液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)分別是怎樣的？

對于身處液壓行業(yè)的人來說，液壓伺服系統(tǒng)不敢說是否有過直接接觸，但是間接或者傳聞肯定是有接觸過的。但是可能也僅僅是接觸，對于液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)還是很了解，所以在此，澳托士就來說說液壓伺服系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)分別是怎樣的。

（一）液壓伺服系統(tǒng)的工作原理
如圖17-1所示 是一個(gè)簡單的液壓伺服系統(tǒng)原理圖。液壓泵 ４ 是系統(tǒng)的能源，它以恒定的壓力向系統(tǒng)供油，供油壓力由溢流閥３ 調(diào)定。 四通滑閥 １ 是一個(gè)轉(zhuǎn)換放大元件（伺服閥），把輸入的機(jī)械信號（位移或速度）轉(zhuǎn)換成液壓信號（流量或壓力） 并放大輸出至液壓缸 ２。 液壓缸作為執(zhí)行元件，輸入壓力油的流量，輸出運(yùn)動(dòng)速度（或位移），從而帶動(dòng)負(fù)載移動(dòng)。 四通滑閥和液壓缸制成一個(gè)整體，構(gòu)成了反饋連接。

當(dāng)滑閥處于中間位置時(shí)，閥的四個(gè)窗口均關(guān)閉，閥沒有流量輸出，液壓缸 ２ 不動(dòng)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。 給滑閥一個(gè)向右的輸入位移 Xi ，則窗口 a 、b 便有一個(gè)相應(yīng)的開口量 Xv ＝ Xi ，液壓油經(jīng)窗口a 進(jìn)入液壓缸右腔 ，左腔油液經(jīng)窗口 b 排出 ，缸體右移 Xp ，由于缸體和閥體是一體的 ，因此閥體也右移 Xp。因滑閥受輸入端制約 ，則閥的開口量減小 ，直到 Xp ＝ Xi ，即 Xv ＝ ０，閥的輸出流量等于零 ，缸體才停止運(yùn)動(dòng)，處于一個(gè)新的平衡位置上 ，從而完成了液壓缸輸出位移對滑閥輸入位移的跟隨運(yùn)動(dòng) 。 如果滑閥反向運(yùn)動(dòng) ，液壓缸也反向跟隨運(yùn)動(dòng)。

在該系統(tǒng)中 ，輸出位移XP之所以能夠精確地復(fù)現(xiàn)輸入位移 Xi 的變化 ，是因?yàn)楦左w和閥體是一個(gè)整體 ，構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)。 在控制過程中 ，液壓缸的輸出位移能夠連接不斷地回輸?shù)介y體上 ，與滑閥的輸入位移相比較 ，得出兩者之間的位置偏差 ，即滑閥的開口量。 因此 ，壓力油就要進(jìn)入并驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng) ，使閥的開口量（偏差）減小 ，直至輸出位移與輸入位移相一致時(shí)為止。 液壓伺服系統(tǒng)的工作原理用如圖17-2所示的方塊圖來表示。

綜上所述 ，液壓伺服系統(tǒng)的基本工作原理就是利用液壓流體動(dòng)力的閉環(huán)控制 ，即利用反饋連接得到偏差信號 ，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。

（二）液壓伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)
通過分析圖17-1液壓伺服系統(tǒng)的工作原理 ，可以看出液壓伺服系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) ：
１、它是一個(gè)位置跟隨系統(tǒng)
液壓缸的缸體位置始終跟隨滑閥的位置 。 滑閥不動(dòng) ，缸體也不動(dòng) ；滑閥向右或向左移動(dòng)一個(gè)距離 ，缸體也隨之向右或向左移動(dòng)相同的距離 ；滑閥移動(dòng)的速度就是缸體移動(dòng)的速度 。 可見執(zhí)行元件的動(dòng)作（系統(tǒng)的輸出）能夠自動(dòng)地 、準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)滑閥的動(dòng)作（系統(tǒng)的輸入） 。
２、它是一個(gè)力的放大系統(tǒng)
執(zhí)行元件輸出的力或功率遠(yuǎn)大于輸入信號的力或功率 ，可高達(dá)幾百倍 ，甚至幾千倍 。 功率放大所需的能量由液壓能源提供 。
３、系統(tǒng)正常工作必須帶有反饋環(huán)節(jié)
如果沒有反饋 ，伺服閥有一開口量時(shí) ，液壓缸就不會產(chǎn)生隨動(dòng)運(yùn)動(dòng) ，而是連續(xù)不斷地移動(dòng) 。 反饋的位移與給定的位移是負(fù)號的 ，即反饋信號不斷地抵消輸入信號 ，這是負(fù)反饋 。 自動(dòng)控制系統(tǒng)大多數(shù)是負(fù)反饋 。
４、它有一個(gè)誤差系統(tǒng)
要使液壓缸輸出一定的位移或速度 ，伺服閥必須有一定的開口量 ，因此輸出和輸入之間必須有誤差信號 ，執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)又力圖減少或消除這個(gè)誤差 。 但在伺服系統(tǒng)工作的任何時(shí)刻都不能完全消除這一誤差 ，伺服系統(tǒng)正是依靠這一誤差信號進(jìn)行工作的 。 若誤差消除后不再產(chǎn)生 ，系統(tǒng)就停止工作了 。