山东建材学院学报文草编号1002非对称阀控制非对称缸的分析研究王栋梁李洪人张景春21.哈尔滨工业大学机电工学院，黑龙江哈尔滨156；2济南大学机电工程系，山东济南25，载流量和负载压力重新进行了定义。依此对非对称阀控制非对称缸的静态特性和动态特性进行了分析，推导了其传递函数及方框。其推导过程对此类伺服系统的设计具有积极的指导意义。

　　目前，阀控液压缸伺服系统常采用对称伺服阀和非对称液缸。这是因为对称14服加工相对简1而对称缸具有结构简单占用空间少承载能力较大等优点。但这种机构的液缸在换时容易产生较大的压力突变，产生振动和噪声；系统内部压力有可能高出供油压力而产生回油现象；如果采用非对称阀控制液压缸的形式，不仅能大大缓解或者消除压力突变，而且还能提高系统的承载能力1.德国力士乐公司1995年出版的技术专刊上提出了这种非对称伺服阀控制非对称液压缸的策略，非对称阀控制非对称大型系统，得到了越来越多的研宄及应用。如某大型六自由度转台就采用了这种新技术。文献2对。；对称伺服阀的静态特性进行了分析，但模型的建立有不足之处。而其负载流哥的定义仍沿对称分析时负载压力，对非对称阀控制非对称缸的静态特性和动态特性进行了分析研究。其推导过程不失般忡和统性，对液压伺服系统的设计具有指导意义。

　　1非对称阀的静态特性分析1.1基本模型非对称阀控制非对称缸的原理1.

　　所谓非对称阀就是液压油的进出节流窗口的面积梯度成定比例，即，2为阀3.4的面积梯度，为不大于1的常数当10寸，滑阀为非对称阀，当=1时，滑阀阀口的面积梯度相等，为普通意义上的对称阀。可以认为对称阀是非对称阀的种特殊情况。

　　对于液压缸有枳。1；为常数当，1液压缸为非对称缸当2=1时，液压缸为对称缸。可以认为对称缸是非对称缸的种特殊情况。2负载压力和负载流量的定义液压缸在稳态时，足乃平衡方程由式⑶可得J=ppiPmpi我们定义负载压力为厂工，对于零开口边滑阀，进出油口各只有个，滑陶进口或回油口的节流特忉均能举独决定液压缸论液卡缸正或反向运动，我们均定义滑阀的负载流量为，1.

　　02为液压缸有杆腔的流量，18.

　　实际上在稳态时掏控缸，扃，如即将式910分别代入式78中，根据负载流量方程㈨肌十所以在静态时搡即我们实际上是用液压缸无杆腔的流量来描述系统的特性。而负载流量的这种定义能够，考虑液压缸两个腔付动态特性的影响，具有相当的合理性，也为动态分析带来了极大02.这是因为此时液压缸两腔的流试相等。对于对称缸有册=也可看作是式5的特例因此式5，定义具有统性1.3滑阀的静态特性当0时，正常工况下，液压缸向右运4此时由式12得液压缸向右运动时的无量纲流量压力特性方程，当0时，正常工况下，液压缸向左运动，此时同上。山式1410求得液卡缸向左运动时滑的流请压力方程消阀进油口流油，滑阀流量系数；液卡汕的密度。13滑阀阀芯位移，阳；灼注油后系统压力。

　　吣肌十衫当义产办且凡巧时有空载流量以保又其绝对值，由式16式17得液压缸向左运动时滑阀的无由式1318可画出控制非对称缸的非对称滑阀的静态特性曲线，阽2滑阀的静态特性既受到液压缸的非对称性的影响，又受到滑阀非对称性的影响。

　　阀的流量压力特性写成线性化形式当0时，前面己求得负载流量为2动态特性分析对于负载压力，负载流量我们仍沿用上面的定义，即阀的流量压力特性30时。前面己求得负载流量为对忒6，1.展开可胡的阀系数流量增益流量压力系数压力增益流量压力特性写成线性化形式阀的流量压力特性在正反两个方向上的线性化形式可统为对式1件0展汗可得滑阀的阀系数流量增益流量压力系数如⑵液压缸流量连续性方程考虑液压油的可压缩性和液压缸的内外泄漏，液压缸无杆腔的连续性方程为F1液压缸无杆腔的容腔体积3；G液压缸的内部泄漏系数，5，Cn液压。缸外部泄偏系数。1；15液压缸有杆腔流量连续性方程V2液压缸有杆腔的容腔体积，Ci液压缸的内部泄漏系数，8；G.液压缸的外部泄漏系数，fv液压汕的体祀弹性投啁⑴2，0为液压缸叫腔的初始休积，3263031可画出阀控液压缸的方框，阁3通常液压缸系统没有弹性负载，即尤=，由方框问并利用梅逊公式可以很方便地求出其传递函数。简化为通用友达式如不可得假设活塞在，厂处作微小位移运大，所以34中*后项可以忽略不计。又内部泄漏系数0很小，7寸动态响应的作用不是很大，可近似取简化并作拉氏变换导液压缸流量连续性方系数叫=，为总的流量压力1 IU，为液压无阻尼固有频率2+772.，为液压阻尼比Vt，转折频率3液压缸力平衡方程K负载的性模量。1Fi负载干扰力。4传递函数当液压缸的运动方向不同时，滑阀的静特性方程性并不完全1样。但可用统的方框择1来描述。以式3结论重新定义负载流量和负载压力，给分析问带来，极大的方便，具有相的实；意义，=，分别付应对称控制对称缸系统；对称控制非对称缸系统；非对称技制非对称缸系统具，统性和迎⑴性。1对称缸糸统两个方向的动态特性小尽致，稳定性校核应考虑两个方向参数的不同按3其稳定性迎用判别式仍为山。，上述推导的结论对阀控缸系统的分析和设计具有相当的指导意义。

　　赵继云，柴光远，李昌熙。非对称伺服阀静态特性的理论研究4.机床与液压。1995李洪人。液压控制系统姑。北京国防工业出版社，1981.

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