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1、 毕业设计（论文）题 目：电液比例控制系统的实验分析(A) 学 院： 机电工程学院 专业班级： 机械工程及自动化08级(3)班 指导教师： 袁建畅 职称 教授 学生姓名： 王强 学 号： 40802010308 摘要电液比例控制，是指接受模拟信号或数字信号,使输出的流量或压力连续成比例地受到控制。由于电液比例控制具有操作方便，自动化程度高，工作平稳，结构简单，节能效果好，环境污染小的优点，被广泛应用于自动化领域。Festo Didactic(费斯托教学系统)是一个以在工业自动化领域内建立的比较完善的闻名世界的教学培训体系统。它对机械类学生综合能力的提高有很大帮助。本设计主要利用Festo所提供
2、的实验装置进行电液比例控制的相关实验的研究和开发。首先，熟悉电液比例技术的发展历史和趋势，了解电液比例控制的概述。其次，分析主要元件的结构、原理和使用方法。最后，通过认真模拟5个基本工业模型得出电液比例控制系统的特性及其在工业生产中的应用。专注车斗工作的模拟实验，通过问题的引出、实验的目的、原理图的设计、实验操作、记录数据和最终的结论，来研究一个完整的电液比例系统。通过具体操作和资料学习，使我更加深刻地理解电液比例控制系统，提高自己的实验动手能力和学习，使以后的工作和学习更加方便。关键词：电液比例控制，Festo Didactic试验台，模拟实验，车斗。AbstractThe proporti
3、onal electro-hydraulic control is to receive analog or digital signal, and make output flow or pressure continuously and proportionally under control. Thanks to its operational convenience, higher automation degree, working steady, simple construction, great energy-saved effect, the electro-hydrauli
4、c proportional control has been exclusively applied in the automation realm.The Festo Didactic system is a world-wide famous training system, whose target is to establish more perfect training system in industry automation realm. It is very great helpful to the improvement of machinery students comp
5、rehensive ability. The design is mainly based on the experiment provided by Festo, where we conduct research and development of some related experiment about electro-hydraulic proportional control. First of all, we can be familiar with the electro-hydraulic proportional technologys development histo
6、ry and trend and understand the concept of electro-hydraulic proportional control system. Then, the article analyzes the main components of the structure, principle and method of use. Finally, through carefully simulating five basic industry models we understand characteristics of electro-hydraulic
7、proportional control system and the application in industrial production. Focusing on a car simulation in its work, we study a complete electro-hydraulic proportional system through the problem, the purpose of the experiment, the design of Principle diagram experiment, recorded data and the final co
8、nclusion. Through the concrete operation and material study, we have a more understanding of the electro-hydraulic proportional control system, which improves our practice ability and learning experiments and makes work in the future and the learning more convenient.Keywords: electro-hydraulic contr
9、ol, Festo Didactic Test Bench, Simulation experiment, The bucket.46西安工程大学本科毕业设计（论文）目录第1章 序论11.1电液比例控制技术的形成和发展趋势11.2 Festo Didactic自动化控制技术培训简介31.3研究思路与内容4第2章 电液比例控制技术概述52.1电液比例控制技术的含义与内容52.2电液比例控制的特点52.3比例控制的基本原理62.4 比例控制的应用62.5电液比例控制元件的范围6第3章 电液比例控制系统主要元件73.1额定值信号给定单元73.2放大器83.3比例溢流阀103.4液压缸123.5三位四
10、通比例阀14第4章 电液比例控制系统实验研究174.1 Festo试验台须知174.2 压力机（单向放大器的特性曲线）174.3滚轧机的接触滚轮（比例压力阀）214.4夹紧装置（压力回路）264.5铣床（双向放大器的特性曲线）294.6压印机（斜坡额定值的设定）324.7车斗（额定值的外部控制）37第5章 总结43参考文献44致 谢45诚信声明第1章 序论电液比例控制技术,是在以开环传动为主要特征的传统液压传动技术，和以闭环控制为特征的电液伺服控制技术基础上，为适应一般工程系统对传动与控制特性或有所侧重或兼而有之的特别要求，从20世纪60、70年代开始，逐步发展起来的流体传动与控制领域中一个具
11、有旺盛生命力的新分支。现今，电液比例控制技术已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品不可或缺的重要手段，引起相关工业界、技术界的格外目重视。但由于所具有的一些特点，对这种技术的了解、掌握、运用，不论是理论上，还是实践上，都有很多问题研究、探讨、总结、提髙，使其形成相应的科学体系，以更好地推动技术的发展和相关人才的培养。电液比例技术本来就是流体传动与控制技术中的一个新的分支。所以，原来一般液压传动技术和电液伺服技术所共有的主要特点、优点与缺点、电液比例技术照样具备。但由于它是新发展起来的技术分支，所以，在应用电子技术，计算机技术、位息技术、自动控制技术、摩擦磨损技术及新工艺、新材料等方面，往往
12、表现出更前卫，这给电液比例技术带来更多新的特点。此外，诸如数字技术、高速开关技术等，也与电液比例技术结合得非常紧密。1.1电液比例控制技术的形成和发展趋势电液比例控制技术从形成至今，大致上可划分为四个阶段：从1967年瑞士Beringer公司生产XL比例复合阀，到70年代初日本油研公司申请压力和流量两项比例阀专利，标志着比例技术的诞生时期。此间，比例技术开始在液压控制领域中作为独立的分支，并以开环控制应用为主。这一阶段的比例阀仅仅是将新型电-机械转换器（比例电磁铁）用于工业液压阀，以代替开关电磁铁或调节手柄，阀的结构原理和设计方法几乎没有变化.阀内不含受控参数的反馈闭环，其工作频宽仅在15Hz
13、之间，滞环在4%7%之间从1975年到1980年，比例技术的发展进入第二阶段。设施比例技术发展最快的时期。此间，采用各种内部反馈原理的比例元件相继问世。耐高压比例比例电磁铁和比例放大器在技术上已经成熟，比例元件的工作频段已经达到515Hz，滞环减小到3%左右，其应用领域不断扩大。20世纪70年代后期比例变量泵和比例执行器相继出现，为大功率系统的节能奠定了基础，其应用扩大到闭环控制。到20世纪80年代，比例技术进入第三个阶段。此时，比例元件的设计原理更加完善，采用了压力、流量、位移反馈和动压反馈及电校正手段，使阀的稳定精度、动态响应和稳定性都有了进一步的提高。除了制造成本的原因，比例阀在中位仍保
14、留死区外，它的稳态和动态特性均已和工业伺服阀相同。此外，由于传感器和电子器件的小型化，还出现了带集成放大器的电液一体化比例元件。1990年至今，比例技术进一步完善。其一是，推出伺服比例阀，这种阀的电机械转换器采用比例电磁铁，功率级阀芯采用伺服阀的结构和加工工艺，解决了闭环控制要求死区小的问题。它的性能与价格介于伺服阀与普通阀之间，但是它对油液的清洁度要求低于电液伺服阀，特别适用于各种工业闭环控制。其二是，计算机技术和比例元件的结合，开发出数字式比例元件和数字式比例系统，并形成了不同总线标准的数字比例元件借口。现在电液比例控制技术的应用已经相当普遍，系统的重要性能对提高企业的技术装备水平和设备的
15、自动化程度，有重要的作用。电液比例控制技术正在于新的控制策略紧密结合，表现出强大的技术优势。(1)国内发展趋势：对于电液比例控制技术，国内不仅已开展研究而且己经达到广泛的实际应用，但目前国内的制造和技术还落后于国际水平。我国电液比例控制技术到20世纪70年代中期开始发展，在国内的应用，尤其在工程机械上的开发应用才刚起步。总的来说,我国电液控制比例技术与国际水平相比有较大差距。主要表现在:缺乏主导系列产品，现有产品型号规格杂乱,品种规格不全，各类比例泵.比例阀等，国内设计生产的品种少，并缺乏足够的工业性试验研究；在控制技术方面，自动化程度不高,性能水平较低，品质不稳定,可靠性较差，都有碍于该项技
16、术进一步地扩大应用，急待尽快提高。(2)国外发展趋势：1)性能较高，能够适应机电液一体化的发展。提高电液比例阀及远程控制的性能使之更能适应野外工作条件，并发展低成本比例阀。2)比例技术与二通和三通插装技术相结合，形成了比例插装技术，此外出现比例容积控制，为大、中动率控制系统节能提供新手段。3)电子控制器向着专用集成电路方向发展，实现小型化、组合化，并达到高可靠性目的。4)电液比例阀向通用化、模块化、组合化、集成化方向发展，以实现规模经济生产，降低制造成本，开发变量泵控制专用电液比例阀，以及阀与泵的结构性能匹配设计。5)电液比例技术的主要基础元件的相互衔接越来越密切，零部件通用化程度不断提高。1
17、.2 Festo Didactic自动化控制技术培训简介(1)TP701特点：基础部分培训装置提供广泛的基础技术知识。 技术部分处理重要的控制技术知识。 功能部分说明自动化系统的基本功能。 实验装置进行与日常工业实践紧密结合的基础及提高的培训。(2)包含的内容：气动、电气气动、可编程控制器、P自动化、液压、电气液压、比例液 压和应用技术。 (3)试验台说明：图1-1 TP701试验台该培训系统具有模块化结构特点，因此可进行除独立实验装置以外的多种组合应用。如：可加入PLC来控制气动、液压及电气执行件，方便进行试验、研究。(4)TP701结构：A部分： 课程 练习和工作表 B部分： 基本原理 参
18、考书籍 C部分： 答案 功能图、回路图、元件清单 D部分： 附录 元件存放柜、安装系统、连接系统、 数据表1.3研究思路与内容本论文的研究试验工作是围绕实验装置Festo液压试验台的控制系统开发进行的，以实现比例阀控制液压缸活塞进给位置确定为目的，研究比例较不同控制策略对系统的控制特性的差别。在实验研究过程中，所做的工作包括实验和研究验证两个方面，特别注重液压控制系统。为解决实验问题，本文由支队性的对内容的方法安排如下：(1)查阅资料，了解电液比例控制的相关知识内容，熟悉实验相关的元器件、试验台及实验方法，实验和实际机械过程的结合关系，安全注意事项以及电液比例技术各种控制方法的发展和现状。(2
19、)对元器件的结构及其原理进行分析，以便更好的研究实验；实验，得出相关基本元件的特性（如，信号值给定单元、放大器、比例溢流阀的关系）。(3)针对性的进行实验，记录相关数据，计算机模拟其相关曲线，得出最终指标。(4)总结全文的主要结论，对需要进行深入研究的展望。第2章 电液比例控制技术概述电液比例控制技术是在开关控制技术和伺服控制技术之间的过渡技术，它具有控制原理简单、控制精度高、抗污染能力强、受到人们的普遍重视，使该技术得到飞速发展。它是在普通液压阀的基础上，用比例电磁铁取代阀的调节机构及普通电磁铁构成的。采用比例放大器控制比例电磁铁就可实现对比例阀进行远距离连续控制，从而实现对液压系统压力、流
20、量、方向的无级调节。2.1电液比例控制技术的含义与内容通常，把使用比例控制元件（含比例阀、比例控制泵及比例放大器）按输入的电信号连续地按比例地控制液压系统的液流方向、流量和压力的液压系统称为电液比例控制系统。严格上说，比例控制是实现元件或系统的被控制量（输出）与控制量（输入或指令）之间线性关系的技术手段，依靠这一手段保证输出量的大小按确定的比例随着输入量的变化而变化。绝对的线性关系式不存在的，工程上认为，将线性偏差值控制在允许的误差范围内的比例关系就是线性关系。实现输出量与输入量的线性关系，是线性控制理论的要求。因此，从控制原理的角度来看，电液比例控制系统和电液伺服控制系统（线性系统）无区别，
21、但是由于两者的产生和背景不同，采用的技术手段不一样，应用场合也有所侧重，使得在液压控制技术领域，习惯上将比例技术和伺服技术分开。2.2电液比例控制的特点比例控制的特点，其实就是比例控制中的重要元件比例阀的特点。比例阀的最显著技术特性有：(1)比例阀的转换过程是可控的，设定值可无级调节，达到一定控制要求所需的液压元件较少，从而降低了液压系统的材料消耗。(2)使用比例阀可方便迅速、精确得实现工作循环过程，满足切换过程要求。通过控制切换过渡过程，可以避免尖峰压力，延长机械和液压元件的寿命。(3)用来控制方向、流量和压力的信号，通过比例器件直接加给执行元件，使液压控制系统的动态特性得到改善。2.3比例
22、控制的基本原理根据输入电信号电压值的大小，通过放大器，将该输入电压信号（一般在09V 之间）转换成相应的电信号，如1mV=1mA。这个电信号作为输入量被送入电磁铁，从而产生和和输入信号成比例的输出量力或位移。该力或位移又作为输出量加给比例阀，后者产生一个与前者成比例的流量或压力。通过这样的转换，一个输入电压信号的变化，不但能控制执行元件和机械设备上机械元件的运动方向，而且可对其作用力和运动速度进行无级调节。此外还能对相应的时间过程，例如在一段时间内流量的变化，加速度的变化或减速度的变化等进行连续调节。2.4 比例控制的应用比例控制技术是为了满足一些自动化程度高的液压设备对油液的压力或流量实行连
23、续控制和远程控制这一要求的，一般常应用在开环控制系统中，系统如果设有反馈信号也可实现控制精度较好的闭环控制。在本实验开发中主要研究开环比例控制的特性及应用。2.5电液比例控制元件的范围(1)控制元件多采用的驱动装置为比例电磁铁（动铁式电-机械转化器）。它的输入电流通常为几十到几千毫安，且为了提高可靠性和输出力，采用放大电流的趋势，衔铁输出的电磁力大小为几十到数百牛顿。比例电磁铁的特点是感性负载大，电阻小，感抗小，驱动力大。(2)控制元件的控制参数包括方向压力、流量、方向+流量、压力+流量。对应不同的参数，比例控制元件包括比例压力阀（比例溢流阀、比例减压阀）、比例流量阀（单方向控制液流的比例节流
24、阀和比例溢流阀）、比例方向阀（采用节流原理和流量控制原理在两个方向上控制液流）、复合比例控制阀。第3章 电液比例控制系统主要元件在Festo的实验器材中，有许多元件，但是有几个是我们经常用到。在此，对额定值信号给定单元、放大器、比例溢流阀、液压缸以及3位4通比例阀进行相关介绍。3.1额定值信号给定单元(1)元件图图3-1 额定值信号给定单元的实物图和符号图3-2 额定值信号值给定单元的结构1 电源电压24V 2电源电压0V 3 显示器 4 旋钮 5 选择器开关 6 尺度信号+7 尺度信号 8外部二进制输入L1 9 发光二级管 10 外部二进制输入L211 发光二级管L2 12 外部二进制输入L
25、3 13 发光二级管(2)使用方法额定值信号给定源是一个可以用来给控制系统提供信号的装置，通过设置它的基本参数可以得到不同形式的数字信号。额定值信号源共有8个内部设定值，通过选择“设定点个数1n”可以给定出欲设点的个数，然后通过旋钮给设定点Wn 赋值（-10V10V），斜率Rn 表示两个设定值之间的转换快慢，Rn 越大两个设定值之间转换越慢，反之就越快。转换时间是指相邻两个设定值之间的转换时间，如果从第一值很快转换到第二个，那么在剩余时间内将保持第二个值不变，直到转换时间耗尽，然后开始下一个转换过程。转换时间可以内部设定，也可通过外部控制信号I1，I2，I3 的8 种不同的组合选择设定值，而两
26、次的选择间隔就是转换时间。3.2放大器(1)元件图图3-3 放大器器实物图和符号图3-4 放大器的结构1 电源电压24V 2 电源电压0V 3显示器 4 输出A和B 5 释放输出A和B6 旋钮 7 选择开关 8 内部设定值 9 外部设定值的输出(2)使用方法比例放大器是一种专用的电子装置,用来对比例阀的控制电磁铁提供特定波形的控制电流,并对整个比例阀或系统进行开环或闭环控制，是一个对弱电信号进行各种处理和功率放大的电子装置。按输出控制电流的数量可以分为单通道和双通道。单通道的用于控制单电磁铁的比例元件，比如比例压力阀或流量阀等。双通道放大器主要用于三位四通比例方向阀的控制。比例放大器主要是通过
27、基准电流，阶跃电流和最大电流的不同设置对来自额定值信号源的电压信号通过一个转换关系转换成为可以作为比例阀电磁铁的控制电电流信号的装置。基准电流只作用在两个比例电磁铁的一个上，是用来补偿由于制造公差所导致的电磁铁断电时阀芯不在中位的误差。跳变电流是用来补偿不同的重叠量，取决于设定值的极性。对于双通道放大器来说，出口A正的设定值发生变化就会导致电流突然增加一个设定值；负的设定值变化就会导致通道B的电流发生跳变。为了克服阀芯的静摩擦，要求一个频率信号作用在磁电流上，频率小的时候震动作用比较大。频率的选择取决于阀和驱动元件的滞后情况以及音频干扰。3.3比例溢流阀。(1)元件图图3-5 比例溢流阀实物和
28、符号图3-6 比例溢流阀的结构1 阀体 2轴承壳 3 阀芯 4 电磁管 5 电磁线圈 6 滚花螺母 7 弹簧8 转轴 9 衔铁 10 推杆 11 弹簧 12喷嘴(2)阀的工作原理比例溢流阀具有动态功能并可通过电信号进行调节。阀芯3有两个受压面，当一个面通过油口T 受压时，另一个面通过油口受压。从T 口到弹簧腔的通道被喷嘴12节流。这样就缓冲阀的运动。当电磁铁断电后，阀芯完全缩回，T 口和P 口完全接通。比例电磁铁产生一个与作用在衔铁9上的电流成比例的力，这个力经过推杆10作用在阀芯3上。阀芯移动，直到两边电磁铁上的力相等，并且弹簧弹力和由阀芯面积乘以差动压力所得的阀芯力相平衡。在这个移动过程中
29、，T 口和P 口的通流面积减小甚至完全关闭。通过转轴8和弹簧7对比例衔铁进行预紧。这就使得电磁电流根据最终压力进行调节。(3)特性曲线曲线一：图3-7 电流/压力特性曲线曲线二：图3-8 流量/压力特性曲线3.4液压缸(1)元件图图3-9 液压缸实物和符号图图3-10 液压缸的结构1 活塞 2 活塞密封导向圈 3 活塞杆 4 活塞杆轴承 5 活塞杆密封圈6 刮油环 7 缸盖 8 节油口 9 缸通 10 有杆腔 11无杆腔12油缸基座 13 接油口(2)工作原理以油液为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力。它是将油液压力能转换为带动工作结构的机械能。若油液经13进
30、入缸的左腔，活塞在左侧压力油的推动下带动工作台向右移动，油液经8回到油箱；若油液经8进入缸的右腔，活塞在右侧压力油的推动下带动工作台向左移动，油液经13回到油箱。活塞的移动速度通过流入缸的流量来控制，最终达到控制工作台速度的目的。(3)液压缸技术参数。表3-1 液压缸技术参数3.5三位四通比例阀(1)元件图图3-11 3位4通比例阀的实体和符号图3-12 3位4通比例阀的结构图1 阀芯 2 阀体 3 弹簧 4 接地触点 5 电磁铁的电接头 6 紧急手驱动7 滑动支撑 8 补偿孔 9 电磁线圈 10 塞堵 11 弹簧片 12 控制窗13 推杆 14压力管(2)工作原理比例阀可以直接控制流速的方向
31、和大小并且由直流电磁铁线圈直接驱动。比例阀的特性就是阀芯连续可调。在剖面图中阀处于中位,所有的油口都关闭。如果两个电磁铁都不通电,由于两个受压弹簧（产生弹力）阀就处于中位。线圈Y29通电，塞堵把阀芯压到对面的弹簧上,使油口P和A接通，同时也使B口和T口接通；线圈Y1通电，阀芯被压到相反的方向上，使油口P和口B接通，同时也使A口和T口接通。比例阀和换向阀的区别就在于阀芯的可调性。比例阀可以得到中间的任一位置,然而换向阀只有两个状态,即要么接通要么断开，因此阀芯要么伸出要么一点也不动。比例阀的无限可调性是通过比例电磁铁来实现的。电磁铁通电，产生一个力作用在阀芯上，这个力的大小取决于流过电磁铁电流的
32、大小。带推杆的柱塞把阀芯推到对面的弹簧上直到阀芯力和压缩弹力达到平衡。柱塞的位移与接入的磁电流成比例。从中位起，阀芯开始需要移动一个重叠量。在这个过程中，油口是关闭的。然后阀芯的控制槽开始离开阀体脊而打开，两组控制窗总是打开的（和或者和）。凹口的截面迅速打开，打开面积的大小和流量变化的多少取决于控制窗的形状和数目。V 型窗得到连续的流量特性，而方型窗得到线性流量特性。在没电的情况下紧急受动驱动6也可便于驱动。(3)特性曲线曲线一：图3-13 流量信号特性曲线曲线二：图3-14压力特性曲线小结：通过上述重要元件的实物、结构图的介绍，工作原理和操作方法的了解，以及其相关特性曲线的认识，使我们能够更
33、好地把握以后的相关实验，使实验的精度、理解的深度、应用的广度都有很大的帮助。第4章 电液比例控制系统实验研究4.1 Festo试验台须知(1)安全须知1)元件安全操作的条件：u 液压源工作压力为60bar时，流速为2l/min。u 液压源所需电压为230V交流电。u 电器元件所需电压为24V直流电压。u 元器件安装在Festo Didactic专用的带凹槽的铝合金实验板上。2)安全注意事项：u 液压缸一旦开启，气缸可能会立即伸出。u 不要超过允许的工作压力。u 只能之用24V低压电源。(2)程序须知在建立一个控制回路时，注意一下步骤：u 在建立控制回路时，一定要关闭液压源和电源。u 所有元件必
34、须安全地安装在实验板上。u 检查所有回油管和软管，确保它们已经安全地连接上。u 确保所有的导线已经连接好，并且所有的插头已经插好。u 首先打开电源，然后打开液压源。u 确保液压元件的压力已经卸除，因为连接装置必须在无压状态下连接。u 首先关闭液压源，然后关闭电源。4.2 压力机（单向放大器的特性曲线）(1)实验提出压力机压制工件的尺寸不统一，为了找出误差的原因，要检查比例放大器的功能，故记录其特性曲线。(2)实验目的。u 熟悉单通道放大器的特性曲线。u 能够设定将基本电流、阶跃电流和最大电流。(3)实验步骤u 绘制电气回路图。u 构建回路。u 设定额定值信号给定单元。u 设定基本电流、阶跃电流
35、和最大电流。u 实验，记录数据。u 绘制单向放大器的特性曲线。(4)实验原理图和实物图图4-1 实验原理图图4-2 实物图5）实验数据表4-1 额定值信号给定单元设定选择开关显示FUNCTION选择额定值 E1, E2, E3W1额定值：W1 = 2.7 V如果 E1 = E2 = E3 = 0 ，W1 即为有效值。表4-2 放大器设定 选择开关 显示FUNCTION 两个单向放大器 IA BASIC 基本电流 A：0.0mA IA JUMP 阶跃电流 A：0.0mA IA MAX 最大电流 A：1000mA IA 输出电流 A：270mA 数据：W1=额定值1IA=放大器A的电流 表4-3
36、数值表1W1(V)0.02.04.06.08.010.0IA(mA)1191390590798990IA BASIC=200mAIA JUMP=0.0mAIA MAX=800mA表4-4 数值表2W1(V)0.05.010.0IA(mA)203497791IA BASIC=200mAIA JUMP=100mAIA MAX=800mA表4-5 数值表3W1(V)0.00.15.010.0IA(mA)204302544792特性曲线：图4-3 单向放大器A的特性曲线W2=额定值2 IB=放大器B的电流 IB BASIC=0.0mA IB JUMP=0.0mA IB MAX=1000mA表4-6 数
37、值表4W1(V)0.02.04.06.08.010.0IB(mA)1191402597790990特性曲线:图4-4 单向放大器B的特性曲线(6)实验结论u 特性曲线可拟合成为一条直线，它的斜率为O/ I,其中O为放大器电流的输出，I为放大器电压的输入。 直线起点值=基本电流+阶跃电流 直线最大值=最大电流u 两个放大器的特性曲线相同u 通过设置基准电流，阶跃电流和最大电流来调整放大器实现对比例溢流阀的控制。其中：最小电流对应阀体最大开度，最大电流对应最小开度。4.3滚轧机的接触滚轮（比例压力阀）(1)试验提出金属片经滚轧机后变为金属带，其中一滚轮保持恒定拉力，此压力由比例溢流阀决定，故对其特
38、性曲线进行研究。(2)实验目的u 能够设定单向放大器。u 熟悉比例溢流阀的特性曲线。(3)实验步骤u 绘制液压回路图。u 绘制电气回路图。u 构建回路图。u 设定额定值信号给定单元。u 设定单向放大器。u 实验，记录数据。u 绘制压力/电流曲线。u 绘制压力/流量曲线。(4)实验原理图和实物图图4-5 液压回路图 图4-6 电气回路图图4-7 实物图(5)实验数据表4-7 额定值信号给定单元的设定 选择开关 显示 FUNCTION 额定信号给定 E1, E2, E3 W1 额定值：W1 = 2.7 V 如果 E1 = E2 = E3 = 0，W1即为有效值。表4-8 放大器的设定 选择开关 显
39、示 FUNCTION 两个单向放大器IA BASIC 基本电流 A：0.0mA IA JUMP 阶跃电流 A：0.0mA IA MAX 最大电流 A：1000mA DITHERFREQ 振动频率F：200Hz IA 输出电流 A：270mA 数据： W1=额定值 IA=放大器A的电流 P=溢流阀的压力（流量上升和下降）表4-9 数值表1W1(V)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0IA(mA)0.01002003004005006007008009001000P（bar）67142434455360606060P（bar）69172737475660606060
40、特性曲线：图4-8 压力/电流特性曲线q=通过比例溢流阀的流量 P=比例溢流阀的上限压力P IA=放大器A的电流 表4-10 数值表2Q(l/min)0.51.01.52.0IAP(bar)13131416200mAP(bar)21222426300mAP(bar)32333435400mAP(bar)44444545500mA特性曲线：图4-9 压力/流量特性曲线(6)实验结论u 压力/电流特性曲线的线性范围较大， IA在150mA600mA之间变化时，对应压力在13bar53bar之间呈线性变动。故，溢流阀上的电流值应该在适当区间变化，其压力才能实现精准控制。u 当电流确定适当值时，随着流
41、量的变化，溢流阀的压力在很小幅度内提高。u 溢流阀的压力由放大器的电流和通过它的流量来决定。电流占主作用，流量有微调作用。4.4夹紧装置（压力回路）(1)实验提出工件被夹紧装置加紧时，缸体伸出，产生加紧压力。压力在加工过程中保持不变。按下按钮，压力下降，气缸缩回。其压力的变化过程由溢流阀控制，故研究溢流阀在油路中控制压力的过程。(2)实验目的u 熟悉控制系统的压力。(3)实验步骤u 绘制液压回路图。u 绘制电气回路图。u 构建回路。u 设定比例溢流阀。u 实验，记录数据。(4)实验原理图和实物图图4-10 液压回路图图4-11电气回路图：图4-12 实物图：(5)实验数据表4-11 额定值信号
42、给定单元的设定 选择开关显示FUNCTION内部选择：额定值 1 3TIME回程时间： t = 5.0 secW1W1 = 1.0 VW2W2 = 2.0 VW3W3 = 3.0 V设定3个额定值；每一个值在前一个值5秒后开始转换表4-12 设定放大器 选择开关 显示 FUNCTION 两个单向放大器 IA BASIC100mA IA JUMP 0.0mA IA MAX 650mA DITHERFREQ 200Hz 数据： P=加紧压力 W1=额定值1IA=放大器A的电流 表4-13 数值表1P(bar)0(3)2030405060(57)W1(V)03.45.16.78.39.6IA(mA)
43、101297373461549623(6)实验结论u 比例溢流阀方便、快捷，仅需改变设定值就可改变压力的快速变化。u 比例溢流阀可以进行远程控制，便于集中管理。u 比例溢流阀的电流值降低（阀口全开）时可得到无压循环。此时，使IA BASIC=0，W1=0。u 通过电磁换向阀和PLC电路，可实现按钮控制气压缸的前进和后退，便于操作。4.5铣床（双向放大器的特性曲线）(1)实验提出铣床的进给轴通过液压缸驱动，其速度通过4/3比例阀和2通放大器控制。故研究2通放大器的特性曲线很有必要。(2)实验目的u 能够设定基本电流、阶跃电流和最大电流。u 熟悉2通道放大器的特性曲线。(3)实验步骤u 绘制电气回
44、路图。u 构建回路。u 设定额定值信号给定单元。u 设定放大器的基本电流、阶跃电流和最大电流。u 绘制2通道放大器的特性曲线。(4)实验原理图和实物图图4-13 实验原理图图4-14 实物图(5)实验数据表4-14 额定值信号给定单元的设定 选择开关 显示 FUNCTION 选定额定值E1，E2，E3 W1 设定值：W1=2.7V 如果E1=E2=E3=0，W1即为有效值。 表4-15 放大器的设定 选择开关 显示 FUNCTION 2通放大器IA BASIC 基本电流A：0.0mA IA JUMP 阶跃电流A：0.0mA IA MAX 最大电流A：1000mA IA 输出电流A：270mA IB BASIC 基本电流A：0.0mA IB JUMP 阶跃电流A：0.0mA IB MAX 最大电流A：1000mA IB 输出电流A：0.0mA 数据： W1=额定值 IA=放大器A的电流 IA=放大器B的电流 IA