第1章液压控制系统概论1

11液压控制系统的原理与组成1

111液压控制系统的原理1

112液压控制系统的组成3

12液压控制系统的类型及适用场合4

121位置控制、速度控制及加速度控制和力及压力控制系统4

122闭环控制系统和开环控制系统4

123阀控系统和泵控系统5

124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

125连续量控制系统和离散量控制系统7

126时变系统与时不变系统8

127直线运动控制系统和回转运动控制系统8

13液压控制系统的优缺点8

131液压控制系统的优点8

132液压控制系统的缺点9

14液压控制技术的应用10

15液压控制技术的发展概况11

151液压控制技术的历史进展与趋势11

152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

21反馈控制系统的基本概念15

211定义15

212组成15

213基本要求16

22数学模型16

221微分方程及数学模型的线性化16

222拉氏变换及传递函数18

2221拉氏变换的定义18

2222传递函数19

223方块图及其等效变换20

224典型环节的数学模型21

2241比例放大环节21

2242积分环节22

2243一阶惯性环节22

2244微分环节22

2245振荡环节23

23时域瞬态响应24

231时域响应及典型输入信号24

2311时域响应24

2312典型输入信号24

232典型环节的瞬态响应24

2321一阶惯性环节的瞬态响应26

2322振荡环节的瞬态响应27

233控制系统时域性能指标27

24控制系统的频率特性28

241定义28

242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

2421极坐标图（乃氏图）29

2422对数频率特性图（波德图）29

2423对数幅相特性图（尼氏图）32

243控制系统的闭环频率响应及性能指标33

2431由开环频率特性估计闭环频率特性33

2432系统的频域指标（见图220）35

25控制系统的稳定性分析35

251定义及稳定性充要条件35

252稳定性判据36

253控制系统的相对稳定性（稳定性裕量）37

26控制系统的误差分析计算38

261基本概念38

2611误差、偏差及其关系38

2612误差传递函数及稳态误差计算方法39

262系统类型及稳态误差计算39

2621系统类型39

2622稳态误差计算39

27控制系统的校正40

271系统性能指标与系统校正概述40

272常用校正装置及其选用原则40

2721串联校正装置40

2722并联校正（反馈校正）42

2723校正方式的选用原则43

273用希望对数频率特性法确定校正装置43

2731方法要点43

2732希望特性的绘制43

28线性离散控制系统简介44

281定义与特点44

282信号的采样过程及采样定理45

283采样信号的复现与零阶保持器46

284z变换和脉冲传递函数48

2841z变换与z反变换48

2842脉冲传递函数（Z传递函数）51

285离散系统的性能分析53

2851稳定性分析53

2852动态性能（过渡过程）分析54

2853稳态误差分析56

286离散系统的设计校正57

29现代控制理论简介58

291状态空间方程及其解58

292能控性和能观性60

2921状态空间的非奇异变换60

2922能控性和能观性61

2923卡尔曼结构原理62

293系统稳定性分析62

294系统综合及最优控制63

2941系统综合63

2942单输入系统的闭环极点配置63

2943静态特性64

2944状态观测器及其反馈系统64

2945最优控制65

第3章电液控制阀67

31电液伺服阀67

311功用及特点67

312组成68

3121电气机械转换器68

3122液压放大器69

3123检测反馈机构72

313电液伺服阀的分类72

314典型结构与工作原理72

3141动圈式力马达型单级电液伺服阀72

3142喷嘴挡板式力反馈型两级电液伺服阀73

3143动圈滑阀式力马达型两级电液伺服阀75

315主要特性及性能参数76

3151静态特性76

3152动态特性80

316应用场合82

317国内外电液伺服阀产品简介82

3171国内产品82

3172国外产品87

32电液比例控制阀93

321功用与特点93

322组成93

3221比例电磁铁93

3222液压放大器及检测反馈机构96

323分类97

324典型结构与工作原理97

3241电液比例压力阀98

3242电液比例流量阀99

3243电液比例方向阀100

325主要特性及性能参数101

3251静态特性101

3252动态特性102

326电液比例阀的典型产品103

3261国内电液比例阀产品概览103

3262部分产品的技术性能104

3263引进力士乐技术系列电液比例阀107

3264油研E系列电液比例阀107

33电液数字控制阀117

331功用、特点及分类117

332基本工作原理117

3321增量式电液数字阀117

3322高速开关式数字阀118

333典型结构及工作原理119

3331增量式数字阀119

3332高速开关式数字阀121

334技术性能121

3341静态特性122

3342动态特性122

335典型产品123

第4章液压控制系统基本功能回路127

41伺服控制机构及回路127

411机液伺服控制机构127

4111阀控缸机液伺服机构127

4112阀控马达机液伺服机构128

4113常用机液伺服控制机构128

412电液伺服控制回路130

4121电液位置伺服回路130

4122电液速度伺服回路131

4123电液力(压力)伺服回路134

4124电液伺服同步回路134

42电液比例控制机构及回路135

421电液比例压力控制回路135

4211比例调压回路135

4212比例减压回路136

4213应用回路136

422电液比例速度控制回路139

4221比例节流调速回路139

4222比例容积调速回路140

4223比例容积节流调速回路141

4224应用回路141

423比例方向速度控制回路143

4231对称执行器的比例方向速度控制回路143

4232非对称执行器的比例方向速度控制回路144

4233比例差动控制回路145

424比例方向阀节流压力补偿回路146

4241比例方向阀的进口节流压力补偿回路146

4242比例方向阀的出口节流压力补偿控制回路149

4243采用插装元件的压力补偿控制回路149

425电液比例方向阀的应用回路152

4251平衡回路152

4252步进链式运输机(热轧钢卷用)的速度、加(减)速度控制回路153

4253焊接自动线提升装置的电液比例控制回路154

4254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

4255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

4256撒盐车电液控制回路156

4257节流控制式比例同步控制回路156

426电液比例压力/速度控制回路(节能回路)157

4261比例压力/流量复合阀调压调速回路157

4262比例压力/流量调节型变量泵回路157

427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

51液压控制系统应用实例分析的意义162

52液压伺服控制系统162

521复杂圆柱曲面石材加工机的机液仿形控制系统162

5211主机功能结构162

5212机液仿形控制系统工作原理163

5213技术特点164

522汽车悬架减振器性能试验台的电液伺服控制系统164

5221主机功能结构164

5222电液伺服控制系统与微机测控系统及工作原理164

5223技术特点165

523电站锅炉蛇形管弯管机液压传动及控制系统165

5231主机功能结构165

5232液压传动及控制系统工作原理165

5233技术特点及参数167

524高压输电线间隔棒振摆试验电液伺服系统168

5241系统功能结构168

5242电液伺服系统的工作原理168

5243技术特点及参数169

525石棉水泥管卷压成型机的电液控制系统169

5251主机功能结构169

5252电液控制系统的工作原理170

5253技术特点及参数172

526中空挤坯吹塑挤出机型坯壁厚电液伺服控制系统173

5261功能结构173

5262型坯壁厚电液伺服系统的工作原理173

5263技术特点174

527四辊轧机液压压下装置的电液伺服系统175

5271主机功能结构175

5272电液伺服控制系统工作原理176

5273技术特点及参数177

5274使用要点177

528铝箔轧机电液伺服系统177

5281主机功能结构177

5282电液伺服控制系统的工作原理178

5283技术特点及参数180

529带材纠偏控制装置的电液伺服控制系统180

5291主机功能结构180

5292电液控制系统工作原理181

5293技术要点及参数182

5210电液伺服水槽不规则波造波机系统182

52101主机功能结构182

52102机械液压系统原理183

52103技术特点及参数184

5211PASBAN炮塔电液伺服控制系统184

52111主机功能结构184

52112电液伺服控制系统工作原理185

52113技术特点及参数186

5212地空导弹发射装置液压控制系统187

52121主机功能结构187

52122液压系统及其工作原理187

52123技术特点及参数189

53电液比例控制系统190

531平面磨床电液比例调速系统190

5311主机功能结构190

5312电液比例调速系统的工作原理190

5313计算机测控操纵系统191

5314技术特点及参数192

532电液比例控制塑料注射机系统192

5321主机功能结构192

5322电液比例控制系统的工作原理192

5323技术特点及参数194

533金刚石工具热压烧结机的电液比例加载系统194

5331主机功能结构194

5332电液比例加载系统的工作原理195

5333技术特点196

534沥青道路修补车电液比例系统197

5341主机功能结构197

5342电液比例控制液压系统的工作原理197

5343技术特点198

535波浪补偿起重机电液比例控制系统199

5351主机功能结构199

5352电液比例控制系统的工作原理199

5353波浪补偿闭环控制200

5354技术特点201

536林木球果采集机器人电液比例控制系统201

5361主机功能结构201

5362电液比例控制系统的工作原理201

5363计算机数字程序控制系统202

5364技术特点202

537电冰箱内胆四工位热成型机电液比例控制系统203

5371主机功能结构203

5372电液比例控制系统工作原理203

5373技术特点及参数204

538自动卷染机的电液比例控制系统205

5381主机功能结构205

5382电液比例控制系统的工作原理205

5383技术特点206

539飞机起落架收放液压试验车电液控制系统206

5391主机功能结构206

5392液压系统工作原理206

5393电控系统及其原理208

5394技术特点及参数208

5310深潜救生艇对接机械手的电液比例伺服控制液压系统209

53101主机功能结构209

53102电液比例伺服控制系统的工作原理209

53103技术特点210

5311船舰模拟平台电液比例闭环控制系统210

53111主机功能结构210

53112液压系统的工作原理211

53113电控系统的控制原理212

53114技术特点及参数212

5312双缸直顶式液压电梯的两种电液比例系统213

53121主机功能结构213

53122两种电液比例系统及其工作原理213

53123进油路节流调速液压系统的计算机控制215

5313试验机电液比例加载测控系统215

53131主机功能结构215

53132电液比例加载系统的工作原理215

53133微机测控系统216

53134技术特点及参数217

5314大型剧院三块双层升降舞台电液比例同步控制系统217

53141舞台功能结构217

53142液压系统的工作原理218

53143下层台同步控制219

53144技术特点及参数220

54电液数字控制系统220

541造纸磨浆机电液数字控制系统220

5411主机功能结构220

5412电液数字控制系统工作原理220

5413技术特点及参数221

542压铸机电液数字控制系统221

543磨床工作台的电液数字控制系统222

544大惯量工作台驱动系统223

545变量柱塞泵斜盘位置控制系统223

546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

61液压伺服控制系统的设计225

611明确设计要求225

612拟定控制方案，画出系统原理图226

613静态设计228

6131供油压力ps的选择228

6132液压执行器主要规格尺寸和伺服阀空载流量的确定228

6133伺服阀（或变量泵）规格的确定233

6134执行器选择及设计235

6135传动比i的确定235

6136反馈传感器、放大器等其他元件的选择236

614动态设计238

6141系统方块图与开环传递函数238

6142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

6143系统快速性（闭环参数）计算249

6144系统的准确性（稳态误差）计算250

615检验系统静、动态品质，需要时对系统进行校正252

6151良好伺服系统的开环波德图252

6152校正装置的选择与设计252

616选择液压能源254

617绘制正式工作图，编制技术文件254

618机液伺服系统的设计特点256

6181机液伺服系统的组成与分析256

6182机液伺服系统的设计特点及注意事项257

62电液比例控制系统的设计特点258

621开环电液比例控制系统的设计特点及注意事项259

622闭环电液比例系统的设计特点及注意事项259

623比例阀的选型原则261

63电液数字控制系统的设计263

631增量式电液数字阀控制系统263

6311开环控制263

6312闭环控制264

632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

71电液伺服系统设计计算示例266

711带钢跑偏光电液伺服控制系统266

7111主机功用与控制系统设计要求266

7112论证和拟定控制方案，组成控制系统原理图266

7113静态设计（确定液压动力元件参数，选择系统的组成元件）268

7114动态设计270

712数控机床工作台电液位置伺服控制系统273

7121设计要求及给定参数273

7122确定系统方案，组成控制系统原理图274

7123静态设计（确定液压动力元件参数，选择系统组成元件）274

7124动态设计275

713轧机液压位置伺服系统（APC）的工作参数计算279

7131功能及设计要求279

7132控制模式280

7133压下缸参数的确定与计算280

7134伺服阀参数的确定281

714电液速度控制系统的设计计算282

7141根据设计要求，拟定控制方案282

7142静态设计282

7143动态设计283

715机床工作台电液速度控制系统的校正计算285

7151系统原理图及其开环波德图285

7152系统校正计算286

716工件疲劳试验机电液力伺服控制系统286

7161控制方案的确定287

7162静态设计（确定液压动力元件参数，选择系统的组成元件）287

7163动态设计288

72电液比例控制系统设计计算示例291

721阀控缸开环速度控制系统设计291

7211设计要求及给定参数291

7212拟定控制方案291

7213负载分析计算291

7214选择比例阀机能及阀控缸配用形式292

7215确定系统供油压力ps，确定液压缸工作面积和结构尺寸292

7216比例方向阀通径的选择293

7217系统加减速时间的选择294

722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

81控制放大器296

811功用与要求296

812类型与选用296

813典型构成与工作原理297

814控制放大器示例306

815控制放大器的选用与设计309

82伺服液压缸的选择与设计310

821功能、典型结构与分类310

822设计步骤及内容311

8221明确设计要求311

8222反馈传感器的选定311

8223伺服液压缸活塞有效面积及主要结构尺寸的确定311

8224伺服阀的选定313

8225结构形式的确定313

8226零部件强度的设计计算314

8227密封装置的设计314

8228放气装置和防护装置的设计314

8229绘制正式工作图，编制设计资料314

823伺服液压缸典型产品314

83液压站的设计319

831概述319

832液压装置的结构类型及其适用场合319

8321分散配置型液压装置319

8322集中配置型液压装置319

833液压站的设计要点320

84电气控制装置的设计322

841常规控制电路设计322

842计算机控制系统设计简介323

8421计算机控制系统的分类323

8422计算机控制系统的组成323

8423计算机控制系统的设计324

8424采样周期的选择327

85计算机数字仿真技术327

851仿真技术简介327

852仿真软件的编制和选择328

853MATLAB及其应用329

86污染控制337

861污染物的形态和来源337

862油液污染对液压系统的危害337

863油液污染度的测定和污染度等级338

864污染控制措施339

87安装调试与使用维护342

871液压控制系统的安装342

872液压控制系统的调试344

873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

91液压技术常用物理量及其换算（表91）349

92常用计算公式350

921液压流体力学计算公式350

9211液压工作介质的主要物理性质350

9212液体静力学计算公式351

9213液体动力学计算公式351

9214管道系统压力损失计算公式352

9215常见孔口流量计算公式（表914）356

9216液压系统发热与散热计算357

9217液压冲击计算359

922液压元件常用计算公式（表920）360

93液压伺服阀安装面及液压系统通用条件360

931四油口和五油口液压伺服阀安装面（GB 17487—1998摘录）360

9311范围360

9312符号360

9313公差360

9314尺寸362

9315定位销363

932液压系统通用技术条件(GB/T 3766—2001)（摘要）363

9321范围363

9322定义364

9323要求364

9324系统设计366

9325能量转换元件368

9326液压阀371

9327液压油液和调节元件372

9328管路系统376

9329控制系统377

93210诊断和监控*379

93211清理和涂漆380

93212运输准备380

93213试运行380

93214标注说明(引用本标准时)381

参考文献382 2100433B

《液压控制系统及设计》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。《液压控制系统及设计》立足于工程设计及随甩实际，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。《液压控制系统及设计》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。