三級電反饋伺服閥的動態(tài)特性
電液伺服閥的動態(tài)特性可用頻率響應(yīng)(頻域特性)或瞬態(tài)響應(yīng)(時域特性)表示。
(1)頻率響應(yīng)。頻率響應(yīng)是指輸入電流在某一頻率范圍內(nèi)做等幅變頻正弦變化時,空載流量與輸入電流的百分比。頻率響應(yīng)特性用幅值比( dB)與頻率及相位滯后(°)與頻率的關(guān)系曲線[波德( Bode)圖]表示(見圖26)。輸入信號或供油壓力不同,動態(tài)特性曲線也不同,所以,動態(tài)響應(yīng)總是對應(yīng)一定的工作條件,伺服閥產(chǎn)品目錄通常給出±10%、±100%兩組輸入信號試驗曲線,而供油壓力通常規(guī)定為7MPa。
幅值比是某一特定頻率下的輸出流量幅值與輸入電流之比,除以一指定頻率(輸入電流基準(zhǔn)頻率,通常為5Hz或10Hz)下的輸出流量與同樣輸入電流幅值之比。相位滯后是指某一指定頻率下所測得的輸入電流和與其相對應(yīng)的輸出流量變化之間的相位差。
伺服閥的幅值比為-3dB(即輸出流量為基準(zhǔn)頻率時輸出流量的70.7%)時的頻率定義為幅頻寬,用ω-3或f-3表示}以相位滯后達到-90°時的頻率定義為相頻寬,用ω--90°或f-90°表示。由閥的頻率特性可以直接查得幅頻寬曠ω-3和相頻寬f-90°,應(yīng)取其中較小者作為閥的頻寬值。頻寬是伺服閥動態(tài)響應(yīng)速度的度量,頻寬過低會影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度,過高會使高頻傳到負載上去。伺服閥的幅值比一般不允許大于+2dB。通常力矩馬達噴嘴擋板式兩級電液伺服閥的頻寬在100~130Hz之間,動圈滑閥式兩級電液伺服閥的頻寬在50~100Hz之間,電反饋高頻電液伺服閥的頻寬可達250Hz,甚至更高。
(2)瞬態(tài)響應(yīng)。瞬態(tài)響應(yīng)是指電液伺服閥施加一個典型輸入信號(通常為階躍信號)時,閥輸出流量對階躍輸入電流跟蹤過程中表現(xiàn)出的振蕩衰減特性如圖27所示。反映電液伺服閥瞬態(tài)響應(yīng)快速性的時域性能主要指標(biāo)有超調(diào)量、峰值時間、響應(yīng)時間和過渡過程時間。超調(diào)量Mp是指響應(yīng)曲線的最大峰值E(tp1)與穩(wěn)態(tài)值E(∞)的差。峰值時間tp1是指響應(yīng)曲線從零上升到第一個峰值點所需要的時間。響應(yīng)時間tr,是指從指令值(或設(shè)定值)5%~95%的運動時間。過渡過程時間是指輸出振蕩減小到規(guī)定值(通常為指令值的5%)所用的時間(ts)。