更好的控制器和軟件也無法克服設(shè)計(jì)拙劣的液壓系統(tǒng)。完整的液壓伺服控制系統(tǒng)包括液壓運(yùn)動(dòng)控制器，高精度位移，壓力，載荷傳感器，伺服油缸，高精度液壓伺服閥，液壓站，管道等附件，如何選擇更合適的液壓伺服控制？比例伺服閥小編帶大家來了解一下：

全球化競爭要求我們的工廠運(yùn)營者面臨著永無止境的讓設(shè)備更高效運(yùn)行的任務(wù)之中。這常常要求我們的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)更高速，更精 確。但是在一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，更高的速度和精度必須始于良好的元件設(shè)計(jì)。無論你是多么在意控制器和軟件，如果流體控制系統(tǒng)中的油缸和閥沒有得到很好的設(shè)計(jì)選型或者正確的安裝，系統(tǒng)的性能就會(huì)大打折扣。

油缸設(shè)計(jì)選型

上述所討論的第1步首先計(jì)算油缸規(guī)格，可以確保系統(tǒng)有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，滿足加速、減速的要求。這也通常意味著需要計(jì)算系統(tǒng)所需的壓力。

下一步就是需要決定閥的規(guī)格（額定流量），在計(jì)算完油缸尺寸之后，這是直驅(qū)而入的一步。需要注意的是：伺服閥和伺服比例閥的額定流量通常是基于壓降ΔP=70bar(1,015psi)而其它比例閥通?；趬航郸=10bar(145psi)。這個(gè)差別是很大的。1000psi壓降的流量 大約是150psi壓降的流量的2.65倍。然而，選擇合適的閥不只是一個(gè)額定流量的選擇，因?yàn)榇蠖嚅y還有很多功能選項(xiàng)需要考慮。（數(shù)據(jù)來源于無錫福艾德實(shí)驗(yàn)室）

選擇什么類型的閥

比例閥需要一個(gè)放大器，把運(yùn)動(dòng)控制器的輸出電壓轉(zhuǎn)化成高的電流信號，從而驅(qū)動(dòng)閥芯。對于伺服比例閥，放大器比較由控制信號或參考信號與LVDT反饋過來的閥芯位置信號所產(chǎn)生的偏差。一些放大器用簡單的比例控制，而一些采用PI或者PID控制。如果放大器沒有很好的與閥適配，閥的性能就會(huì)打折扣。最 好的辦法就是選擇帶集成電子的比例閥，有助于確保放大器得到很好的匹配。采購獨(dú)立的放大器卡需要額外的努力和知識(shí)來調(diào)整放大器增益，從而閥芯會(huì)相對于控制信號能夠快速響應(yīng)。

另外一個(gè)事實(shí)就是并不是所有閥的制造商都在同一條件下測試伯德圖。不同的制造商在不同的閥芯位移定義其額定值。100%的控制信號與5%控制信號相比，閥芯行程響應(yīng)通常會(huì)差很多。這也就意味著同樣定義為30Hz的兩個(gè)閥，假設(shè)一個(gè)閥額定值使用5%的控制信號而另外一個(gè)閥使用50%的控制信號，實(shí)際上其是不同的。許多伯德圖顯示頻率響應(yīng)時(shí)使用5%或者25%的正弦信號。5%的額定值在對閥顫振約為0%的應(yīng)用非常適用，諸如壓力和力控制系統(tǒng)。然而，它們并不適用于高速應(yīng)用，因?yàn)榇藭r(shí)閥工作行程將達(dá)到100%。一個(gè)好的原則就是取0~100%的上升時(shí)間，乘以4，然后除以1，從而得到全行程的頻率。

具有高頻響的線性閥對于高性能位置/壓力控制系統(tǒng)是必須的。當(dāng)然，光有閥的性能是不夠的，也需要一個(gè)好的運(yùn)動(dòng)控制器來補(bǔ)償閥的響應(yīng)以及執(zhí)行器和負(fù)載的彈簧質(zhì)量效應(yīng)。為了最 大化一個(gè)設(shè)計(jì)良好的液壓系統(tǒng)的性能，同時(shí)需要選擇一個(gè)合適的運(yùn)動(dòng)控制器。他們應(yīng)該具有這樣的特征，諸如獨(dú)立的上升和下降增益調(diào)節(jié)，位置-壓力/力控制，同時(shí)也可以直接連接至磁致伸縮位移傳感器等。

閥芯選擇

對于位置和壓力/力控制，選擇伺服比例閥。只要通過閥的壓降保持不變，閥芯提供的流量與控制信號成正比例。這類閥擁有穩(wěn)定的增益，因?yàn)轫憫?yīng)是線性的。

正遮蓋閥芯

一些閥的流量增益隨著控制信號改變。這些閥通常在控制信號接近零的區(qū)域流量增益低，當(dāng)控制信號將近±100%的時(shí)候流量增益高。帶槽口或者雙增益的閥有著明顯的低增益和高增益區(qū)間，而非線性閥有著連續(xù)的變增益特性。對于手動(dòng)操控系統(tǒng)，兩種類型的閥都可以提供精 確調(diào)整，無論工作流量處于低速還是高速區(qū)間。

雙增益或變增益閥芯

一些閥的流量增益隨著控制信號改變。這些閥通常在控制信號接近零的區(qū)域流量增益低，當(dāng)控制信號將近±100%的時(shí)候流量增益高。帶槽口或者雙增益的閥有著明顯的低增益和高增益區(qū)間，而非線性閥有著連續(xù)的變增益特性。對于手動(dòng)操控系統(tǒng)，兩種類型的閥都可以提供精 確調(diào)整，無論工作流量處于低速還是高速區(qū)間。

對于手動(dòng)或者開環(huán)控制這不是問題，但是非線性閥使得整個(gè)系統(tǒng)非線性和閉環(huán)控制更困難。當(dāng)閥在高增益和低增益區(qū)間工作切換時(shí)，控制器必須能快速改變增益。理論上，閥的線性化（補(bǔ)償變增益時(shí)作為控制信號的函數(shù)）可以利用運(yùn)動(dòng)控制器來調(diào)節(jié)。然而，這需要匹配閥的具體特性，因此限制了它的應(yīng)用。對于低增益區(qū)間給定的流量變化，閥芯必須移動(dòng)更多，從而降低在該區(qū)間的響應(yīng)，降低了系統(tǒng)性能。

帶開口槽的閥芯在閉環(huán)控制只用于低速時(shí)，工作非常好。開環(huán)或者手動(dòng)控制可以用在高速區(qū)間，此時(shí)閥處于高增益區(qū)間。這樣，閥在高增益和低增益兩個(gè)區(qū)間切換工作時(shí)，就沒有必要快速改變閉環(huán)控制器的增益。然而，對于大多的位置和壓力控制應(yīng)用，最 好避免采用帶開口槽的或者非線性閥。

更大也許更好？

金屬制造工業(yè)的制造商們面臨著這樣一個(gè)問題，就是伺服系統(tǒng)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的性能要求。液壓仿真認(rèn)為油缸沒有提供足夠的力控制更大的負(fù)載，數(shù)學(xué)模型建議采用更大規(guī)格尺寸的油缸，并安裝適合的更大規(guī)格的液壓閥。

圖形分析也顯示，小尺寸的油缸是如何不能提供足夠的力，使大型負(fù)載加快減速。更小尺寸的油缸在油缸端蓋排油（壓力降為零），而有桿腔端壓力超出了系統(tǒng)壓力。系統(tǒng)無法控制，因?yàn)榛钊麠U端的油液流至供油單元，實(shí)際上使得減速降低。

大規(guī)格的油缸可以以同一速率加速負(fù)載，但是其更大的活塞面積意味著壓力改變不會(huì)太大。整個(gè)循環(huán)周期里油缸壓力基本處于壓力范圍的中間，為保證良好控制，經(jīng)過活塞的壓力損失很大。

提高油缸直徑也就是提高系統(tǒng)的自然頻率（剛度），讓運(yùn)動(dòng)控制器可以處理更快的加速和減速控制。當(dāng)正確調(diào)試的時(shí)候，就會(huì)提高系統(tǒng)性能。然而需要記住的是，更大的油缸需要更大的閥和更多的油。過大的油缸成本會(huì)更高，并且更大的閥響應(yīng)會(huì)

更慢，在某些情況，提高閥的規(guī)格尺寸并不能提高系統(tǒng)的響應(yīng)。

選擇合適的運(yùn)動(dòng)控制器

液壓閉環(huán)控制所需要的很多參數(shù)，傳感器信號和算法在普通的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器里是找不到的。DELTA的RMC運(yùn)動(dòng)控制器集成了這些功能，所以它除了適合電機(jī)控制，氣動(dòng)控制還可以完成高性能液壓回路的閉環(huán)控制。

使用蓄能器

液壓油源泵的流量應(yīng)該是系統(tǒng)所需的平均流量加上10%的余度。使用了蓄能器后就沒有必要再按系統(tǒng)的峰值流量來選擇油源泵流量。

選擇正確的液壓管路

在經(jīng)過多次沖洗之后的液壓伺服油源才可以被用作控制，否則會(huì)因?yàn)橛鸵褐械碾s質(zhì)導(dǎo)致閥的損壞和堵塞。