液压伺服拉力试验机设计开题报告(4)
通入伺服阀的压力油经滤油器，两个对称的固定节流孔和左右喷嘴流出，通向回油。当挡板挠曲，喷嘴挡板的两个间隙不相等时，两喷嘴后侧的压力pa和pb就不相等，它们作用在滑阀的左右端面上，使滑阀向相应方向移动一段距离，压力油就通过滑阀上的一个阀口输向执行元件，由执行元件回来的油经滑阀上另一个阀口通向回油。滑阀移动时，弹簧杆下端球头跟着移动，在衔铁挡板组件上产生转矩，使衔铁向相应方向偏转，并使挡板在两喷嘴间的偏移量减少，这就是所谓力反馈。反馈作用的结果，是使滑阀两端的压差减小。当滑阀通过弹簧杆作用于挡板的力矩，喷嘴作用于挡板的力矩以及弹簧管反力矩之和等于力矩马达产生的电磁力矩时，滑阀不再移动，并一直使其阀口保持在这一开度上。通入线圈的控制电流越大，使衔铁偏转的转矩，弹簧杆的挠曲变形，滑阀两端的压差以及滑阀的偏移量就越大，伺服阀输出的流量也就越大。由于滑阀的位移，喷嘴与挡板之间的间隙，衔铁转角都依次和输入电流成正比，因此这种阀的输出流量也和输入电流成正比。输入电流反向时，输出流量也反向。
2.4.3 射流管式伺服阀：
该阀采用衔铁式力矩马达带动射流管，两个接收孔直接和主阀两端面连接，控制主阀运动。主阀靠一个板簧定位，其位移与主阀两端压力差成比例。这种阀的最小通流尺寸（射流管口尺寸）比喷嘴挡板的工作间隙大4～10倍，故对油液的清洁度要求较低。缺点是零位泄漏量大；受油液粘度变化影响显著，低温特性差；力矩马达带动射流管，负载惯量大，响应速度低于喷嘴挡板阀。
2.5 设计难点
加载曲线要准确，液压缸2秒钟加载到13kN的力然后保压，加载曲线如图2-2所示，这里要控制好超调量。
众所周知，PID控制是迄今为止最为通用的控制方法，它具有稳定性好，可靠性高等优点。但是，随着控制对象复杂程度的加深，特别是对存在强扰动、参数时变性较强的对象，用一组事先整定的PID控制参数经常会出现超调量过大、过渡过程时间较长等缺陷。因此对PID控制参数的设定和调整就显得尤为重要。
比例系数Kp的作用在于加快系统的响应速度，提高系统调节精度，Kp越大，响应速度越快，调节精度越高，但过大将产生超调，甚至导致系统不稳定。积分系数Ki的作用在于消除系统稳态误差，Ki越大，静差消除越快，但过大会产生积分饱和而引起较大的超调。微分系数Kd影响系统的动态特性，Kd越大，越能抑制偏差变化，但过大会延长调节时间，降低抗干扰能力。
根据参数Kp、Ki、Kd对系统输出特性的影响情况，可归纳出系统在被控过程中对于不同的偏差和偏差变化率：
(1)当偏差较大时，为了加快系统的响应速度，并防止因开始时偏差的瞬间变大可能引起的微分过饱和而使控制作用超出许可范围，应取较大的Kp和较小的Kd。另外为防止积分饱和，避免系统响应出现较大的超调，Ki值要小，通常取Ki=0；
(2)当偏差和变化率为中等大小时，为了使系统响应的超调量减小和保证一定的响应速度，Kp应取小一些。在这种情况下Kd的取值对系统影响很大，应取小一些，Ki的取值要适当；
(3)当偏差较小时，为了使系统具有较好的稳态性能，应增大Kp、Ki值，同时为避免输出响应在设定值附近振荡，以及考虑系统的抗干扰能力，应适当选取Kd，其原则是：当偏差变化率较小时，Kd取大一些；当偏差变化率较大时，Kd取较小的值，通常Kd为中等大小。
3 毕业设计进度安排
1.18-2.28：分析了解课题，查阅相关资料，进行方案论证，初步确定设计方案。
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