本书是《液压系统设计丛书》之一，主要包括液压控制系统概论、液压控制基础知识、电液控制阀、液压控制系统基本功能回路、液压控制系统应用实例分析、液压控制系统设计流程、液压控制系统设计示例、液压控制系统设计中的若干专门问题、常用公式及标准资料等。 本书立足于工程设计及应用实际，按照“基础知识基本功能回路系统实例系统设计专题”的体系结构进行叙述。在突出基本内容基础上，特别注意反映液压控制系统应用、分析及设计方法上的新发展和新成就。本书可读性与可查性并重，书中论述性内容有助于读者了解、掌握、利用液压控制技术的基本理论、分析设计方法及新动向和新成果，提高液压控制系统的设计使用水平与分析解决问题的能力；书中利用有限篇幅介绍了较多的液压控制回路和系统实例，以展现不同行业液压控制系统的设计及应用特点，有助于各类行业读者群从中汲取经验与方法，解决液压控制系统设计、使用工作中的各类问题；书中介绍的国内外电液伺服阀、比例阀、数字阀及伺服液压缸等产品与常用公式及标准资料，可供读者在设计工作中直接参考引用。 本书可供各行业液压系统的设计、制造和使用维护工程技术人员、现场工作人员参阅，也可作为高等院校的教学参考书。 第1章液压控制系统概论1 11液压控制系统的原理与组成1 111液压控制系统的原理1 112液压控制系统的组成3 12液压控制系统的类型及适用场合4 121位置控制、速度控制及加速度控制和力及压力控制系统4 122闭环控制系统和开环控制系统4 123阀控系统和泵控系统5 124机械液压控制系统、电气液压控制系统和气动液压控制系统5 125连续量控制系统和离散量控制系统7 126时变系统与时不变系统8 127直线运动控制系统和回转运动控制系统8 13液压控制系统的优缺点8 131液压控制系统的优点8 132液压控制系统的缺点9 14液压控制技术的应用10 15液压控制技术的发展概况11 151液压控制技术的历史进展与趋势11 152我国液压传动与控制技术的发展及现状12 第2章液压控制基础知识15 21反馈控制系统的基本概念15 211定义15 212组成15 213基本要求16 22数学模型16 221微分方程及数学模型的线性化16 222拉氏变换及传递函数18 2221拉氏变换的定义18 2222传递函数19 223方块图及其等效变换20 224典型环节的数学模型21 2241比例放大环节21 2242积分环节22 2243一阶惯性环节22 2244微分环节22 2245振荡环节23 23时域瞬态响应24 231时域响应及典型输入信号24 2311时域响应24 2312典型输入信号24 232典型环节的瞬态响应24 2321一阶惯性环节的瞬态响应26 2322振荡环节的瞬态响应27 233控制系统时域性能指标27 24控制系统的频率特性28 241定义28 242频率特性的几何表示法——极坐标图、对数频率特性图和对数幅相频率特性图29 2421极坐标图（乃氏图）29 2422对数频率特性图（波德图）29 2423对数幅相特性图（尼氏图）32 243控制系统的闭环频率响应及性能指标33 2431由开环频率特性估计闭环频率特性33 2432系统的频域指标（见图220）35 25控制系统的稳定性分析35 251定义及稳定性充要条件35 252稳定性判据36 253控制系统的相对稳定性（稳定性裕量）37 26控制系统的误差分析计算38 261基本概念38 2611误差、偏差及其关系38 2612误差传递函数及稳态误差计算方法39 262系统类型及稳态误差计算39 2621系统类型39 2622稳态误差计算39 27控制系统的校正40 271系统性能指标与系统校正概述40 272常用校正装置及其选用原则40 2721串联校正装置40 2722并联校正（反馈校正）42 2723校正方式的选用原则43 273用希望对数频率特性法确定校正装置43 2731方法要点43 2732希望特性的绘制43 28线性离散控制系统简介44 281定义与特点44 282信号的采样过程及采样定理45 283采样信号的复现与零阶保持器46 284z变换和脉冲传递函数48 2841z变换与z反变换48 2842脉冲传递函数（Z传递函数）51 285离散系统的性能分析53 2851稳定性分析53 2852动态性能（过渡过程）分析54 2853稳态误差分析56 286离散系统的设计校正57 29现代控制理论简介58 291状态空间方程及其解58 292能控性和能观性60 2921状态空间的非奇异变换60 2922能控性和能观性61 2923卡尔曼结构原理62 293系统稳定性分析62 294系统综合及最优控制63 2941系统综合63 2942单输入系统的闭环极点配置63 2943静态特性64 2944状态观测器及其反馈系统64 2945最优控制65 第3章电液控制阀67 31电液伺服阀67 311功用及特点67 312组成68 3121电气机械转换器68 3122液压放大器69 3123检测反馈机构72 313电液伺服阀的分类72 314典型结构与工作原理72 3141动圈式力马达型单级电液伺服阀72 3142喷嘴挡板式力反馈型两级电液伺服阀73 3143动圈滑阀式力马达型两级电液伺服阀75 315主要特性及性能参数76 3151静态特性76 3152动态特性80 316应用场合82 317国内外电液伺服阀产品简介82 3171国内产品82 3172国外产品87 32电液比例控制阀93 321功用与特点93 322组成93 3221比例电磁铁93 3222液压放大器及检测反馈机构96 323分类97 324典型结构与工作原理97 3241电液比例压力阀98 3242电液比例流量阀99 3243电液比例方向阀100 325主要特性及性能参数101 3251静态特性101 3252动态特性102 326电液比例阀的典型产品103 3261国内电液比例阀产品概览103 3262部分产品的技术性能104 3263引进力士乐技术系列电液比例阀107 3264油研E系列电液比例阀107 33电液数字控制阀117 331功用、特点及分类117 332基本工作原理117 3321增量式电液数字阀117 3322高速开关式数字阀118 333典型结构及工作原理119 3331增量式数字阀119 3332高速开关式数字阀121 334技术性能121 3341静态特性122 3342动态特性122 335典型产品123 第4章液压控制系统基本功能回路127 41伺服控制机构及回路127 411机液伺服控制机构127 4111阀控缸机液伺服机构127 4112阀控马达机液伺服机构128 4113常用机液伺服控制机构128 412电液伺服控制回路130 4121电液位置伺服回路130 4122电液速度伺服回路131 4123电液力（压力）伺服回路134 4124电液伺服同步回路134 42电液比例控制机构及回路135 421电液比例压力控制回路135 4211比例调压回路135 4212比例减压回路136 4213应用回路136 422电液比例速度控制回路139 4221比例节流调速回路139 4222比例容积调速回路140 4223比例容积节流调速回路141 4224应用回路141 423比例方向速度控制回路143 4231对称执行器的比例方向速度控制回路143 4232非对称执行器的比例方向速度控制回路144 4233比例差动控制回路145 424比例方向阀节流压力补偿回路146 4241比例方向阀的进口节流压力补偿回路146 4242比例方向阀的出口节流压力补偿控制回路149 4243采用插装元件的压力补偿控制回路149 425电液比例方向阀的应用回路152 4251平衡回路152 4252步进链式运输机（热轧钢卷用）的速度、加（减）速度控制回路153 4253焊接自动线提升装置的电液比例控制回路154 4254无缝钢管主产线穿孔机芯棒送入机构的电液比例控制回路154 4255步进式加热炉提升机构及前进机构的电液比例控制回路154 4256撒盐车电液控制回路156 4257节流控制式比例同步控制回路156 426电液比例压力／速度控制回路（节能回路）157 4261比例压力／流量复合阀调压调速回路157 4262比例压力／流量调节型变量泵回路157 427电液比例控制典型应用回路158 第5章液压控制系统应用实例分析162 51液压控制系统应用实例分析的意义162 52液压伺服控制系统162 521复杂圆柱曲面石材加工机的机液仿形控制系统162 5211主机功能结构162 5212机液仿形控制系统工作原理163 5213技术特点164 522汽车悬架减振器性能试验台的电液伺服控制系统164 5221主机功能结构164 5222电液伺服控制系统与微机测控系统及工作原理164 5223技术特点165 523电站锅炉蛇形管弯管机液压传动及控制系统165 5231主机功能结构165 5232液压传动及控制系统工作原理165 5233技术特点及参数167 524高压输电线间隔棒振摆试验电液伺服系统168 5241系统功能结构168 5242电液伺服系统的工作原理168 5243技术特点及参数169 525石棉水泥管卷压成型机的电液控制系统169 5251主机功能结构169 5252电液控制系统的工作原理170 5253技术特点及参数172 526中空挤坯吹塑挤出机型坯壁厚电液伺服控制系统173 5261功能结构173 5262型坯壁厚电液伺服系统的工作原理173 5263技术特点174 527四辊轧机液压压下装置的电液伺服系统175 5271主机功能结构175 5272电液伺服控制系统工作原理176 5273技术特点及参数177 5274使用要点177 528铝箔轧机电液伺服系统177 5281主机功能结构177 5282电液伺服控制系统的工作原理178 5283技术特点及参数180 529带材纠偏控制装置的电液伺服控制系统180 5291主机功能结构180 5292电液控制系统工作原理181 5293技术要点及参数182 5210电液伺服水槽不规则波造波机系统182 52101主机功能结构182 52102机械液压系统原理183 52103技术特点及参数184 5211PASBAN炮塔电液伺服控制系统184 52111主机功能结构184 52112电液伺服控制系统工作原理185 52113技术特点及参数186 5212地空导弹发射装置液压控制系统187 52121主机功能结构187 52122液压系统及其工作原理187 52123技术特点及参数189 53电液比例控制系统190 531平面磨床电液比例调速系统190 5311主机功能结构190 5312电液比例调速系统的工作原理190 5313计算机测控操纵系统191 5314技术特点及参数192 532电液比例控制塑料注射机系统192 5321主机功能结构192 5322电液比例控制系统的工作原理192 5323技术特点及参数194 533金刚石工具热压烧结机的电液比例加载系统194 5331主机功能结构194 5332电液比例加载系统的工作原理195 5333技术特点196 534沥青道路修补车电液比例系统197 5341主机功能结构197 5342电液比例控制液压系统的工作原理197 5343技术特点198 535波浪补偿起重机电液比例控制系统199 5351主机功能结构199 5352电液比例控制系统的工作原理199 5353波浪补偿闭环控制200 5354技术特点201 536林木球果采集机器人电液比例控制系统201 5361主机功能结构201 5362电液比例控制系统的工作原理201 5363计算机数字程序控制系统202 5364技术特点202 537电冰箱内胆四工位热成型机电液比例控制系统203 5371主机功能结构203 5372电液比例控制系统工作原理203 5373技术特点及参数204 538自动卷染机的电液比例控制系统205 5381主机功能结构205 5382电液比例控制系统的工作原理205 5383技术特点206 539飞机起落架收放液压试验车电液控制系统206 5391主机功能结构206 5392液压系统工作原理206 5393电控系统及其原理208 5394技术特点及参数208 5310深潜救生艇对接机械手的电液比例伺服控制液压系统209 53101主机功能结构209 53102电液比例伺服控制系统的工作原理209 53103技术特点210 5311船舰模拟平台电液比例闭环控制系统210 53111主机功能结构210 53112液压系统的工作原理211 53113电控系统的控制原理212 53114技术特点及参数212 5312双缸直顶式液压电梯的两种电液比例系统213 53121主机功能结构213 53122两种电液比例系统及其工作原理213 53123进油路节流调速液压系统的计算机控制215 5313试验机电液比例加载测控系统215 53131主机功能结构215 53132电液比例加载系统的工作原理215 53133微机测控系统216 53134技术特点及参数217 5314大型剧院三块双层升降舞台电液比例同步控制系统217 53141舞台功能结构217 53142液压系统的工作原理218 53143下层台同步控制219 53144技术特点及参数220 54电液数字控制系统220 541造纸磨浆机电液数字控制系统220 5411主机功能结构220 5412电液数字控制系统工作原理220 5413技术特点及参数221 542压铸机电液数字控制系统221 543磨床工作台的电液数字控制系统222 544大惯量工作台驱动系统223 545变量柱塞泵斜盘位置控制系统223 546数字阀控制飞行器系统223 第6章液压控制系统的设计流程225 61液压伺服控制系统的设计225 611明确设计要求225 612拟定控制方案，画出系统原理图226 613静态设计228 6131供油压力ps的选择228 6132液压执行器主要规格尺寸和伺服阀空载流量的确定228 6133伺服阀（或变量泵）规格的确定233 6134执行器选择及设计235 6135传动比i的确定235 6136反馈传感器、放大器等其他元件的选择236 614动态设计238 6141系统方块图与开环传递函数238 6142绘制对数频率特性曲线（波德图），由稳定性确定系统开环增益247 6143系统快速性（闭环参数）计算249 6144系统的准确性（稳态误差）计算250 615检验系统静、动态品质，需要时对系统进行校正252 6151良好伺服系统的开环波德图252 6152校正装置的选择与设计252 616选择液压能源254 617绘制正式工作图，编制技术文件254 618机液伺服系统的设计特点256 6181机液伺服系统的组成与分析256 6182机液伺服系统的设计特点及注意事项257 62电液比例控制系统的设计特点258 621开环电液比例控制系统的设计特点及注意事项259 622闭环电液比例系统的设计特点及注意事项259 623比例阀的选型原则261 63电液数字控制系统的设计263 631增量式电液数字阀控制系统263 6311开环控制263 6312闭环控制264 632脉宽调制（PWM）式电液数字控制系统264 第7章液压控制系统设计计算示例266 71电液伺服系统设计计算示例266 711带钢跑偏光电液伺服控制系统266 7111主机功用与控制系统设计要求266 7112论证和拟定控制方案，组成控制系统原理图266 7113静态设计（确定液压动力元件参数，选择系统的组成元件）268 7114动态设计270 712数控机床工作台电液位置伺服控制系统273 7121设计要求及给定参数273 7122确定系统方案，组成控制系统原理图274 7123静态设计（确定液压动力元件参数，选择系统组成元件）274 7124动态设计275 713轧机液压位置伺服系统（APC）的工作参数计算279 7131功能及设计要求279 7132控制模式280 7133压下缸参数的确定与计算280 7134伺服阀参数的确定281 714电液速度控制系统的设计计算282 7141根据设计要求，拟定控制方案282 7142静态设计282 7143动态设计283 715机床工作台电液速度控制系统的校正计算285 7151系统原理图及其开环波德图285 7152系统校正计算286 716工件疲劳试验机电液力伺服控制系统286 7161控制方案的确定287 7162静态设计（确定液压动力元件参数，选择系统的组成元件）287 7163动态设计288 72电液比例控制系统设计计算示例291 721阀控缸开环速度控制系统设计291 7211设计要求及给定参数291 7212拟定控制方案291 7213负载分析计算291 7214选择比例阀机能及阀控缸配用形式292 7215确定系统供油压力ps，确定液压缸工作面积和结构尺寸292 7216比例方向阀通径的选择293 7217系统加减速时间的选择294 722闭环控制系统比例阀的选型计算295 第8章液压控制系统设计使用中的若干专门问题296 81控制放大器296 811功用与要求296 812类型与选用296 813典型构成与工作原理297 814控制放大器示例306 815控制放大器的选用与设计309 82伺服液压缸的选择与设计310 821功能、典型结构与分类310 822设计步骤及内容311 8221明确设计要求311 8222反馈传感器的选定311 8223伺服液压缸活塞有效面积及主要结构尺寸的确定311 8224伺服阀的选定313 8225结构形式的确定313 8226零部件强度的设计计算314 8227密封装置的设计314 8228放气装置和防护装置的设计314 8229绘制正式工作图，编制设计资料314 823伺服液压缸典型产品314 83液压站的设计319 831概述319 832液压装置的结构类型及其适用场合319 8321分散配置型液压装置319 8322集中配置型液压装置319 833液压站的设计要点320 84电气控制装置的设计322 841常规控制电路设计322 842计算机控制系统设计简介323 8421计算机控制系统的分类323 8422计算机控制系统的组成323 8423计算机控制系统的设计324 8424采样周期的选择327 85计算机数字仿真技术327 851仿真技术简介327 852仿真软件的编制和选择328 853MATLAB及其应用329 86污染控制337 861污染物的形态和来源337 862油液污染对液压系统的危害337 863油液污染度的测定和污染度等级338 864污染控制措施339 87安装调试与使用维护342 871液压控制系统的安装342 872液压控制系统的调试344 873液压控制系统的使用维护345 第9章常用公式及标准资料349 91液压技术常用物理量及其换算（表91）349 92常用计算公式350 921液压流体力学计算公式350 9211液压工作介质的主要物理性质350 9212液体静力学计算公式351 9213液体动力学计算公式351 9214管道系统压力损失计算公式352 9215常见孔口流量计算公式（表914）356 9216液压系统发热与散热计算357 9217液压冲击计算359 922液压元件常用计算公式（表920）360 93液压伺服阀安装面及液压系统通用条件360 931四油口和五油口液压伺服阀安装面（GB 17487—1998摘录）360 9311范围360 9312符号360 9313公差360 9314尺寸362 9315定位销363 932液压系统通用技术条件（GB/T 3766—2001）（摘要）363 9321范围363 9322定义364 9323要求364 9324系统设计366 9325能量转换元件368 9326液压阀371 9327液压油液和调节元件372 9328管路系统376 9329控制系统377 93210诊断和监控*379 93211清理和涂漆380 93212运输准备380 93213试运行380 93214标注说明（引用本标准时）381 参考文献382
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