电液比例控制原理与要求

　　液压控制系统中两个最重要的被控参数是压力与流量，而控制上述两个参数的最基本手段是对流阻进行控制。目前生产上实用的可控流阻结构形式主要是机——液控制式的间隙型流阻。它利用控制固体部件的运动或变形来实现对流阻的控制，而这种运动或变形大多采用电磁式设计，利用电磁力与弹簧力相互平衡原理来改变可控流阻的液阻。

　　完成这一功能的电磁铁亦称作比例电磁铁。由于它结构尺寸一般比较大，所以运动惯性和磁滞也大，存在粘滞摩擦等影响比例阀性能响应的因素。为了减小磁滞和摩擦力对比例阀性能的响应，通常需要在控制信号中叠加颤振信号，比如正弦波或三角波，其频率一般为100hz～200hz，振幅约为额定控制信号的10％～20％。

　　这里就介绍一种新型的电液比例控制器设计。

正弦颤振信号发生器

　　一个正交振荡器，它可以产生两个相差90°的正弦波，即一个正弦波，一个余弦波。

　　当r₁c₁=r₂c₂时，同相积分器的输出u₀₁为：

　　反相积分器的输出u₀：

　　对式(2)进行两次求导后可得：

　　当取r1=r2=10 k，c1=c2=c3=0.1μf时，根据颤振频率f0=100～200hz的要求，r3的调节范围由式(4)可得：

控制信号的产生

　　比例阀的直流控制电压ud与正弦颤振信号ui通过反相加法运算电路进行叠加，为了满足相位要求，其后又增加一级反相器。

　　其中：

输出电路

　　输出电路是将控制电压信号转换成比例阀线圈的直流电流输出。电流的表达式应为：

　　r₀、l₀分别为比例阀线圈的电阻与电感，uip即为式(10)所示的控制信号。

　　假设ic是理想的运算放大器，则在t点和f点各自电流总和为零，则在同相输入端t点，有：

在反相输入端f点有：

式中：

id——直流电流的控制分量，单位a

im——颤振电流幅值，单位a

ω₀——颤振电流角频率，单位1／s

i_d、i_m及ω₀应根据比例阀的技术参数与电路结构进行计算调整。

试验与结论

　　利用上述思想，我们为国产by-6a型电液比例溢流阀设计了比例控制器，其主要技术参数为：id=0.81a，im=0.015a，ω0=300π。试验结果表明，该控制电路工作稳定，性能可靠，调整方便，能满足比例控制的要求，并将投人生产应用。