電液伺服放大器的設(shè)計(jì)與分析

杜挺豪　寧祎　杜婷婷

摘 要：文章主要闡述了電液伺服放大器的設(shè)計(jì)原理。在設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，采用深度電流負(fù)反饋技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，并做了性能測(cè)試。結(jié)果表明，電液伺服伺服放大器輸出負(fù)載電流穩(wěn)定、線性度好、響應(yīng)快，滿足設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：電液伺服放大器；設(shè)計(jì)原理；深度電流負(fù)反饋

1 放大器總體設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)要求

電液伺服控制技術(shù)主要是將電信號(hào)按比例轉(zhuǎn)換為液壓功率輸出的電液轉(zhuǎn)換技術(shù)[1]。電液伺服控制系統(tǒng)由于其輸出功率大、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于很多領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展，電液伺服控制技術(shù)主要向著專用、高集成、組合化的方向發(fā)展。

作為電液控制系統(tǒng)的重要組成部分，伺服放大器要有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能，并且具有線性度好、精度高等特點(diǎn)，而且要能輸出足夠大的功率[2]。文章設(shè)計(jì)的伺服放大器要滿足輸入的電壓在-10V～+10V時(shí)，輸出的電流為-40mA～+40mA，而且伺服放大器的線性度誤差要小于3%。

2 電路設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算

作為電液伺服放大器，其電路設(shè)計(jì)要采用深度電流負(fù)反饋技術(shù)。深度電流負(fù)反饋是指用一個(gè)電阻與線圈串聯(lián)，并將其上的電壓通過反饋電阻反饋至放大器的輸入端，構(gòu)成閉環(huán)回路。當(dāng)負(fù)載電阻變化時(shí)，流過的電流保持不變[3]。這樣，當(dāng)電液伺服閥在長(zhǎng)時(shí)間工作后引起閥線圈電阻變化時(shí)，通過伺服閥線圈的電流保持不變。

伺服放大器主要電路包括：調(diào)零電路、信號(hào)放大、電壓跟隨、功率輸出。電路原理圖如圖1所示。由于放大器的輸出電流小，不能滿足要求，所以采用推挽電路進(jìn)行功率放大。

放大器U1對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大：

通過式（4）可以看出，當(dāng)電路中的參數(shù)確時(shí)，負(fù)載上的電流和輸入信號(hào)成線性關(guān)系，與負(fù)載電阻無關(guān)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)果分析

將伺服放大器輸入-10V～+10V的電壓，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到輸入電壓與負(fù)載電流曲線圖，如圖2所示。

分析圖2的曲線，可以得到，曲線線性度好，輸出電流與輸入電壓成線性關(guān)系，符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語

文章從原理上對(duì)電液伺服放大器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定、線性度好，滿足實(shí)驗(yàn)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]楊逢瑜.電液伺服與電液比例控制技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社.

[2]李玲瓏，等.伺服放大器設(shè)計(jì)與仿真分析[J].自動(dòng)化儀表，2012（12）：83-85.

[3]封元華.電液伺服系統(tǒng)中的電流負(fù)反饋放大器[J].航空計(jì)測(cè)計(jì)術(shù)，1993（6）.