液壓控制系統(tǒng)試卷及答案

1、液壓控制系統(tǒng) 試卷題號(hào)一二三四五六七八九十總分一、基本概念題（本題共5題,每小題4分,共計(jì)20分 ） 1、液壓動(dòng)力元件。 2、機(jī)液伺服系統(tǒng)中的比較元件的構(gòu)成要求。 3、圖示說(shuō)明滑閥三種開(kāi)口形式。 4、瞬態(tài)液動(dòng)力、圖示說(shuō)明正阻尼長(zhǎng)度。5、壓力伺服閥與壓力流量伺服閥區(qū)別。二、簡(jiǎn)答題：（本題共3小題,每小題5分,共計(jì)15分）1、如何提高液壓固有頻率？2、滯后校正的主要作用是什么？3、液壓伺服系統(tǒng)是由哪幾部分元件構(gòu)成的？得分本題得分本題得分三、推導(dǎo)題：（本題共2小題，合計(jì)15+10=25分）1、試推導(dǎo)滑閥靜態(tài)特性方程。（15分）2、已知閥控缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)如圖，假定：活塞處于中位，忽略缸體質(zhì)量，液壓缸內(nèi)外泄

2、漏和粘性摩擦影響。寫(xiě)出該動(dòng)力機(jī)構(gòu)的基本方程。（10分） 四、回答下列問(wèn)題：(本題共2小題，共15分) 1、閥的三個(gè)系數(shù)對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的性能有何影響？（10分）2、哪些因素影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差?（5分）本題得分五、分析計(jì)算題 (本題共2小題，共25分) 1、閥控液壓缸系統(tǒng)，液壓缸面積，活塞行程，閥至液壓缸的連接管路長(zhǎng)度，管路截面積，負(fù)載質(zhì)量，閥的流量壓力系數(shù)，計(jì)算時(shí)，取，。求：1）畫(huà)出閥控液壓缸原理圖；2）寫(xiě)出液壓固有頻率和液壓阻尼比公式；3)計(jì)算液壓固有頻率和液壓阻尼比。（本題合計(jì)2+2+6=10分） 2、如下圖所示的機(jī)液位置伺服系統(tǒng)，供油壓力，滑閥面積梯度，液壓缸面積，液壓固有頻率，阻尼比。求

3、增益裕量為時(shí)反饋杠桿比為多少?計(jì)算時(shí)，取流量系數(shù)，油液密度。要求必須寫(xiě)出開(kāi)境傳遞函數(shù)。（15分） 機(jī)液位置伺服系統(tǒng)圖試題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及其參考答案 一、基本概念題（本題共5小題,每小題4分,共計(jì)20分 ） 1、或稱(chēng)液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)，是由液壓放大元件（液壓控制元件）和液壓執(zhí)行元件組成。（4分） 2、在機(jī)液伺服控制系統(tǒng)中的比較元件（例如舵機(jī)系統(tǒng)）要求：1）與指令元件相連（手）2）與被控對(duì)象相連（舵機(jī)） 3）與放大元件相連（閥芯）。（4分）3、（4分） 4、這種由于閥芯運(yùn)動(dòng)引起的液流加速或者減速，從而產(chǎn)生的液流對(duì)閥芯的作用力稱(chēng)為瞬態(tài)液動(dòng)力。正阻尼長(zhǎng)度如圖示（4分）5、壓力伺服閥的滑閥兩端沒(méi)有對(duì)中平衡彈彈簧，輸

4、出壓力與輸入電流成比例；壓力流量伺服閥滑閥兩端有對(duì)中平衡彈彈簧，輸出壓力經(jīng)過(guò)反饋通道引入滑閥兩端平衡腔，形成負(fù)載壓力負(fù)反饋，這就是上述兩種伺服閥的區(qū)別。（4分）二、簡(jiǎn)答題：（本題共3小題，合計(jì)為5+5+5=15分）從液壓固有頻率表達(dá)式，可知提高液壓固有頻率的方法有1）增大液壓缸活塞面積Ap；2）減小總壓縮容積Vt；3）減小折算到活塞上的總質(zhì)量mt；提高油液的有效體積彈性模量e。（5分）2、滯后校正的主要作用是：通過(guò)提高低頻段增益，減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，或者在保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的條件下，通過(guò)降低系統(tǒng)高頻段的增益，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。（5分）3、液壓伺服系統(tǒng)由輸入元件、反饋測(cè)量元件(傳感器)、比較元件、放

5、大轉(zhuǎn)換元件(電液伺服閥)、執(zhí)行元件(液壓缸與液壓馬達(dá))、控制對(duì)象（負(fù)載）以及其它（各種校正裝置，以及不包含在控制回路內(nèi)的液壓能源裝置）構(gòu)成。（5分）三、推導(dǎo)題：（本題共2小題，共15+10=25分）1、滑閥靜態(tài)特性方程推導(dǎo)如下。（15分）假設(shè)有一個(gè)四通滑閥，其中的液流通道可用等效液壓橋表示。當(dāng)閥芯處于中間位置時(shí)，由于四個(gè)節(jié)流窗口都是關(guān)閉，故無(wú)流量壓力輸出。當(dāng)閥芯有一正向位移時(shí)（Xv0），則油液將由油源經(jīng)節(jié)流窗口1通往負(fù)載，而由負(fù)載流回的油液經(jīng)節(jié)流窗口3通回油管路。在穩(wěn)態(tài)工況下有：設(shè)供油壓力ps，供油流量為qs，負(fù)載流量為qL，通往液壓缸兩邊壓力各為p1、p2，回油壓力為0。液壓橋路：pL= p

6、1-p2, qL=q1-q4=q3-q2, qs=q1+q2=q3+q4。由節(jié)流口公式可得：q1=Cd1A1（2/（ps-p1）½，q2=Cd2A2（2/（ps-p2）½，q3=Cd3A3（2/p2）½，Q4=Cd4A4（2/p1）½。假設(shè)節(jié)流窗口匹配而且對(duì)稱(chēng)有：A1=A3， A2=A4，A1（xv）= A2（-xv），A3（xv）= A4（-xv），Cd1=Cd2=Cd3=Cd4=Cd。（兩個(gè)圖3分，文字說(shuō)明與假設(shè)條件2分，下列5個(gè)表達(dá)式前3個(gè)各1分，后兩個(gè)7分，合計(jì)15分） 2、1）滑閥的流量方程假設(shè)閥是零開(kāi)口四邊滑閥，四個(gè)節(jié)流窗口是匹配對(duì)稱(chēng)，供油壓

7、力ps恒定，回油壓力為零。 （2分）2）液壓缸流量連續(xù)方程：（3分）3）液壓缸和負(fù)載的力平衡方程： （3分） （圖2分） 四、回答下列問(wèn)題：(本題共2小題，共15分) 1、閥的三個(gè)系數(shù)Kq、Kc和Kp表征閥穩(wěn)態(tài)特性的三個(gè)性能參數(shù)，Kq閥流量增益直接影響系統(tǒng)的的開(kāi)環(huán)增益因而對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)誤差有直接影響；Kc閥流量-壓力系數(shù)直接影響閥控制馬達(dá)及閥控制液壓缸的阻尼比和速度剛性；Kp閥壓力增益通常很大，表明液壓動(dòng)力元件起動(dòng)大慣量或大摩擦負(fù)載的能力。（10分）2、系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差除了指令輸入信號(hào)、負(fù)載干擾信號(hào)引起外，控制系統(tǒng)本身的某些因素，如死區(qū)、零漂等也會(huì)引起位置誤差。（5分）五、分析計(jì)

8、算題 (本題共2小題，共25分)1、(本題共10分)Vt=L×Ap+l×a=0.009354m³，mt=2000+2 Vt×=4219.6kg（2分）由系統(tǒng)液壓固有頻率公式有 h=(4×7×150²/4219.6×0.009354) ½=126.3（3分）液壓阻尼比h=Kc/Ap×（700000000×2007.83/0.0045）½=0.00612（3分）閥控液壓缸系統(tǒng)原理如圖（2分）。2、(本題共15分)Xv=(L2+L1)/L2*Xi-L1/L2*Xp；(1分)Ki=（L1+L2）/L2；(1分)Kf=L1/L2(1分)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：Xp/Xv=KqKf/Ap/S(S