电液比例控制技术的发展及应用

　　电液比例控制技术是一种将模拟或数字信号成比例地转变为液压系统中连续的流量或压力的控制技术。作为近年发展起来的介于普通开关控制与电液伺服控制之间的一种新型控制技术，已成为现代控制工程的重要组成部分，在各个行业中得到了充分的发展和应用。

　　1 电液比例控制技术的发展概述

　　电液控制技术最早源于海军舰船的操舵装置，后来由于二战的军事需要，加快了对液压伺服系统的研究，四零年底在飞机上首次使用了具有较快响应速度的电液伺服系统;50 年代永磁力矩马达和以喷嘴挡板阀作为第一级电液伺服阀的出现，形成了当时响应速度更快、控制精度更高的电液伺服系统;60 年代各种结构的伺服阀的研制与使用, 使电液伺服技术日趋成熟，促进了电液伺服系统的发展和完善。

　　随着计算机和电子技术的发展,自动控制对电液控制技术的需求显得更加迫切和广泛，而电液伺服阀的抗污能力差,制造精度高，维修成本高,系统能耗大等特点使企业难以承受,电液比例控制技术应运而生。60 年代末出现的工业伺服阀是在工业液压阀的基础上使用了比例电磁铁，由于其几乎不含受控参数的闭环反馈，多用于开环控制。70 年代，各种内反馈原理元件的大量问世，使得闭环控制成为可能。80 年代，比例元件的设计原理得到不断完善，采用了压力、流量、位移内反馈和动压反馈及电校正等手段，使阀的稳态精度、动态响应都有了进一步的提高，除了中位存在死区外，其他性能与工业伺服阀接近;同时出现的电液比例插装技术，实现了液压系统高压、大流量、集成化方向的发展要求。目前，电液比例控制技术大量应用于工业控制领域，其较强的抗油污能力和低廉的价格，具有很强的市场竞争力。对各种电液控制阀的性能比较见表1。

　　2 电液比例控制系统的组成和分类

　　2.1 电液比例控制系统的组成

　　电液比例控制系统由电液比例控制单元(包括电-机械转换器在内的比例电磁铁、电液比例变量泵及变量马达)、液压执行单元(通常为液压缸或液压马达)及动力源、电子放大及校正单元、工程负载及信号检测反馈处理单元等部分组成，如图1 所示。

　　电子放大元件将电信号输出给电-机械转换器内的比例电磁铁，电磁铁将此电信号转换为作用于阀芯上的力,使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变。当电信号发生变化时，作用在阀芯上的力随之改变,该力或位移作为输入量施加给工作阀,工作阀上产生一个与输入的电信号成比例的流量或压力。系统中可以有各种反馈和校正装置,用来改善系统的动静态特性。