电液比例阀的优化控制_许杏文

电液比例阀的优化控制

许杏文,邱仰伟

(广东省电力工业学校,510520)

摘要:本文根据电液比例阀的特点,对其系统进行了分析,并采用单片微机数字优化控制,进行多种适应补偿,使系统具有良好的动态和稳态性能。

关键词:电液比例阀;优化控制;脉宽调制

0　前言

电液比例阀是典型的机电液一体化元件,广泛应

用于各种机械设备中,它综合伺服阀无级调节和开关

阀要求简单的优点。目前,一般电液比例阀的控制器

均有较大的滞环和死区,且温漂大、调整困难、功能

单一,影响了系统的稳定性和可靠性。针对这些缺

点,设计的直流电液比例阀单片微机控制的数字式装

置,对滞环和死区进行适应性补偿等优化控制,输出

采用可控脉宽调制(PWM),大大改善了控制性能,并

扩展了系统的功能。

2　电液比例阀控制分析

要使电液比例控制系统兼备优良的动静态性能,

必须依据电液比例阀的特性,设计微机控制器,组成

所需的控制软件和硬件。系统主要由控制器、比例电

磁铁、比例阀和执行机构等组成,其中比例电磁铁和

比例阀作为控制元件起重要作用,现进行重点分析。

先看比例电磁铁,其作用是将电信号转变为机械位移

或力输出,再通过机械联接控制比例阀。

考虑比例电磁铁空载动态特性,暂不考虑液压力、

干扰力影响,得到位移方程:

m d2y

dt2

+B dy

dt

+K s y=F m(1)

式中:m—衔铁组件的质量;B—阻尼系数;K s—衔铁组件的弹簧刚度。

电磁力:F m=K I i-K y y,将F m代入(1)式,作拉普拉斯变换得:

ms2y+Bsy+(K s+K y)y=K I i(2)式中:K I—电磁力系数;K y—位移力系数和调零弹簧刚度之和。

其电压拉普拉斯方程为:

u i(s)=Lsi+(R c+r p)i+K e sy(3)式中:L—线圈电感;R c,r p—线圈和放大器内阻; K e—线圈感应反电势系数。

综合上述各式,经变换和简化后,可得到如图1所示直流比例电磁铁传递函数框图,图中:ωm= (K s+K y)/m;ζm=B/[2(K s+K y)m];ωe= (R c+r p)/L。由于比例电磁铁线圈存在较大电感,延迟电流上升时间,为提高其动态性能,可串接电阻或采用较高的起动电压。此外直流比例电磁铁有明显滞环(由电磁滞迟和摩擦形成)

,为提高其动静态性能,要求在正常工作的稳态电流基础上,叠加一定频率和幅值的颤振信号。

图1　直流比例电磁铁传递函数框图

图2　电流—压力曲线实际系统有一定的非线

性误差,且存在较大的滞环

和死区,如图2所示,通常

滞环约为3%左右,死区范

围则为20%以上。常规控制

器开环控制是很难作到滞环

和死区的补偿,而微机则可

以利用其丰富的软件功能来

实现。死区补偿时,可根据测定的死区范围,采用相应的初始电流值叠加在输出电流上进行补偿,以达到基本消除死区的目的。而对滞环的补偿,则要根据已测定的滞环值,并记忆电流为上升或下降,在同样的压力p时,应取不同的对应电流值,同时对PWM的频率进行一定的变换,频率逐步上升到某一值,达到要求的电流和压力后,再恢复到原来的频率,以达到最佳补偿的效果。动态控制时既可采用闭环控制,也可采用开环控制。闭环控制时,可对电液比例阀的压力或流量进行控制,根据控制量的不同而选用压力或流量传感器作为检测元件,以软件算法实现PI调节器的控制作用。开环控制时,其动态过程无法控制,为保证快速响应且无振荡和冲击,可用软件算法形成多种曲线,本文采用了斜坡、积分和正弦波等三种常用控制曲线。使压力或流量按控制要求变化,以达到快速和稳定控制的目的。

2　系统硬件和软件优化设计

控制器的微机采用了MCS-51单片微型计算机,采用闭环控制的系统组成框图如图3,流量传感器通过AC/F转换器,将检测的调制信号解调成频率信号送C PU检测,同时对电流进行闭环控制。开关信号可以是位置、速度、压力或流量开关,以便程序控制时输入触发信号,也可以输出开关信号以驱动电磁铁或继电器等。因此控制器作为单独的控制系统使用,并能和上位机通讯。同时尽量利用其强有力的软件功能,

图3　采用闭环控制的系统组成框图

实现各种控制方式,目的是使硬件构成简化合理、结

构紧凑,以提高可靠性。系统可以用专门的芯片输出PWM 信号时,一方面会增加硬件成本,另外也难以达到灵活控制。系统采用软件生成PWM 信号时,通常由图4　P WM 输出示意图多个定时计数器完成,而MCS -51单片微型计算机只有两个16位定时计数器,一个实用的应用系统应尽可能精简。该单片微机的定时计

数器有4种工作方式,而工

作在定时状态时,必须在每次完成计数或定时后重新装入设定的时间常数,我们已用了一个定时计数器作为串行通讯,用另一个定时计数器完成了三种不同的定时要求:设定输出信号一个周期的置位、复位和系统的标准定时,如图4所示,即当设定的信号脉宽图5　生成PW M 信号程序框图

(置位时间)为τ,而每个周期设为T 时,则可设T 1=τ,复位的时间为T 2=T -τ,T =T 1+T 2,而所需的标准定时如100ms 的计数次数则为100/T 得到,必须注意,每个不同的控制段的T 1、T 2可由该段所需的τ和T 在键盘输入设定时,即由程序自动计算好放入缓冲区。图5所示为生成PWM

信号输出波形程序框图,其中断服务子程序清单如下:

TINT 1:P USH ACC ;保护现场

P USH PS W

JBC FL AG ,TINT 01;判标志,0输出置位,1输出复位MOV T H1,TI ME H1;装入时间常数1

MOV TL 1,TI ME L1SE TB FL AG ;设标志SE TB P OUT ;输出置位

SJMP

TI NT 02TINT 01:MOV

T H1,TI ME H2;装入时间常数2MOV TL 1,TI ME L2CL R

P OUT

;输出复位TINT 02:SET B TR1

;起动定时器P OP

PS W

;恢复现场 POP ACC

RE TI ;中断返回

限于篇幅,这里只简单介绍计数定时器的运用。

3　结束语

采用单片微机进行数字控制,用键盘操作和数码提示来输入设定的控制电流、时间、压力和流量等参数,在系统开环控制时,通过三种过渡控制曲线,克服开环控制的缺点,使输出量平稳快速达到给定值,并测定死区和滞环的范围,可直接对死区和滞环进行补偿,达到基本消除死区和滞环的目的。在系统闭环控制时,由于采用以上多种优化控制,提高了系统的快速性和稳定性,控制精度和可靠性大大提高。并可以与上位计算机通讯,从而实现多级控制。同时采用PWM 输出,提高电流上升速度,减少功耗,使输出部分能保持长期稳定工作。由于其多功能控制的特点,不但适用于电液比例阀的控制,也易于功能扩展和改型,用在其它需要较高性能电流电压控制的场合.这种微机控制器有很好的适应性,在应用中得到验证。参考文献

【1】Herion Information ·Proportional Valve Technology Isue ,1984【2】F .R .Conner SINGALS ,Ed ward Arnold ,1979【3】路甬祥,胡大宏等·电液比例控制技术·机械工业出版社,

1988.11【4】吴根茂,邱敏秀等·实用电液比例技术·浙江大学出版社,

1993.9【5】唐露新,吴黎明等·高性能电液比例阀电脑控制器的研制·

广东机械学院学报,1995.3

收稿时间:2000-12-19

美研制出数字式柴油发动机

美国将计算机技术与直到如今还不能兼容的机械

过程相结合,创制了新一代低排放的柴油发动机,这种未来的发动机取消了凸轮轴。

这种发动机的关键部件是富有创新性的计算机控制滑阀,它是由科罗拉多州伍德兰德帕克的斯科曼工业公司研制的,在几微秒的时间内就可运转起来。

微型滑阀由两头的电力线圈激励,两激励线圈之间的大电流强度的电流峰值推动滑阀。每个冲程结束后,残存在阀里的残留磁力将滑阀固定在应有的确切位置,使它在原处固定不动,因而不用消耗能量。当电流反向时,滑阀便反向运动。由于没有复位弹簧、阀体质轻且磁场强度大,这些都会使其速度极高,接近计算机信号的速度。

滑阀可以精确地控制流体,从而操纵大的从动装置。例如,该微小的滑阀可以极其精确地控制轻便的柴油喷嘴,在汽缸内发生爆燃的过程中,燃油流就可以随之改变,这样就使污染物的排放得到很大的改进。该装置用来直接操作发动机阀门,改变气门分配相位的调节,或关闭某个气缸,从而提高节油性能。

胡正隆

电液比例阀性能测试实验指导书..

电液比例阀性能测试实验指导书 实验项目 1. 电液比例方向阀性能实验 2. 电液比例溢流阀性能实验 3. 电液比例调速阀性能实验 唐山学院机电工程系

实验一电液比例溢流阀性能测试 一、实验液压原理图 二、液压元件配置 1－变量叶片泵 2－先导式溢流阀 3－电磁阀 4－电液流量伺服阀2FRE6~20/10QM 5－蓄能器 6－被试阀电液比例溢流阀DBETR-10B/80M 7、8－压力传感器 9－加载用节流截止阀 10－流量传感器 11、12－截止阀 13－压力表 三、实验内容 1、稳态压力控制特性测试 测试阀控制电流与阀输出压力之间关系，画特性曲线，计算死区、滞环、非线性度。 2、稳态负载特性（压力-流量特性） 测试控制输入电流、输出压力、负载干扰（流量）之间关系。 3、输入信号阶跃响应测试（选做） 测试阀输出压力相对一定幅值输入电信号阶跃变化的过渡过程响应特性，画特性曲线，计算滞后时间、上升时间、过渡过程时间等。

4、频率响应特性测试 测试阀对一组不同频率的等幅正弦输入信号的响应特性，画频响特性曲线（博德图），算幅频宽、相频宽。 四、实验方法 ●测试电回路接线操作： 1）压力传感器－把P A、P B压力传感器信号线分别扦入控制面板上的模拟信号输入口1、2口。 2）电液比例溢流阀－把比例溢流阀电磁铁A线圈扦入比例溢流阀放大器电磁铁A扦座上，位移传感器信号线扦入放大器的阀蕊反馈扦座。 比例溢流阀放大器输入测试信号、输出测试信号用四蕊测试线分别扦入控制面板上的模拟信号输入口5、6口上，差动信号输入信号用二蕊测试线扦入控制面板上的模拟信号输出口1口上。转换开关转入自动位置。3）电液比例流量阀－把比例流量阀电磁铁A线圈扦入比例流量阀放大器电磁铁A扦座上，位移传感器信号线扦入放大器的阀蕊反馈扦座。 电液比例流量阀放大器差动输入信号号用二蕊测试线分别扦入控制面板 上的模拟信号输出口2口上。转换开关转入自动位置。 4）流量传感器－把大流量传感器、小流量传感器信号线分别扦入控制面板上的脉冲信号输入口1、2口上（模拟输入信号分别9、10通道）。 ●软件操作 每个电液比例溢流阀性能实验之前都必须先根据流量来调节开口度，即开度设置画面。而且其信号发生器的幅度都为-10V~+10V；起止频率为0.1hz。同时流量计参数中的量程为0~5。 1、稳态压力控制特性 测试油回路各阀体操作： 1）打开截止阀9、11，关闭截止阀12、电磁阀3； 2）调节变量泵1，使输出流量为10L/min，由小流量传感器(10)观测输出流量为0L/min； 3）调节溢流阀2，调整压力为8MPa，做安全阀用。压力由压力表1观测；4）向电液比例流量阀输入一定幅值电信号，使流过被试电液比例溢流阀6的流量为3L/min，流量由流量传感器10观测； 5）向被试阀6输入频率为0.01Hz，在起始电流和额定电流之间变化的三角波电流信号，由压力传感器9测出被试阀6进口压力值； 5）以电流信号横坐标，以输出压力为纵坐标，画p—i特性曲线。 ●软件操作说明

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析

中国地质大学 研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士日期:

评语 对课程论文的评语 注： 1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract: Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products. This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized, and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation; electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。 比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表 1 三种阀类主要性能比较

电液比例阀工作原理 (2)

电液比例阀就是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀与比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点,具有先导控制、负载传感与压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别就是电控先导操作、无线遥控与有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类与形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类就是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类就是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀就是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路与成本低廉等特点,近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通与多通等形式,二通式比例阀主比例节流阀,它常它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主比例减压阀,也就是移动式机械液压系统中应用较多比例阀,它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀,它比手动先导阀具有更多灵活性与更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀,不同输入信号,减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,就是移动式机械液压系统最基本元件之一,就是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀就是比较理想电液转换控制元件,它保留了手动多路阀基本功能,还增加了位置电反馈比例伺服操作与负载传感等先进控制手段。它就是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑与工程机械控制精度要求不高特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,具有电子检测与纠错功能。,阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来,电子技术发展,人们越来越多采用内装差动变压器(ＬＤＶＴ)等位移传感器构成阀芯位置移动检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器与其它电子电路组成高度集成比例阀,具有一定校正功能,可以有效克服一般比例阀缺点,使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温与提高控制精度,同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰,现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿就是一个很相似概念,都就是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲就是将负载压力负载感应油路引至远程调压溢流阀上,当负载较小时,溢流阀调定压力也较小;负载较大,调定压力也较大,但也始终存一定溢流损失。变量泵系统就是将负载传感油路引入到泵变量机构,使泵输出压力随负载压力升高而升高(始终为较小固定压差),使泵输出流量与系统实际需要流量相等,无溢流损失,实现了节能。 压力补偿就是提高阀控制性能而采取一种保证措施。将阀口后负载压力引入

工程机械电液比例阀特点

工程机械电液比例阀特点、原理及应用 工程机械电液比例阀的特点及其应用—感谢山东科技大冯开林教授 1 引言 电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等 方面展现了其良好的应用前景。 2 工程机械电液比例阀的种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。根据工程机械液压操作的特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是通过螺纹将电磁比例插装件固定在油路集成块上的元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来在工程机械上的应用越来越广泛。常用的螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主要是比例节流阀，它常与其它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主要是比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多的比例阀，它主要是对液动操作多路阀的先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统的手动减压式先导阀，它比手动的先导阀具有更多的灵活性和更高的控制精度。可以制成如图1所示的比例伺服控制手动多路阀，根据不同的输入信号，减压阀使输出活塞具有不同的压力或流量进而实现对多路阀阀芯的位移进行比例控制。四通或多通的螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独的控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本的元件之一，是能实现方向与流量调节的复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想的电液转换控制元件，它不仅保留了手动多路阀的基本功能，还增加了位置电反馈的比例伺服操作和负载传感等先进的控制手段。所以它是工程机械分配阀的更新换代产品。 出于制造成本的考虑和工程机械控制精度要求不高的特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，也不具有电子检测和纠错功能。所以，阀芯位移量容易受负载变化引起的压力波动的影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业的完成。在电控、遥控操作时更应注

电液比例阀工作原理

电液比例阀工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术

电液比例阀设计

本科毕业设计（论文）通过答辩 带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计 摘要：电液比例技术发展迅猛，以其控制精度较高、结构简单、成本合理等优点在工业生产中获得了越来越来广泛的应用，它的发展程度也可从一个侧面反映一个国家液压工业技术水平，因而日益受到各国工业界的重视。 本设计的课题是电液比例阀中的一类——二级电液比例节流阀。在对该阀各部分的结构、原理及性能参数进行详细分析的基础上，完成了功率级为二通插装阀，先导级为电液比例三通减压溢流阀，通径为32mm，最大流量为480L/min，进油口额定工作压力为31.5MPa，出油口额定工作压力为30.5MPa的电液比例节流阀的结构设计与参数设计。 关键词：电液比例节流阀；插装阀；比例电磁铁

1 The design of two stage electro-hydraulic proportional throttle valve with displacement electricity feedback Majority:Machine Design ＆Manufacturing and Automation Abstrac t: The technology of electro-hydraulic proportional develops swiftly and violently, it has more and more come the widespread application in the industrial production by its precision control, the simply structure, the reasonable cost and so on, its degree of development also might reflect a national hydraulic pressure industrial technology level from a side, so this technology received more and more value by the various countries' industrial field. The topic of this graduation project is precisely one kind of electro-hydraulic proportional valve----two stage electro-hydraulic proportional throttle valve. This design will first carry on detailed analysis to the structure, principle and function parameter of various part of this kind of valve, then complete the structural design and the parameter design of the two stage electro-hydraulic proportional throttle valve ,this valve's main stage is cartridge valve ,its forerunner stage is three contacts reduced pressure overflow valve .This valve's rectum is 32mm,and its max regulated flow is 480L/min,the oil input port fixed working pressure is 31.5MPa, the output port fixed working pressure is 30.5MPa. Keyword: Electro-hydraulic proportional throttle valve; Cartridge valves; Proportion electro-magnet ratio electromagnet

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析

中国地质大学研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士 日期:

评语 注：1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要：电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述，并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析，最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。 关键词：电液比例插装阀；分类；产品现状；电液比例控制技术；发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract:Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products.This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized,and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation;electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品，能方便地和微机控制系统相结合，连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等，有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类，其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用电──机械转换装置，将电信号转换为位移信号，按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件，它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点，并减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，在某些方而还有一定的性能差距，但它显著的优点是抗污染能力强，大大地减少了因污染所造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。另一方面比例阀的成本比伺服阀低，结构也简单，己在许多场合获得广泛应用。比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表1 三种阀类主要性能比较

电液比例阀性能测试实验指导书

电液比例阀性能测试实 验指导书 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

电液比例阀性能测试实验指导书 实验项目 1. 电液比例方向阀性能实验 2. 电液比例溢流阀性能实验 3. 电液比例调速阀性能实验 唐山学院机电工程系

实验一电液比例溢流阀性能测试 一、实验液压原理图 二、液压元件配置 1－变量叶片泵 2－先导式溢流阀 3－电磁阀 4－电液流量伺服阀2FRE6~20/10QM 5－蓄能器 6－被试阀电液比例溢流阀 DBETR-10B/80M 7、8－压力传感器 9－加载用节流截止阀 10－流量传感器 11、12－截止阀 13－压力表 三、实验内容 1、稳态压力控制特性测试 测试阀控制电流与阀输出压力之间关系，画特性曲线，计算死区、滞环、非线性度。 2、稳态负载特性（压力-流量特性） 测试控制输入电流、输出压力、负载干扰（流量）之间关系。 3、输入信号阶跃响应测试（选做） 测试阀输出压力相对一定幅值输入电信号阶跃变化的过渡过程响应特性，画特性曲线，计算滞后时间、上升时间、过渡过程时间等。

4、频率响应特性测试 测试阀对一组不同频率的等幅正弦输入信号的响应特性，画频响特性曲线（博德图），算幅频宽、相频宽。 四、实验方法 测试电回路接线操作： 1）压力传感器－把P A、P B压力传感器信号线分别扦入控制面板上的模拟信号输入口1、2口。 2）电液比例溢流阀－把比例溢流阀电磁铁A线圈扦入比例溢流阀放大器电磁铁A扦座上，位移传感器信号线扦入放大器的阀蕊反馈扦座。 比例溢流阀放大器输入测试信号、输出测试信号用四蕊测试线分别扦入 控制面板上的模拟信号输入口5、6口上，差动信号输入信号用二蕊测 试线扦入控制面板上的模拟信号输出口1口上。转换开关转入自动位 置。 3）电液比例流量阀－把比例流量阀电磁铁A线圈扦入比例流量阀放大器电磁铁A扦座上，位移传感器信号线扦入放大器的阀蕊反馈扦座。 电液比例流量阀放大器差动输入信号号用二蕊测试线分别扦入控制面板 上的模拟信号输出口2口上。转换开关转入自动位置。 4）流量传感器－把大流量传感器、小流量传感器信号线分别扦入控制面板上的脉冲信号输入口1、2口上（模拟输入信号分别9、10通道）。 软件操作 每个电液比例溢流阀性能实验之前都必须先根据流量来调节开口度，即开度设置画面。而且其信号发生器的幅度都为-10V~+10V；起止频率为。同时流量计参数中的量程为0~5。 1、稳态压力控制特性 测试油回路各阀体操作： 1）打开截止阀9、11，关闭截止阀12、电磁阀3； 2）调节变量泵1，使输出流量为10L/min，由小流量传感器(10)观测输出流量为0L/min； 3）调节溢流阀2，调整压力为8MPa，做安全阀用。压力由压力表1观测； 4）向电液比例流量阀输入一定幅值电信号，使流过被试电液比例溢流阀6的流量为3L/min，流量由流量传感器10观测； 5）向被试阀6输入频率为，在起始电流和额定电流之间变化的三角波电流信号，由压力传感器9测出被试阀6进口压力值； 5）以电流信号横坐标，以输出压力为纵坐标，画p—i特性曲线。

电液比例阀

3.2.1直动式比例溢流阀 直动式比例溢流阀的工作原理及结构见图3-2,。这是一种带位置电反馈的双弹簧结构的直动式溢流阀。它于手调式直动溢流阀的功能完全一样。其主要区别是用比例电磁铁取代了手动弹簧力调节组件。 如图3-2a所示，它主要包括阀体6，带位置传感器1、比例电磁铁2、阀座7、阀芯5及调压弹簧4等主要零件。当电信号输入时，电磁铁产生相应的电磁力，通过弹簧座3加在调压弹簧4和阀芯上，并对弹簧预压缩。此预压缩量决定了溢流压力。而压缩量正比输入电信号，所以溢流压力也正比于输入电信号，实现对压力的比例控制。 弹簧座德实际位置由差动变压器式位移传感器1检测，实际值被反馈到输入端与输入值进行比较，当出现误差就由电控制器产生信号加以纠正。由图3-2b所示的结构框图可见，利用这种原理，可排除电磁铁摩擦的影响，从而较少迟滞和提高重复精度等因素会影响调压精度。显然这是一种属于间接检测的反馈方式。 a b 图3-2 带位置电反馈的直动式溢流阀 a)工作原理及结构b）结构框图 1—位移传感器2—比例电磁铁3—弹簧座4—调压弹簧 5—阀芯6—阀体7—阀座8—调零螺钉 普通溢流阀可以靠不同刚度的调压弹簧来改变压力等级，而比例溢流阀却不能。由于比例电磁铁的推力是一定的，所以不同的等级要靠改变阀座的孔径来获得。这就使得不同压力等级时，其允许的最大溢流量也不相同。根据压力等级不同，最大过流量为2～10L/min。阀的最大设定压力就是阀的额定工作压力，而设定最低压力与溢流量有关。这种直动式的溢流阀除在小流量场合下单独作用，作为调节元件外，更多的是作为先导式溢流阀或减压阀的先

导阀用。另外，位于阀底部德调节螺钉8，可在一定范围内，调节溢流阀的工作零位。 3.2.2先导式比例溢流阀 1.结构及工作原理 图3-3所示为一种先导式比例溢流阀的结构图。它的上部位先导级6，是一个直动式比例溢流阀。下部为主阀级11，中部带有一个手调限压阀10，用于防止系统过载。 当比例电磁铁9通有输入信号电流时，它施加一个直接作用在先导阀芯8上。先导压力油从内部先导油口（取下螺堵13）或从外部先导油口X处进入，经流道口和节流3后分成两股，一股经节流孔5作用在先导阀芯7上，另一股经节流孔4作用在阀芯撒谎女上部。只要A油口压的压力不足以使导阀打开，主阀芯的上下腔的压力就保持相等，从而主阀芯保持关闭状态。这是因为主阀芯上下有效面积相等，从而主阀芯保持关闭状态。这是因为主阀芯上下有效面积相等，而上面有一个软弹簧向下施加一个力，使阀芯关闭。 当主阀芯是锥阀，它既小又轻，要求的行程也很小，所以这种阀的响应很快。阀套上有三个径向分布的油孔，当阀开启时使油流分散流走，大大减少噪声。节流孔4起动态压力发 亏作用，提高阀芯的稳定性。 图3-3 先导式比例溢流阀 1—先导油流道2—主阀弹簧 3.、4、5—节流口6—先导阀 7—外泄口8—先导阀芯9—比例电磁铁10—安全阀 11—主阀级12—主阀芯13—内部先导油口螺堵 A—进油口B—出油口X—外部先导油口Y—外部先导卸油口 与传统的先导式溢流阀不同，比例溢流阀的压力等级的获得是靠改变先导阀的阀座孔径来实现的。这点与比例直动式溢流阀完全相同。较大的阀座孔径对应着较低的压力等级。小阀座孔径可获得较高的额定值。阀座的孔径通常由制造厂根据阀座的压力等级在制造时已经确定。

电液比例阀基本原理

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BASIC SYSTEM1) 一般认为一个简单的液压系统由油箱（A）、电动机（B）、泵（C）、溢流阀（ D）、过滤器（ E）、流量控制阀（ F）、方向控制阀（ G）、和油缸（H）组成。 H2) 油缸的运动是由流量控制阀（确定运动的速度）和方向控制阀（油缸运动的方向）控制。 GFE DCBA

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ BASIC SYSTEM当电磁阀得电时，油缸活塞将伸出和回缩 , 其速度由流量控制阀确定，而电磁阀不具有控制速度的能力。 3/ 85

BASIC SYSTEMA three position solenoid valve can: - extend the cylinder

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电液比例阀工作原理

电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温和提高控制精度，同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰，现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿是一个很相似概念，都是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力负载感应油路引至远程调压溢流阀上，当负载较小时，溢流阀调定压力也较小；负载较大，调定压力也较大，但也始终存一定溢流损失。变量泵系统是将负载传感油路引入到泵变量机构，使泵输出压力随负载压力升高而升高（始终为较小固定压差），使泵输出流量与系统实际需要流量相等，无溢流损失，实现了节能。

详细讲解流量控制阀

流量控制阀 流量控制阀是通过改变节流口通流断面的大小，以改变局部阻力，从而实现对流量的控制。流量控制阀有节流阀、调速阀和分流集流阀等。 节流阀 1-阀体2-阀心3-调节螺钉4-阀套5-阀心 上的螺旋断面6-阀口 阀套上的窗口W与阀心上的螺旋曲线S之间的相对运动，形成了可变通流断面面积，实现了对流量的控制。 改变节流口通流断面的大小，在一定的压差下，可以控制节流阀的流量。图形符号： 常见的几种节流口形式： 针式节流口、三角槽式节流口、转槽式 节流口 流量特性： 节流阀的节流口一定时，其流量随压差的增加而增大。 节流口小到一定值时流量不稳定，出现时断时续现象，称为节流口堵塞（一般0.05L/min）。不出现堵塞的最小流量叫最小稳定流量。 温度变化引起流体粘度变化使流量不稳定（可采用温度补偿装置加以补偿）。 调速阀 调速阀是具有恒流量功能的阀类，利用它能使执行元件匀速运动。

1-减压阀部分 2-减压口 3-行程限位装置 4-节流阀部分 5-节流口调速阀由两部分组成，一是节流阀部分，二是定差减压阀部分，两部分串联而成。图形符号： 工作原理：将节流阀前后压力p2和p3分别引到定压减压阀阀心下、上两端。当负载压力p3增大即调速阀压差变小时，作用在定差减压阀心的力使阀心下移。减压口增大，压降减少，使p2也增大，从而使节流阀压差△p=p2-p3保持不变；反之亦然，这样就使调速阀的流量不受其压差变化的影响，而保持恒定。 详细原理说明 原理说明： 通过阀的流量，不随阀前后的压差ΔP(Δ P = P 1-P3) 而变，而节流阀就无恒 流功能。比较下列曲线可见两者的区别。 调速阀可理解为两个串联节流口组成，Ⅰ为固定节流，Ⅱ为可变节流口。执行元件工作时，流量Q稳定流过。 外负载F若减小，两个串联节流口的流量Q将会增大。这时如果能够及时且自动地减小节流口Ⅱ的开度，使流量重回到原来的稳定值Q。要做到这些就必需自动地保持（P2-P3）不变。 Ⅰ节流口用节流阀，Ⅱ节流口用定差减压阀，它可保证节流阀前后压差（P2-P3）不变，因此可实现恒流。 改变节流阀的开度，也就能重新调定调速阀的另一恒流量。 流量特性：

电液比例控制技术的研究

电液此倒控制技术的研究 许振保１，赵春娥２ （１．泰山学院，山东泰安２７１０２１；２．泰山职业技术学院。山东泰安２７１０００） 摘要：电液比例控制用输入的电信号来调制液压参数，使之连续成比例的变化，具有控制原 理简单、控制精度高、抗污染能力强、价格适中等特点，受到人们的普遍重视。综述了电液比例 控制技术的国内外发展现状及发展趋势。通过对配电带电作业机器人作业平台的高空作业车 举升臂系统的分析与研究，提出了电液比例技术适用于高空作业车举升臂液压驱动系统。 关键词：电液比例控制；液压驱动；举升臂 中图分类号：ＴＨｌ２文献标志码：Ｂ文章编号：１６７１－５２７６（２０１０）０１－００５２－０３ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＸＵＺｈｅｎ．ｂａ０１。ＺＨＡＯＣｈｕｎ．ｅ２ （１．ＴａｉｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉａｎ２７１０２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＴａｉｓｈａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｔａｉａｎ２７１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｐｒｏｐｅｒｔｉｏｎａｌｌｙｍｏｄｕｌａｔｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｐａｒａｍｅ－ｔｅｒｂｙｉｎｐｕｆｆｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｓｉｇｎａｌ．ＴｈｅＵＳＧｏｔｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｍｐｌｅｃｏｎｔｒｏｌｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｈｉｇｈｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．ｓｔｒｏｎｇｒｅｓｉｓｔｉｂｉｌ时ｏｆｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｍｉｄｄｌｅｐｒｉｃｅ．ＳＯｉｔｇｅｔｓｐｅｏｐｌｅ’Ｓｒｉｆｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｃｔｕａｌｉｔｉｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｔｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｒａｉｓｅ－ｒｉｓｅａｒｍｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｈｉｇｈｔａｓｋｖｅｈｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｉｖｅ；ｒａｉｓｅ－ｒｉｓｅａｒｍ １电液比例控制技术的概况 １．１电液比例技术的发展背景及特点现代电液控制技术的发展追溯到二次大战时期。由于军事需要，对武器和飞机的自动控制系统的研究取得了很大的进步。战争后期，喷气技术取得突破性进展。由于喷气式毪行器速度很高，因此对控制系统的快速性、动态精度和功率质最比都提出了更高的要求。工程需要是现代电液控制技术发展的推动力。１９４０年底在飞机上首先出现了电液伺服系统，其滑阀由伺服电动机拖动，惯茸很大，限制了系统的动态特性。１９世纪５０年代初出现了高速响应的永磁式力矩马达。５０年代后期又出现了以喷嘴挡板阀作为先导级的电液伺服阀，使电液伺服系统成为当时响应最快、控制精度最高的伺服系统。６０年代各种结构的伺服阀相继问世，电液伺服阀技术已日臻成熟。印年代后期人们对工艺过程控制提出了更高的要求。现代电子技术特别是微电子集成技术和计算机技术的发展，为工程控制系统提供了充分而且廉价的现代电子装置，各类民用１Ｉ＝程对电液控制技术的需求更加迫切和广泛。传统的电液伺服阀对流体介质的清清度要求十分苛刻，制造成本和维修费用较高，系统能耗也较大，难以为各工业用户所接受，而传统的开关控制又不能满足高品质控制系统的要求。因此，人们希望开发出一种可靠、廉价、控制精度和响应特性均能满足工业控制系统实际需要的电液控制技术…。 从１９６７年瑞士布林格尔公司生产ＫＬ比例复合阀起，到２０世纪７０年代初日本油研公司申请＿ｒ压力和流量比例阀二项专利为止，是比例阀的诞生时期。这一阶段的比例阀，仅是将比例型的电一机械转换器（如比例电磁铁）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准则几乎没有变化，大多不含受控反馈闭环，其工作频宽仅在１—５Ｈｚ之间，稳态滞环在４％一７％之间，多用于开环控制。 １９７５～１９８０年间，比例技术的发展进入了第二阶段。采用各种内反馈原理的比例元件大量问世，耐高压比例电磁铁和比例放大器在技术上也日趋成熟，比例元件的工作频宽已达５～１５Ｈｚ，稳态滞环也减小到３％左右。其应用领域日渐扩大，开环闭环均可适用…。‘ ２０世纪８０年代以来，比例技术的发展进入了第三阶段。比例元件的设计原理进一步完善，采用ｒ压力、流量、位移内反馈及电校正等手段。在８０年代末、９０年代初，随着电子技术的高速发展，比例技术出现了质的飞跃。除了因制造成本所限，比例阀在中位仍保留死区以外，它的稳态和动态特性均已和工业伺服阀无异。另一项重大进展是，比例技术开始和插装阀相结合，形成了８０年代电液比例插装技术。同时，由于传感器和电子器件的小型化，还出现了电液一体化的比例元件，电液比例技术逐步形成了８０年代的集成化趋势。同时电液比例容积元件，各类比例控制泵和执行元件也相继出现。 因此，从电液比例技术的发展过程可以看出，电液比例技术发展到目前阶段，已经能用伺服比例阀替代传统的 作者简介：许振保（１９７８一）。男，山东宁阳人，助教，工学硕士，主要从事控制工程研究。 ?５２?ｈｔｔｐ：／／ＺＺＨＤ．ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．ｃｎＥ－ｍａｉｌ：ＺＺＨＤ＠ｃｈａｉｎａｊｏｕｍａｌ．ｎｅｔ．ｃａ《机械制造与自动化》万方数据