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基础篇1

第1章 液压控制系统概述1

1.1 控制类型比较及液压控制的特点1

1.1.1 控制类型的比较1

1.1.2 控制类型的选择2

1.2 液压控制技术的应用2

1.3 液压控制系统的基本原理、组成与表示2

1.3.1 液压控制系统的基本原理2

1.3.2 液压控制系统的组成部分及功用3

1.3.3 液压控制系统的表示4

1.4 液压控制系统的类型及适用场合5

1.4.1 位置控制、速度控制及加速度控制和力及压力控制系统5

1.4.2 闭环控制系统和开环控制系统5

1.4.3 阀控系统和泵控系统6

1.4.4 机械液压控制系统、电气液压控制系统和气动液压控制系统7

1.4.5 连续量控制系统和离散量控制系统8

1.4.6 时变系统与时不变系统8

1.4.7 直线运动控制系统和回转运动控制系统8

第2章 液压控制基础知识10

2.1 反馈控制基本概念10

2.1.1 定义与组成部分10

2.1.2 基本要求10

2.2 数学模型11

2.2.1 微分方程及数学模型的线性化11

2.2.2 拉氏变换及传递函数12

2.2.3 方块图及其等效变换14

2.2.4 典型环节及其数学模型15

2.3 控制系统时域瞬态响应18

2.3.1 时域响应及典型输入信号18

2.3.2 典型环节的瞬态响应19

2.3.3 时域性能指标20

2.4 控制系统的频率特性21

2.4.1 定义21

2.4.2 频率特性的几何表示法——极坐标图、对数频率特性图和对数幅相特性图22

2.4.3 控制系统的闭环频率响应及性能指标26

2.5 控制系统的稳定性28

2.5.1 定义及稳定性充要条件28

2.5.2 稳定性判据29

2.5.3 控制系统的相对稳定性（稳定性裕量）30

2.6 控制系统的误差（准确性）分析计算31

2.6.1 基本概念31

2.6.2 系统类型及稳态误差计算32

2.7 控制系统的校正33

2.7.1 系统性能指标与系统校正概述33

2.7.2 常用校正装置及其选用原则33

2.7.3 用希望对数频率特性法确定校正装置35

第3章 液压放大元件及电液伺服阀和电液比例阀37

3.1 液压放大元件及其功用特点37

3.2 滑阀37

3.2.1 工作原理及结构型式分类37

3.2.2 静态特性及阀系数38

3.2.3 作用力及驱动力41

3.2.4 输出功率及效率41

3.2.5 结构型式的选择与主要参数的确定42

3.3 喷嘴挡板阀43

3.3.1 结构原理及特点43

3.3.2 静态特性44

3.3.3 主要结构参数的确定47

3.4 射流管阀47

3.4.1 结构原理及特点47

3.4.2 静态特性48

3.4.3 主要结构参数的确定49

3.4.4 射流管阀的特点及应用50

3.5 电液控制阀简介50

3.6 电液伺服阀50

3.6.1 功用及特点50

3.6.2 组成51

3.6.3 分类53

3.6.4 典型结构与工作原理53

3.6.5 主要特性及性能参数58

3.6.6 应用场合62

3.6.7 电液伺服阀典型产品64

3.7 电液比例阀72

3.7.1 功用及特点72

3.7.2 组成73

3.7.3 分类76

3.7.4 典型结构与工作原理76

3.7.5 主要特性及性能参数80

3.7.6 电液比例阀典型产品82

设计篇86

第4章 液压控制系统设计计算方法86

4.1 液压伺服控制系统的设计86

4.1.1 明确设计要求86

4.1.2 拟定控制方案，绘制系统原理图87

4.1.3 静态设计88

4.1.4 动态设计98

4.1.5 检验系统静、动态品质，根据需要对系统进行校正111

4.1.6 选择液压能源113

4.1.7 绘制正式工作图，编制技术文件115

4.1.8 机液伺服系统的设计特点115

4.2 电液比例控制系统的设计特点117

4.2.1 开环电液比例控制系统的设计特点及注意事项117

4.2.2 闭环电液比例控制系统的设计特点及注意事项118

4.2.3 比例阀的选型原则120

4.3 液压控制系统的计算机模拟仿真121

4.3.1 仿真技术简介121

4.3.2 仿真软件的编制和选择122

4.3.3 MATLAB及其应用123

4.3.4 AMESim及其应用129

4.4 液压控制系统的施工设计134

4.4.1 控制放大器选用与设计134

4.4.2 电气控制装置设计145

4.4.3 伺服液压缸的选择设计与液压站设计149

第5章 电液控制系统设计计算示例164

5.1 电液伺服系统设计计算示例164

5.1.1 带钢跑偏光电液伺服控制系统的设计计算164

5.1.2 轧机液压位置伺服系统（APC）的工作参数计算170

5.1.3 数控机床工作台电液位置伺服控制系统的设计计算173

5.1.4 电液速度控制系统的设计计算177

5.1.5 机床工作台电液速度控制系统的校正计算180

5.1.6 工件疲劳试验机电液力伺服控制系统的设计计算181

5.2 电液比例控制系统设计计算示例185

5.2.1 阀控缸开环速度控制系统设计计算185

5.2.2 闭环控制系统比例阀的选型计算188

第6章 液压控制系统基本功能回路190

6.1 伺服控制机构及回路190

6.1.1 机液伺服控制机构190

6.1.2 电液伺服控制回路192

6.2 电液比例控制机构及回路196

6.2.1 电液比例压力控制回路196

6.2.2 电液比例速度控制回路199

6.2.3 电液比例方向速度控制回路202

6.2.4 比例方向阀节流压力补偿回路204

6.2.5 电液比例方向阀应用回路209

6.2.6 电液比例压力／速度控制回路（节能回路）212

6.2.7 电液比例控制典型应用回路214

第7章 典型液压控制系统实例分析217

7.1 复杂圆柱曲面石材加工机的机液仿形控制系统217

7.1.1 主机功能结构217

7.1.2 机液仿形控制系统工作原理218

7.1.3 技术特点218

7.2 电站锅炉蛇形管弯管机电液控制系统219

7.2.1 主机功能结构219

7.2.2 液压系统工作原理220

7.2.3 技术特点及参数221

7.3 高压输电线间隔棒振摆电液伺服试验系统222

7.3.1 系统的功能结构及工作原理222

7.3.2 技术特点及参数222

7.4 石棉水泥管卷压成型机的电液控制系统223

7.4.1 主机功能结构223

7.4.2 系统工作原理223

7.4.3 技术特点及参数226

7.5 四辊轧机液压压下装置的电液伺服系统227

7.5.1 主机功能结构227

7.5.2 电液伺服控制系统工原理228

7.5.3 技术特点及参数228

7.5.4 使用要点229

7.6 带材纠偏控制装置电液伺服控制系统229

7.6.1 主机功能结构229

7.6.2 电液控制系统工作原理230

7.6.3 技术要点及参数230

7.7 PASBAN炮塔电液伺服控制系统231

7.7.1 主机功能结构231

7.7.2 电液伺服控制系统工作原理231

7.7.3 技术特点及参数233

7.8 地空导弹发射装置液压控制系统233

7.8.1 主机功能结构233

7.8.2 液压系统及其工作原理234

7.8.3 技术特点及参数236

7.9 平面磨床工作台电液比例调速系统236

7.9.1 主机功能结构236

7.9.2 电液比例调速系统的工作原理237

7.9.3 技术特点237

7.10 注塑机电液比例控制系统237

7.10.1 主机功能结构237

7.10.2 电液比例控制系统的工作原理238

7.10.3 技术特点239

7.11 金刚石工具热压烧结机电液比例加载系统240

7.11.1 主机功能结构240

7.11.2 电液比例加载系统的工作原理241

7.11.3 技术特点242

7.12 沥青道路修补车电液比例控制系统242

7.12.1 主机功能结构242

7.12.2 电液比例控制液压系统的工作原理243

7.12.3 技术特点243

7.13 波浪补偿起重机电液比例控制系统245

7.13.1 主机功能结构245

7.13.2 电液比例控制系统工作原理245

7.13.3 波浪补偿闭环控制246

7.13.4 技术特点246

7.14 林木球果采集机器人电液比例控制系统246

7.14.1 主机功能结构246

7.14.2 电液比例控制系统的工作原理247

7.14.3 技术特点248

7.15 自动卷染机电液比例控制系统249

7.15.1 主机功能结构249

7.15.2 电液比例控制系统的工作原理249

7.15.3 技术特点250

7.16 飞机起落架收放液压试验车电液控制系统250

7.16.1 主机功能结构250

7.16.2 液压系统工作原理251

7.16.3 电控系统及其原理252

7.16.4 技术特点252

7.17 船舰模拟平台电液比例闭环控制系统252

7.17.1 主机功能结构252

7.17.2 液压系统的工作原理253

7.17.3 电控系统的控制原理253

7.17.4 技术特点254

7.18 双缸直顶式液压电梯电液比例系统254

7.18.1 主机功能结构254

7.18.2 两种电液比例系统及其工作原理254

7.19 大型剧院三块双层升降舞台电液比例同步控制系统256

7.19.1 舞台功能结构256

7.19.2 液压系统工作原理257

7.19.3 下层台同步控制258

7.19.4 技术特点及参数258

使用篇260

第8章 液压介质使用管理与系统污染控制260

8.1 液压介质的功用和性质260

8.2 对液压介质的一般要求261

8.3 液压介质的命名、代号含义与种类特性262

8.4 液压油液的选用要点264

8.5 工作介质的使用与管理266

8.5.1 液压油（液）合理使用要点266

8.5.2 液压油液的更换（换油）方法及注意事项267

8.5.3 进口液压设备换用国产油液要点268

8.6 液压介质的污染及其控制269

8.6.1 污染物种类及来源269

8.6.2 油液污染对液压系统的危害269

8.6.3 污染度及其测量270

8.6.4 污染控制措施277

第9章 液压控制系统的安装调试、运行维护与故障诊断281

9.1 安装调试281

9.1.1 液压控制系统的安装281

9.1.2 液压控制系统的调试283

9.2 液压控制系统的运行维护及故障诊断284

9.2.1 运行维护的一般注意事项284

9.2.2 故障诊断与维修中拆解时的注意事项284

9.2.3 常见故障类型及特点285

9.2.4 液压系统的故障诊断策略、方法技巧及注意事项287

9.2.5 液压系统故障现场快速诊断仪器简介290

9.2.6 开环和闭环液压控制系统的故障诊断方法291

附录295

附录一 液压技术常用物理量单位及换算295

附录二 常用液压气动系统元件图形符号296

附录三 四油口和五油口液压伺服阀安装面（GB17487—1998摘录）301

附录四 液压系统通用技术条件（GB/T3766—2001摘录）304

附录五 电气设备常用基本图形符号317

参考文献320