Multisim电液伺服阀驱动电路设计与模拟(2)
技术有机地结合起来，既具有快速易调和高精度的响应能力，又有控制大惯量实现大
功率输出的优势，因而在国防和国民经济建设各个技术领域得到了广泛的应用[1]
。
电液伺服系统是由电的信号处理部分与液压的的功率输出部分组成的闭环控制
系统。由于电检测器的多样性，因此可以组成许多物理量的闭环控制系统。最常见的
是电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力或压力控制系统[2]
。
电液伺服系统综合了电气和液压两方面的特点，具有控制精度高、响应速度快、
信号处理灵活、输出功率大、结构紧凑和重量轻等优点，因此得到了广泛的应用[2]
。
(1)电液伺服控制系统的动力元件的功率重量比和力矩惯量比（或力质量比）大，
可组成体积、重量轻、加速能力强的系统来控制大功率、大负载。而电动元件受有效
磁通密度饱及功率损耗时的发热量的限制，达不到以上条件。液压马达的扭矩惯量比
为相当容量电动机的 10 ~ 20 倍，功率重量比为电动机的 10 倍。
(2)由液压弹簧和负载质量耦合成的液压固有频率高，液压动力元件起动、加速、
制动和反向响应快。加速中等功率电机需一至几秒，而加速同功率的液压马达只需
1/10s 左右。
(3)液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，所以它的定
位精确，控制精度高。轧机电动压下系统板材厚度只能控制在±(10~20)μm，轧机液
压压下系统板材厚度可控制在±5μm内。典型液压动力元件的控制精度/响应频率比
为： 阀控马达：(2.5×10-7~5×10-5m)/(50~150Hz)； 阀控液缸：(1×10-5
~1×10-4m)/(30~50Hz)； 泵控马达：(2×10-5~5×10-4m)/(10~40Hz)[3]。
1.2 电液伺服控制系统的应用与发展
液压伺服系统，首先应用在武器控制系统中，广泛应用于海陆空军各个领域。在
航天、航空和导弹等控制方面，大量采用液压伺服控制系统。因为这些控制系统的性
能要求很高，快速性能要好，质量要轻，而成本等又不是主要考虑的因素，所以，液
压伺服控制技术在这些部门得到了大量的应用和发展。目前，在飞机上所有的控制系
统和操纵机构几乎全部采用液压伺服及液压传动机构。在导弹方面，小口径导弹，由
于要求本身质量轻，大多采用气动伺服系统；中程及远程导弹的各个控制系统，几乎
都采用液压伺服系统[4]
。
在地面武器方面，由于要跟踪及扫描航速日益提高的飞机，早在第二次世界大战
前高射炮就有采用液压伺服控制系统。目前，由于武器种类越来越多，自动化程度也
越来越高，所以，在坦克稳定控制、雷达的搜索跟踪控制等方面都采用了液压伺服系
统[5]
。
在民用工业方面，如机床方面的仿形机床、数控机床；船舶上的舵机操纵和消摆
系统；冶炼方面的电炉电极自动升降控制系统；试验装置方面的振动实验台、材料试
验机等；锻压设备中的挤压机速度伺服控制，油压机的位置同步伺服控制；轧制设备
中的轧机压下，带材连续生产中的跑偏控制、张力控制；大型车辆的转向助力器等，
都应用了液压伺服系统[6]
。
由于各行各业的自动化程度越来越高，机器设备的运行速度也越来越快，工作精
度也越来越高，功率越来越大，所以，液压伺服系统将越来越广泛地应用到各行各业。
液压伺服控制系统今后的发展大体可以有以下几个方面[7]
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