综述了型钢轧机液压伺服控制系统的工作原理,伺服阀故障易发点和维护重点,伺服阀故障判断与维修。

随着信息技术、数控技术、电子科技技术以及机械生产技术水平的不断提升,一些新的工业生产机械设备系统逐渐被研发应用,极大的提高了机械生产的综合水平。其中数控液压伺服控制系统就是这样一种凝聚了多种现代高新技术的数控机械生产系统,而数控液压伺服阀和伺服油缸则是其中最重要的组成部分。现本文正是针对这两个主要的结构组成部分进行分析研究。文章首先介绍了数控液压伺服阀的构成和工作原理,继而从液压刚度、精度、快速性和稳定性等几方面详细分析了伺服油缸的性能。

伺服阀是运载火箭控制系统的核心元件,大量应用在航空航天等领域。其将小功率的电信号由前置级转变为功率级阀芯的运动,然后通过阀芯的运动控制流向液压作动器的高压液流的方向和大小,最后由作动器的活塞杆推动发动机(舱)摆动,控制火箭的飞行轨迹。伺服机构要有非常高的放大倍数以获得静态和动态精度,其实现主要依靠伺服阀。

介绍了轧机液压控制系统及其特点,根据系统性能参数确定了液压压下缸的参数,并介绍了伺服阀的使用与维护.

2D数字伺服阀的阀体部分采用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转换为阀芯轴向运动，实现伺服阀液压功率放大，并利用步进电机驱动阀芯在一定的角度范围内运动实现电一机械信号的转换作用。为了保证步进电机作为电．机械转换器具有较高的响应速度和定位精度，应用DSP设计了一种嵌入式数字阀专用控制器，对其进行闭环伺服控制，保证对输入信号的连续快速跟踪，以该控制思想设计的电一机械转换器实现了对步进电机的控制，其频响达200Hz以上。为了获得2D数字伺服阀的性能，建立实验平台对阀的性能进行实验研究。实验结果表明，2D数字伺服阀具有良性的静态特性，其分辨率和滞环皆在1％以内，2D数字伺服阀同时还具有良好的动态特性，在幅值25％的最大阀开口的正弦输入信号下，对应-3dB频宽约为130Hz。

针对当前电液伺服执行器存在的不足，设计了一种集性能优越、节能、操作及应用方式灵活等特点于一体的新型执行器，其性能和基本参数均达到了设计要求。文中阐述了该执行器的组成、液压系统及控制原理。

为提高伺服阀叠合量液动测量的自动化程度、可靠性、精度和效率，研制了新型的叠合量液动测量系统。适应叠合量液动测量要求阀口压力恒定的需要，研制一种定量泵-比例溢流阀控系统。该系统具有可靠性高，响应快，成本低的特点，压力控制精度达到±0．02MPa。液压油的温度直接影响叠合量的测量精度。研制了一种基于压缩机-电加热器的温度自动控制系统，油源温度控制精度为±2℃。最后通过实验验证，该测量系统的叠合量重复测量精度优于±0．5μm，并具备伺服阀滑阀的压力和流量特性的自动测量的新功能。

电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件,其性能关系到整个伺服系统的控制精度和响应速度。当前,伺服阀的故障诊断仍以离线为主,缺乏在线诊断的有效手段。根据伺服阀的工作特性,提出一种反映伺服阀动态特征的状态信号选取方法;通过对伺服阀阀芯开口度进行时频联合分析,结合所选取的伺服阀特征参数,提取出反映伺服阀动态特征信息的特征向量;采用粗糙集理论对特征量进行约简以提高在线诊断效率。基于人工神经网络的伺服阀性能在线诊断的实验结果表明：所提取的特征向量能够准确反映伺服阀动态特征信息,有效判断伺服阀的异常状态,为电液伺服阀的在线故障诊断提供了参考。

为满足某一实际应用场合对快速响应的要求,设计了一种2D三通数字伺服换向阀.该阀结构上采用阀芯的双运动自由度原理设计——圆周自由度通过阀套上的螺旋槽与阀芯上的高低压孔的配合改变敏感腔的压力,实现导控功能,而轴向自由度控制阀口的大小.采用步进电机以驱动阀芯旋转,实现了阀的机械—电的数字化转换.建立了其数学模型并对其进行仿真分析,为验证其可靠性,加工出样品并进行测试.试验结果表明其阶跃响应稳定时间大约为3~5 ms,此外该阀还具有其他优越特性,比如体积小,重量轻以及良好的稳定性能.

为揭示伺服阀自激噪声的产生机理,提出对伺服阀力矩马达的振动特性进行研究.给出一种射流管伺服阀力矩马达的结构及工作原理,基于结构力学基本原理,建立该射流管伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的的振动特性有限元分析数学模型,采用有限元分析方法,分析伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的前6阶振型,计算各种振型下伺服阀力矩马达衔铁和射流管组件的固有频率.研究结果表明,衔铁和反馈杆为伺服阀力矩马达产生振动的关键部位,为防止共振的发生,应尽量消除射流流场中与衔铁组件固有频率相接近的压力脉动激励信号.