控制系统习题及部分答案

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资源描述

1、液压控制系统是由哪些组成部分的?指令元件,比较元件,反馈元件,放大元件,执行元件,被控对象,能源装置及其他辅助装置2、液压控制系统工作的基本原理?以液压速度控制系统为例说明,当指令电位器给出一个指令信号ur时,通过比较器与反馈信号uf比较,输出偏差信号Δu,偏差信号经伺服放大器输出控制电流i,控制电液伺服阀运动,电液伺服阀输出流量、压力来控制液压伺服缸,推动工作台运动。3、液压控制系统的主要优点和缺点是什么?优点:①加速性好,结构紧凑,质量小;②系统刚度大,定位准确,控制精度高;③控制系统频带宽,响应速度快;④散热性能好;⑤润滑性能好,系统寿命长。缺点:控制系统的制造成本。①抗污染性能差;②温升对系统稳定和密封性能有不利影响;③制造精度要求高,成本较高;④能源供给不方便,进一步提高了液压4、液压控制阀在液压控制系统中的作用是什么?液压控制阀是一个集能量转换、功率放大和系统控制的原件。故作为能量转换器、功率放大器、控制器。5、正开口四通滑阀,与零开口阀相比较,在零位时各个阀系数有何不同之处?与零开口四通阀阀系数比较:正开口阀流量增益大一倍,正开口阀稳态特性曲线线性度好,正开口阀泄漏量大。6、零开口四通滑阀,当处于零位工作时,各个阀系数(流量增益、压力增益、流量压力系数)以及阻尼比处于最大值还是最小值?零位工况点,是工况最好的点还是最差的点?流量增益最大,流量-压力系数最小,压力增益最高,系统阻尼比最小。最差7、圆柱滑阀的边、通的概念是什么?从控制性能看,哪种圆柱滑阀最好,哪种最差?从控制性能来看,四边阀最好,单边阀最差。8、作用在阀芯上的液动力分为哪两种?其中哪种液动力的方向恒为使阀芯关闭的方向?分为稳态液动力和瞬态液动力;稳态液动力9、四通滑阀与三通滑阀的阀系数相比较,有何不同之处?①流量增益Kq:零开口阀是正开口阀的一半;开口型式相同,流量增益相同;②流量压力系数Kc:三通阀是四通阀的2倍;正开口是零开口的2倍;③压力增益Kp:三通阀是四通阀的一半;通道数相同,压力增益相同指令元件比较元件放大元件校正装置执行元件被控对象反馈元件10、设计滑阀时应注意什么因素?①为确保滑阀正常稳定地工作,设计时注意保证正阻尼总长度必须大于负阻尼总长度。;②为确保阀芯有足够强度,阀芯台肩直径d与阀芯轴直径dr应满足:dr≥0.5d。通常取0.7d;③通常阀芯总长度为L≈6d;④总的阻尼长度包括正阻尼长度和负阻尼长度之和,即L1+L2应为阀芯总长度的三分之一;⑤面积梯度w、滑阀最大位移χvmax的确定要防止阀腔内流量饱和现象的产生,以及满足节流口可控的条件。11、喷嘴挡板阀处于零位时,控制腔内的压力为多少?(与供油压力ps相比较)12、液压动力机构的组成部分是什么?按控制方式分,液压动力机构分为哪两种?①液压动力机构由液压控制元件、执行元件和负载组成;②泵控系统、阀控系统,又称节流式控制系统。液压源通常是恒压源。13、液压固有频率对液压控制系统有何影响?如何提高液压固有频率?(1)液压固有频率限制了系统的响应速度。(2)①增大液压缸活塞面积A。注意与A不成比例关系。同样的负载速度,所需负载流量增大,阀、连接管道、液压能源装置的尺寸重量也随之增大。②减小总压缩容积Vt,使阀靠近液压缸,最好装在一起;选择合适执行元件:长行程输出力小时用液压马达,反之用液压缸。③减小折算到活塞上的总质量m。④提高油液的有效体积模量βe,避免使用软管。14、什么是液压弹簧?液压弹簧刚度的定义是什么?假定一个理想无摩擦无泄漏的液压缸,两个工作腔内充满液压油,并被完全封闭,液体弹性模量为常数。负载质量与液压缸工作腔中的油液压缩性所形成的液压弹簧,由于液体的压缩性,当活塞受到外力作用产生位移时,一腔压力升高,另一腔压力降低,被压缩液体产生的复位力与活塞位移成比例,其作用相当于一个线性液压弹簧。总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的并联。15、负载折算的原则是什么?①弹性负载折算前的形变能等于折算后的形变能;②惯性负载折算前的动能等于折算后的动能;③阻尼负载折算前的阻尼能等于折算后的阻尼能。16、负载轨迹的概念是什么?负载轨迹是描述负载力和负载速度之间的关系曲线。在v-F平面上绘出曲线族,其边界称为负载轨迹。17、摩擦负载、惯性负载和粘性负载的负载轨迹图形是什么样的?摩擦负载轨迹图形:hfFvfFvfFvfFv惯性负载轨迹图形:(因惯性力随速度增大而减小,因此负载轨迹点沿逆时针旋转)粘性负载轨迹图形:18、四通阀控液压缸动态刚度和动态柔度的概念。①动态柔度传递函数Y/F的倒数F/Y称为阀控液压缸动态刚度。动态刚度表示系统的抗干扰能力。②传递函数Y/F表示在外干扰力的作用下,对输出位移y的影响。这个传递函数称为阀控液压缸动态柔度特性。负号表示外扰动增加时,会引起液压缸速度降低。19、液压阻尼比表示系统的什么?液压伺服系统一般低阻尼,提高的办法有那些?液压阻尼比表示系统的相对稳定性。液压伺服系统一般低阻尼,提高的办法有:①设置旁路泄漏通道②采用正开口阀③增加负载的粘性阻尼20、电液伺服阀的主要功能?信号转换、功率放大、伺服控制21、单级电液伺服阀分为?动铁式单级伺服阀、动圈式单级伺服阀22、位置反馈电液伺服阀中,按伺服阀芯位置的感受方法不同,可以分为?直接反馈、力反馈、弹簧对中(不常用)23、当换向液动阻力较大的时候,应选用单级电液伺服阀还是多级电液伺服阀?为什么?(多级)24、伺服阀控制线圈连接方式有哪几种?①串联(2R,i/2):额定电流和电控功率小,但易受电源电压变动的影响;②并联(R/2,i):如果一个控制线圈因故障断开,系统也能继续工作。工作可靠性高,但易受电流电压变动的影响;③差动(i/2):不易受电子放大器和电源电压变动的影响。25、判断位置控制系统的稳定性判据是什么?1202lg20vvvvvvKK

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