流量控制液压系统的稳定性与响应性的分析

对于液压系统的流量控制，可用下图来分析液压系统控制过程的特性：

图1

1、控制量(流量)达到目标值的时间(响应时间)越短，动态响应就快。

2、控制过程中超调量(控制偏差)越小，稳定时间就短。

3、响应快、稳定时间短，就表明控制的动态特性好。

系统稳定之后，流量的实际值与目标值之差就是稳态偏差。稳态偏差小，表明静态特性好，即系统稳定性好。

流量特性的比较看下图：

图2

1、从流量特性来看，在旁通流量控制和先导传感控制系统中，当操作手柄中位时，主泵有备用流量，因此都比无备用流量的负荷传感控制的动态响应快。

2、由于旁通流量控制的信号采集点位于主控阀的旁通油路末端，泵控滞后于阀控的延时较先导传感控制长一些，所以动态响应较慢。

泵控特性的比较看下图：

图3

1、从泵控特性来看，无论旁通流量控制，还是先导传感控制，控制压力Pi与与流量Q的关系曲线都是有坡度的，不像负荷传感控制中压差ΔP与流量Q的关系曲线那样陡变。

旁通流量控制和先导传感控制的超调量比负荷传感控制小，动态特性比负荷传感控制好。

负荷传感的闭环控制看下图：

图4

1、一般的旁通流量控制和先导传感控制都是采用机-液结构实现比例控制，由于存在机械惯性，不可避免地存在静态误差，最终也会影响系统的控制性能。

2、负荷传感控制系统具有较好的静态特性，是因为对流量采用了闭环控制。当负荷PLS增大，使发动机转速n下降时，主泵流量Q会减小，主控阀节流前的压力Pp随之减小。于是，压差ΔPLS(=Pp-PLS)将减小。主泵的LS阀调大主泵排量q，反之亦然。即使发动机转速下降或上升，泵流量Q(=n*q)都相对稳定在目标值左右，流量Q的调节过程与发动机的转速无关，也就是说，对于外界干扰(负荷变动)，因负荷传感反馈信号ΔPLS的作用，负荷传感控制系统具有很好的稳定性，增大了系统的刚度。