matlab负载模拟加载系统的建模与控制设计(5)
理论和及其在工程中应用的研究，而且随着相关学科理论和技术的发展，当前制约现
代控制、智能控制技术在实际中应用的障碍，也将逐渐不攻自破，使控制技术得到显
著提高。
2 液压伺服控制
2.1 液压伺服控制的原理和系统构成
2.1.1 液压伺服控制的原理
伺服系统也叫随动系统[13]
，是控制系统的一种。在这种系统中，输出量（机械
位移、速度、加速度或力）能够自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。与此
同时还起到信号的功率放大作用，因此也是一个功率放大装置。由液压拖动装置作动
力元件所构成的伺服系统叫液压伺服系统。
液压伺服控制的基本原理就是液压流体动力反馈控制。即利用反馈连接得到偏差
信号，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方
向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。
这种系统，移动滑阀所需要的信号功率是很小的，而系统输出的功率却可以达到
很大。功率放大所需要的能量由液压源提供，供给能量的控制是根据伺服系统偏差的
大小自动地进行的。于是还可以做出以下定义：
液压伺服系统是一个控制能源输出的装置，在其中输入量与输出量之间自动而连
续地保持一定的符合一致的关系，并且用这两个量之差来控制能源的输出。
2.1.2 液压伺服系统的构成
实际的液压伺服系统无论多么复杂，都是由一些基本元件所组成的，并可以用图
2.1 所示的方块图来加以表示。
输入元件 被控对象 本科毕业设计说明书（论文）第 8页 共 33 页
图中，输入元件给出输入信号，加于系统的输入端。反馈测量元件测量系统的输
出量，并转换成反馈信号，加于系统的输入端与输入信号进行比较，从而构成了反馈
控制。输入信号和反馈信号应转换成相同形式的物理量，以便进行比较。输入元件和
反馈测量元件可以是机械的、电气的、气动的、液压的或它们的组合形式[14]
。
比较元件将反馈信号与输入信号进行比较，产生偏差信号加于放大装置。比较元
件有时并不单独存在，而是与输入元件、反馈测量元件或放大装置一起，由同一结构
元件来完成。
在伺服系统中，输入元件、反馈测量元件和比较元件经常组合在一起，称为误差
（偏差）检测器。
转换放大装置的功用是将偏差信号的能量形式进行变换并加以放大，输入到执行
机构。转换放大装置的输出级是液压的，前置级可以是电的、液压的、气动的、机械
的或它们的组合形式。
执行机构产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。在液压伺服系统中，执
行机构可以是液压缸、摆动液压缸或液压马达。
概括起来，液压伺服系统由以下四个最基本的部分组成，即偏差检测器、转换放
大器（包括能源）、执行机构和控制对象。
2.2 液压伺服控制的分类
（1）按系统输出量的名称分类：位置控制、速度控制、加速度控制、力（或压
力）控制等。
（2）按系统输出功率的大小分类：功率伺服和仪器伺服两种。
（3）按拖动装置的控制方式和控制元件的类型分类：节流式（阀控制式）和容
积式（变量泵控制或变量马达控制）两大类。
（4）按系统中信号传递介质的形式分类：机械液压伺服系统、电气液压伺服系
统、气动液压伺服系统。