伺服油缸ATOS* 在脈寬調(diào)制氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中，脈寬調(diào)制伺服閥完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換與放大作用，其常見的結(jié)構(gòu)有四通滑閥型和三通球閥型。下圖所示為滑閥式脈寬調(diào)制伺服閥的結(jié)構(gòu)原理圖?；y兩端各有一個(gè)電磁鐵，脈沖信號(hào)電流加在兩個(gè)電磁鐵上，控制閥芯按脈沖信號(hào)的頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 伺服油缸ATOS*脈寬調(diào)制伺服閥的性能主要是動(dòng)態(tài)響應(yīng)和對(duì)稱性要求。假設(shè)加在電磁鐵上的是方波脈沖信號(hào)，從電磁鐵接到信號(hào)到執(zhí)行元件開始動(dòng)作這段時(shí)間稱信號(hào)的延遲時(shí)間。延遲時(shí)間包括三部分，一是電磁線圈中電流由零逐漸增大到銜鐵開始運(yùn)動(dòng)的電流增長時(shí)間；二是銜鐵與閥芯一起運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；三是從節(jié)流口打開、執(zhí)行元件工作腔進(jìn)行放氣到執(zhí)行元件開始動(dòng)作的固定容器充放時(shí)間。前兩部分時(shí)間是由脈寬調(diào)制伺服閥決定。脈寬調(diào)制氣動(dòng)伺服的工作頻率一般是十幾赫茲到二三十赫茲。為了滿足動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)，要求延遲時(shí)間越短越好，一般控制在1~2ms以內(nèi)。
所謂對(duì)稱性要求，對(duì)四通滑閥，閥芯往復(fù)運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)要*，即加在兩個(gè)電磁鐵上的脈沖信號(hào)在傳遞過程中延遲時(shí)間應(yīng)基本相同，兩輸出口的壓力與流量應(yīng)基本相同；對(duì)三通球閥，對(duì)應(yīng)脈沖信號(hào)上升沿下降沿的延遲時(shí)間應(yīng)基本相同，球閥的充氣過程和排氣過程應(yīng)基本相同。由于三通球閥與差動(dòng)氣缸匹配，其對(duì)稱性不如四通滑閥好。
為了提高四通滑閥的快速響應(yīng)，常采用力反饋來提高閥芯反向運(yùn)動(dòng)的速度。圖所采用的是彈簧反饋的形式。當(dāng)信號(hào)反向時(shí)，彈簧力幫助閥芯反向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)過了中位，彈簧力改變，起阻止閥芯運(yùn)動(dòng)的作用，并能減輕閥芯到位的沖擊力，降低噪聲。也有采用氣壓反饋的形式，其作用原理是一樣的。
脈寬調(diào)制控制與模擬控制相比有很多優(yōu)點(diǎn)：控制閥在高頻開關(guān)狀態(tài)下工作，能消除死區(qū)、干摩擦等非線性因素；控制閥加工精度要求不高，降低了控制系統(tǒng)成本；控制閥節(jié)流口經(jīng)常處于全開狀態(tài)，抗污染能力強(qiáng)，工作可靠。缺點(diǎn)是功率輸出小，機(jī)械振動(dòng)和噪聲較。 電—氣比例伺服系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例
一、 柔性定位伺服氣缸
圖示為一柔性定位氣缸（又稱位置伺服控制系統(tǒng)）。該系統(tǒng)可以根據(jù)輸給的電信號(hào)使氣缸活塞在任意位置定位。 位置伺服控制系統(tǒng)由電—氣方向比例閥由氣缸1、2、位移傳感器3、控制放大器4等組成。該系統(tǒng)的基本原理是通過控制放大器、電—氣比例閥、氣缸的調(diào)節(jié)作用，使輸入電壓信號(hào)Ue與氣缸位移反饋信號(hào)Uf(Uf與氣缸位移之間是線性關(guān)系)之差 U減小并趨于零，以實(shí)現(xiàn)氣缸位移對(duì)輸入信號(hào)的跟蹤。 |
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