解、掌握、利用液壓控制技術的基本理論、分析設計方法及新動向和新成果，提高液壓控制系統(tǒng)的設計使用水平與分析解決問題的能力；書中利用有限篇幅介紹了較多的液壓控制回路和系統(tǒng)實例，以展現(xiàn)不同行業(yè)液壓控制系統(tǒng)的設計及應用特點，有助于各類行業(yè)讀者群從中汲取經(jīng)驗與方法，解決液壓控制系統(tǒng)設計、使用工作中的各類問題；書中介紹的國內外電液伺服閥、比例閥、數(shù)字閥及伺服液壓缸等產(chǎn)品與常用公式及標準資料，可供讀者在設計工作中直接參考引用。 本書可供各行業(yè)液壓系統(tǒng)的設計、制造和使用維護工程技術人員、現(xiàn)場工作人員參閱，也可作為高等院校的教學參考書。 第1章液壓控制系統(tǒng)概論1 11液壓控制系統(tǒng)的原理與組成1 111液壓控制系統(tǒng)的原理1 112液壓控制系統(tǒng)的組成3 12液壓控制系統(tǒng)的類型及適用場合4 121位置控制、速度控制及加速度控制和力及壓力控制系統(tǒng)4 122閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)4 123閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)5 124機械液壓控制系統(tǒng)、電氣液壓控制系統(tǒng)和氣動液壓控制系統(tǒng)5 125連續(xù)量控制系統(tǒng)和離散量控制系統(tǒng)7 126時變系統(tǒng)與時不變系統(tǒng)8 127直線運動控制系統(tǒng)和回轉運動控制系統(tǒng)8 13液壓控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點8 131液壓控制系統(tǒng)的優(yōu)點8 132液壓控制系統(tǒng)的缺點9 14液壓控制技術的應用10 15液壓控制技術的發(fā)展概況11 151液壓控制技術的歷史進展與趨勢11 152我國液壓傳動與控制技術的發(fā)展及現(xiàn)狀12 第2章液壓控制基礎知識15 21反饋控制系統(tǒng)的基本概念15 211定義15 212組成15 213基本要求16 22數(shù)學模型16 221微分方程及數(shù)學模型的線性化16 222拉氏變換及傳遞函數(shù)18 2221拉氏變換的定義18 2222傳遞函數(shù)19 223方塊圖及其等效變換20 224典型環(huán)節(jié)的數(shù)學模型21 2241比例放大環(huán)節(jié)21 2242積分環(huán)節(jié)22 2243一階慣性環(huán)節(jié)22 2244微分環(huán)節(jié)22 2245振蕩環(huán)節(jié)23 23時域瞬態(tài)響應24 231時域響應及典型輸入信號24 2311時域響應24 2312典型輸入信號24 232典型環(huán)節(jié)的瞬態(tài)響應24 2321一階慣性環(huán)節(jié)的瞬態(tài)響應26 2322振蕩環(huán)節(jié)的瞬態(tài)響應27 233控制系統(tǒng)時域性能指標27 24控制系統(tǒng)的頻率特性28 241定義28 242頻率特性的幾何表示法——極坐標圖、對數(shù)頻率特性圖和對數(shù)幅相頻率特性圖29 2421極坐標圖（乃氏圖）29 2422對數(shù)頻率特性圖（波德圖）29 2423對數(shù)幅相特性圖（尼氏圖）32 243控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻率響應及性能指標33 2431由開環(huán)頻率特性估計閉環(huán)頻率特性33 2432系統(tǒng)的頻域指標（見圖220）35 25控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析35 251定義及穩(wěn)定性充要條件35 252穩(wěn)定性判據(jù)36 253控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性（穩(wěn)定性裕量）37 26控制系統(tǒng)的誤差分析計算38 261基本概念38 2611誤差、偏差及其關系38 2612誤差傳遞函數(shù)及穩(wěn)態(tài)誤差計算方法39 262系統(tǒng)類型及穩(wěn)態(tài)誤差計算39 2621系統(tǒng)類型39 2622穩(wěn)態(tài)誤差計算39 27控制系統(tǒng)的校正40 271系統(tǒng)性能指標與系統(tǒng)校正概述40 272常用校正裝置及其選用原則40 2721串聯(lián)校正裝置40 2722并聯(lián)校正（反饋校正）42 2723校正方式的選用原則43 273用希望對數(shù)頻率特性法確定校正裝置43 2731方法要點43 2732希望特性的繪制43 28線性離散控制系統(tǒng)簡介44 281定義與特點44 282信號的采樣過程及采樣定理45 283采樣信號的復現(xiàn)與零階保持器46 284z變換和脈沖傳遞函數(shù)48 2841z變換與z反變換48 2842脈沖傳遞函數(shù)（Z傳遞函數(shù)）51 285離散系統(tǒng)的性能分析53 2851穩(wěn)定性分析53 2852動態(tài)性能（過渡過程）分析54 2853穩(wěn)態(tài)誤差分析56 286離散系統(tǒng)的設計校正57 29現(xiàn)代控制理論簡介58 291狀態(tài)空間方程及其解58 292能控性和能觀性60 2921狀態(tài)空間的非奇異變換60 2922能控性和能觀性61 2923卡爾曼結構原理62 293系統(tǒng)穩(wěn)定性分析62 294系統(tǒng)綜合及最優(yōu)控制63 2941系統(tǒng)綜合63 2942單輸入系統(tǒng)的閉環(huán)極點配置63 2943靜態(tài)特性64 2944狀態(tài)觀測器及其反饋系統(tǒng)64 2945最優(yōu)控制65 第3章電液控制閥67 31電液伺服閥67 311功用及特點67 312組成68 3121電氣機械轉換器68 3122液壓放大器69 3123檢測反饋機構72 313電液伺服閥的分類72 314典型結構與工作原理72 3141動圈式力馬達型單級電液伺服閥72 3142噴嘴擋板式力反饋型兩級電液伺服閥73 3143動圈滑閥式力馬達型兩級電液伺服閥75 315主要特性及性能參數(shù)76 3151靜態(tài)特性76 3152動態(tài)特性80 316應用場合82 317國內外電液伺服閥產(chǎn)品簡介82 3171國內產(chǎn)品82 3172國外產(chǎn)品87 32電液比例控制閥93 321功用與特點93 322組成93 3221比例電磁鐵93 3222液壓放大器及檢測反饋機構96 323分類97 324典型結構與工作原理97 3241電液比例壓力閥98 3242電液比例流量閥99 3243電液比例方向閥100 325主要特性及性能參數(shù)101 3251靜態(tài)特性101 3252動態(tài)特性102 326電液比例閥的典型產(chǎn)品103 3261國內電液比例閥產(chǎn)品概覽103 3262部分產(chǎn)品的技術性能104 3263引進力士樂技術系列電液比例閥107 3264油研E系列電液比例閥107 33電液數(shù)字控制閥117 331功用、特點及分類117 332基本工作原理117 3321增量式電液數(shù)字閥117 3322高速開關式數(shù)字閥118 333典型結構及工作原理119 3331增量式數(shù)字閥119 3332高速開關式數(shù)字閥121 334技術性能121 3341靜態(tài)特性122 3342動態(tài)特性122 335典型產(chǎn)品123 第4章液壓控制系統(tǒng)基本功能回路127 41伺服控制機構及回路127 411機液伺服控制機構127 4111閥控缸機液伺服機構127 4112閥控馬達機液伺服機構128 4113常用機液伺服控制機構128 412電液伺服控制回路130 4121電液位置伺服回路130 4122電液速度伺服回路131 4123電液力（壓力）伺服回路134 4124電液伺服同步回路134 42電液比例控制機構及回路135 421電液比例壓力控制回路135 4211比例調壓回路135 4212比例減壓回路136 4213應用回路136 422電液比例速度控制回路139 4221比例節(jié)流調速回路139 4222比例容積調速回路140 4223比例容積節(jié)流調速回路141 4224應用回路141 423比例方向速度控制回路143 4231對稱執(zhí)行器的比例方向速度控制回路143 4232非對稱執(zhí)行器的比例方向速度控制回路144 4233比例差動控制回路145 424比例方向閥節(jié)流壓力補償回路146 4241比例方向閥的進口節(jié)流壓力補償回路146 4242比例方向閥的出口節(jié)流壓力補償控制回路149 4243采用插裝元件的壓力補償控制回路149 425電液比例方向閥的應用回路152 4251平衡回路152 4252步進鏈式運輸機（熱軋鋼卷用）的速度、加（減）速度控制回路153 4253焊接自動線提升裝置的電液比例控制回路154 4254無縫鋼管主產(chǎn)線穿孔機芯棒送入機構的電液比例控制回路154 4255步進式加熱爐提升機構及前進機構的電液比例控制回路154 4256撒鹽車電液控制回路156 4257節(jié)流控制式比例同步控制回路156 426電液比例壓力／速度控制回路（節(jié)能回路）157 4261比例壓力／流量復合閥調壓調速回路157 4262比例壓力／流量調節(jié)型變量泵回路157 427電液比例控制典型應用回路158 第5章液壓控制系統(tǒng)應用實例分析162 51液壓控制系統(tǒng)應用實例分析的意義162 52液壓伺服控制系統(tǒng)162 521復雜圓柱曲面石材加工機的機液仿形控制系統(tǒng)162 5211主機功能結構162 5212機液仿形控制系統(tǒng)工作原理163 5213技術特點164 522汽車懸架減振器性能試驗臺的電液伺服控制系統(tǒng)164 5221主機功能結構164 5222電液伺服控制系統(tǒng)與微機測控系統(tǒng)及工作原理164 5223技術特點165 523電站鍋爐蛇形管彎管機液壓傳動及控制系統(tǒng)165 5231主機功能結構165 5232液壓傳動及控制系統(tǒng)工作原理165 5233技術特點及參數(shù)167 524高壓輸電線間隔棒振擺試驗電液伺服系統(tǒng)168 5241系統(tǒng)功能結構168 5242電液伺服系統(tǒng)的工作原理168 5243技術特點及參數(shù)169 525石棉水泥管卷壓成型機的電液控制系統(tǒng)169 5251主機功能結構169 5252電液控制系統(tǒng)的工作原理170 5253技術特點及參數(shù)172 526中空擠坯吹塑擠出機型坯壁厚電液伺服控制系統(tǒng)173 5261功能結構173 5262型坯壁厚電液伺服系統(tǒng)的工作原理173 5263技術特點174 527四輥軋機液壓壓下裝置的電液伺服系統(tǒng)175 5271主機功能結構175 5272電液伺服控制系統(tǒng)工作原理176 5273技術特點及參數(shù)177 5274使用要點177 528鋁箔軋機電液伺服系統(tǒng)177 5281主機功能結構177 5282電液伺服控制系統(tǒng)的工作原理178 5283技術特點及參數(shù)180 529帶材糾偏控制裝置的電液伺服控制系統(tǒng)180 5291主機功能結構180 5292電液控制系統(tǒng)工作原理181 5293技術要點及參數(shù)182 5210電液伺服水槽不規(guī)則波造波機系統(tǒng)182 52101主機功能結構182 52102機械液壓系統(tǒng)原理183 52103技術特點及參數(shù)184 5211PASBAN炮塔電液伺服控制系統(tǒng)184 52111主機功能結構184 52112電液伺服控制系統(tǒng)工作原理185 52113技術特點及參數(shù)186 5212地空導彈發(fā)射裝置液壓控制系統(tǒng)187 52121主機功能結構187 52122液壓系統(tǒng)及其工作原理187 52123技術特點及參數(shù)189 53電液比例控制系統(tǒng)190 531平面磨床電液比例調速系統(tǒng)190 5311主機功能結構190 5312電液比例調速系統(tǒng)的工作原理190 5313計算機測控操縱系統(tǒng)191 5314技術特點及參數(shù)192 532電液比例控制塑料注射機系統(tǒng)192 5321主機功能結構192 5322電液比例控制系統(tǒng)的工作原理192 5323技術特點及參數(shù)194 533金剛石工具熱壓燒結機的電液比例加載系統(tǒng)194 5331主機功能結構194 5332電液比例加載系統(tǒng)的工作原理195 5333技術特點196 534瀝青道路修補車電液比例系統(tǒng)197 5341主機功能結構197 5342電液比例控制液壓系統(tǒng)的工作原理197 5343技術特點198 535波浪補償起重機電液比例控制系統(tǒng)199 5351主機功能結構199 5352電液比例控制系統(tǒng)的工作原理199 5353波浪補償閉環(huán)控制200 5354技術特點201 536林木球果采集機器人電液比例控制系統(tǒng)201 5361主機功能結構201 5362電液比例控制系統(tǒng)的工作原理201 5363計算機數(shù)字程序控制系統(tǒng)202 5364技術特點202 537電冰箱內膽四工位熱成型機電液比例控制系統(tǒng)203 5371主機功能結構203 5372電液比例控制系統(tǒng)工作原理203 5373技術特點及參數(shù)204 538自動卷染機的電液比例控制系統(tǒng)205 5381主機功能結構205 5382電液比例控制系統(tǒng)的工作原理205 5383技術特點206 539飛機起落架收放液壓試驗車電液控制系統(tǒng)206 5391主機功能結構206 5392液壓系統(tǒng)工作原理206 5393電控系統(tǒng)及其原理208 5394技術特點及參數(shù)208 5310深潛救生艇對接機械手的電液比例伺服控制液壓系統(tǒng)209 53101主機功能結構209 53102電液比例伺服控制系統(tǒng)的工作原理209 53103技術特點210 5311船艦模擬平臺電液比例閉環(huán)控制系統(tǒng)210 53111主機功能結構210 53112液壓系統(tǒng)的工作原理211 53113電控系統(tǒng)的控制原理212 53114技術特點及參數(shù)212 5312雙缸直頂式液壓電梯的兩種電液比例系統(tǒng)213 53121主機功能結構213 53122兩種電液比例系統(tǒng)及其工作原理213 53123進油路節(jié)流調速液壓系統(tǒng)的計算機控制215 5313試驗機電液比例加載測控系統(tǒng)215 53131主機功能結構215 53132電液比例加載系統(tǒng)的工作原理215 53133微機測控系統(tǒng)216 53134技術特點及參數(shù)217 5314大型劇院三塊雙層升降舞臺電液比例同步控制系統(tǒng)217 53141舞臺功能結構217 53142液壓系統(tǒng)的工作原理218 53143下層臺同步控制219 53144技術特點及參數(shù)220 54電液數(shù)字控制系統(tǒng)220 541造紙磨漿機電液數(shù)字控制系統(tǒng)220 5411主機功能結構220 5412電液數(shù)字控制系統(tǒng)工作原理220 5413技術特點及參數(shù)221 542壓鑄機電液數(shù)字控制系統(tǒng)221 543磨床工作臺的電液數(shù)字控制系統(tǒng)222 544大慣量工作臺驅動系統(tǒng)223 545變量柱塞泵斜盤位置控制系統(tǒng)223 546數(shù)字閥控制飛行器系統(tǒng)223 第6章液壓控制系統(tǒng)的設計流程225 61液壓伺服控制系統(tǒng)的設計225 611明確設計要求225 612擬定控制方案，畫出系統(tǒng)原理圖226 613靜態(tài)設計228 6131供油壓力ps的選擇228 6132液壓執(zhí)行器主要規(guī)格尺寸和伺服閥空載流量的確定228 6133伺服閥（或變量泵）規(guī)格的確定233 6134執(zhí)行器選擇及設計235 6135傳動比i的確定235 6136反饋傳感器、放大器等其他元件的選擇236 614動態(tài)設計238 6141系統(tǒng)方塊圖與開環(huán)傳遞函數(shù)238 6142繪制對數(shù)頻率特性曲線（波德圖），由穩(wěn)定性確定系統(tǒng)開環(huán)增益247 6143系統(tǒng)快速性（閉環(huán)參數(shù)）計算249 6144系統(tǒng)的準確性（穩(wěn)態(tài)誤差）計算250 615檢驗系統(tǒng)靜、動態(tài)品質，需要時對系統(tǒng)進行校正252 6151良好伺服系統(tǒng)的開環(huán)波德圖252 6152校正裝置的選擇與設計252 616選擇液壓能源254 617繪制正式工作圖，編制技術文件254 618機液伺服系統(tǒng)的設計特點256 6181機液伺服系統(tǒng)的組成與分析256 6182機液伺服系統(tǒng)的設計特點及注意事項257 62電液比例控制系統(tǒng)的設計特點258 621開環(huán)電液比例控制系統(tǒng)的設計特點及注意事項259 622閉環(huán)電液比例系統(tǒng)的設計特點及注意事項259 623比例閥的選型原則261 63電液數(shù)字控制系統(tǒng)的設計263 631增量式電液數(shù)字閥控制系統(tǒng)263 6311開環(huán)控制263 6312閉環(huán)控制264 632脈寬調制（PWM）式電液數(shù)字控制系統(tǒng)264 第7章液壓控制系統(tǒng)設計計算示例266 71電液伺服系統(tǒng)設計計算示例266 711帶鋼跑偏光電液伺服控制系統(tǒng)266 7111主機功用與控制系統(tǒng)設計要求266 7112論證和擬定控制方案，組成控制系統(tǒng)原理圖266 7113靜態(tài)設計（確定液壓動力元件參數(shù)，選擇系統(tǒng)的組成元件）268 7114動態(tài)設計270 712數(shù)控機床工作臺電液位置伺服控制系統(tǒng)273 7121設計要求及給定參數(shù)273 7122確定系統(tǒng)方案，組成控制系統(tǒng)原理圖274 7123靜態(tài)設計（確定液壓動力元件參數(shù)，選擇系統(tǒng)組成元件）274 7124動態(tài)設計275 713軋機液壓位置伺服系統(tǒng)（APC）的工作參數(shù)計算279 7131功能及設計要求279 7132控制模式280 7133壓下缸參數(shù)的確定與計算280 7134伺服閥參數(shù)的確定281 714電液速度控制系統(tǒng)的設計計算282 7141根據(jù)設計要求，擬定控制方案282 7142靜態(tài)設計282 7143動態(tài)設計283 715機床工作臺電液速度控制系統(tǒng)的校正計算285 7151系統(tǒng)原理圖及其開環(huán)波德圖285 7152系統(tǒng)校正計算286 716工件疲勞試驗機電液力伺服控制系統(tǒng)286 7161控制方案的確定287 7162靜態(tài)設計（確定液壓動力元件參數(shù)，選擇系統(tǒng)的組成元件）287 7163動態(tài)設計288 72電液比例控制系統(tǒng)設計計算示例291 721閥控缸開環(huán)速度控制系統(tǒng)設計291 7211設計要求及給定參數(shù)291 7212擬定控制方案291 7213負載分析計算291 7214選擇比例閥機能及閥控缸配用形式292 7215確定系統(tǒng)供油壓力ps，確定液壓缸工作面積和結構尺寸292 7216比例方向閥通徑的選擇293 7217系統(tǒng)加減速時間的選擇294 722閉環(huán)控制系統(tǒng)比例閥的選型計算295 第8章液壓控制系統(tǒng)設計使用中的若干專門問題296 81控制放大器296 811功用與要求296 812類型與選用296 813典型構成與工作原理297 814控制放大器示例306 815控制放大器的選用與設計309 82伺服液壓缸的選擇與設計310 821功能、典型結構與分類310 822設計步驟及內容311 8221明確設計要求311 8222反饋傳感器的選定311 8223伺服液壓缸活塞有效面積及主要結構尺寸的確定311 8224伺服閥的選定313 8225結構形式的確定313 8226零部件強度的設計計算314 8227密封裝置的設計314 8228放氣裝置和防護裝置的設計314 8229繪制正式工作圖，編制設計資料314 823伺服液壓缸典型產(chǎn)品314 83液壓站的設計319 831概述319 832液壓裝置的結構類型及其適用場合319 8321分散配置型液壓裝置319 8322集中配置型液壓裝置319 833液壓站的設計要點320 84電氣控制裝置的設計322 841常規(guī)控制電路設計322 842計算機控制系統(tǒng)設計簡介323 8421計算機控制系統(tǒng)的分類323 8422計算機控制系統(tǒng)的組成323 8423計算機控制系統(tǒng)的設計324 8424采樣周期的選擇327 85計算機數(shù)字仿真技術327 851仿真技術簡介327 852仿真軟件的編制和選擇328 853MATLAB及其應用329 86污染控制337 861污染物的形態(tài)和來源337 862油液污染對液壓系統(tǒng)的危害337 863油液污染度的測定和污染度等級338 864污染控制措施339 87安裝調試與使用維護342 871液壓控制系統(tǒng)的安裝342 872液壓控制系統(tǒng)的調試344 873液壓控制系統(tǒng)的使用維護345 第9章常用公式及標準資料349 91液壓技術常用物理量及其換算（表91）349 92常用計算公式350 921液壓流體力學計算公式350 9211液壓工作介質的主要物理性質350 9212液體靜力學計算公式351 9213液體動力學計算公式351 9214管道系統(tǒng)壓力損失計算公式352 9215常見孔口流量計算公式（表914）356 9216液壓系統(tǒng)發(fā)熱與散熱計算357 9217液壓沖擊計算359 922液壓元件常用計算公式（表920）360 93液壓伺服閥安裝面及液壓系統(tǒng)通用條件360 931四油口和五油口液壓伺服閥安裝面（GB 17487—1998摘錄）360 9311范圍360 9312符號360 9313公差360 9314尺寸362 9315定位銷363 932液壓系統(tǒng)通用技術條件（GB/T 3766—2001）（摘要）363 9321范圍363 9322定義364 9323要求364 9324系統(tǒng)設計366 9325能量轉換元件368 9326液壓閥371 9327液壓油液和調節(jié)元件372 9328管路系統(tǒng)376 9329控制系統(tǒng)377 93210診斷和監(jiān)控*379 93211清理和涂漆380 93212運輸準備380 93213試運行380 93214標注說明（引用本標準時）381 參考文獻382

暫缺《液壓控制系統(tǒng)及設計》作者簡介