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17世紀(jì)帕斯卡定律出現(xiàn)之后,液壓傳動獲得了快速發(fā)展??傮w而言,其發(fā)展經(jīng)歷了開關(guān)控制、伺服控制、比例控制、數(shù)字控制四個階段。
在普通液壓傳動系統(tǒng)應(yīng)用中,控制方式無論是采取手動、電磁、電液等形式,還是采用計算機(jī)或可編程控制器控制,都屬于開關(guān)式點位控制方式,只能實現(xiàn)手動調(diào)速、加載和順序控制等功能,難以實現(xiàn)任意規(guī)律、連續(xù)的速度調(diào)節(jié),控制精度和調(diào)節(jié)性能不高。
而在液壓控制系統(tǒng)中,可利用各種物理量的傳感器對被控制量進(jìn)行檢測和反饋,從而實現(xiàn)位置、速度、加速度、力和壓力等各種物理量的自動控制。系統(tǒng)按偏差調(diào)節(jié)原理工作,并按偏差信號的方向和大小進(jìn)行自動調(diào)整,即不管系統(tǒng)的擾動量和主路元件的參數(shù)如何變化,只要被控制量的實際值偏離希望值,系統(tǒng)便按偏差信號的方向和大小進(jìn)行自動調(diào)整??刂葡到y(tǒng)有反饋,具有抗干擾能力,因而控制精度高;但也存在矯枉過正帶來的穩(wěn)定性問題,所以要求較高的設(shè)計和調(diào)整技術(shù)。
液壓控制系統(tǒng)的組成框圖如圖所示。
圖中各基本元件的組成和作用如下:
(1)指令元件:按要求給出控制信號的元件,如計算機(jī)、可編程控制器、指令電位器、單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)或其他電器等;
(2)反饋檢測元件:檢測被控制量,給出系統(tǒng)的反饋信號,如各種類型的傳感器;
(3)比較元件:把具有相同形式和量綱的輸人控制信號與反饋信號加以比較,給出偏差信號。比較元件有時不一定單獨存在,而是與指令元件反饋檢測元件及放大器組合在一起,由一個結(jié)構(gòu)元件完成;
(4)放大、轉(zhuǎn)換和控制元件:將偏差信號放大,并作為能量形式轉(zhuǎn)換(電一液;機(jī)一液等),變成液壓信號,去控制執(zhí)行元件(液壓缸、液壓馬達(dá)等)運動。一般是放大器、伺服閥、電液伺服閥、比例閥等;
(5)執(zhí)行元件:直接對被控對象起作用的元件,如液壓缸、液壓馬達(dá)等;
(6)被控對象:液壓系統(tǒng)的控制對象,一般是各類負(fù)載裝置。
此外,還有能源裝置、輔助裝置等其他組成部分。
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