附錄 附錄一 :英文原文 1 附錄二：中文翻譯 最早承認(rèn) 的 伺服水鐘是公元 前 250 年左右由亞歷山大發(fā)明 的 他的裝置 里，時間由一艘完成的船的水的水平線記錄。流入這艘船的水流來自一個在它上面的可控制的，恒定功率的水庫。水庫流速的控制介入了伺服機械。 您可以從您的流動力學(xué)路線記住，水庫 (或任何船的 )出口速度流程 取決 于等式 式（ 這里 v=速度 g=重力 h=在出口之上水的高度 這個關(guān)系 ,叫作 理 。 通過那個出口 的 體積流率取決于出口和可變的速度的大小。 這樣 式（ 從這個等式能看出，隨著 庫里水平線的下 降，水庫里的流速降低。結(jié)果時間無限， (基于使用與相等的畢業(yè)的一個圓筒 )：對于這個問題的法是 使用在第一之上登上的第二個水庫。他使用一個浮游物調(diào)整水被投向主要水庫的管口。 這保留了水平面 (因此流速 )常數(shù)，造成恒定的長度的幾小時。除有科學(xué)和技術(shù)價值之外，這水鐘也是一個重大事務(wù)和社會成就。 直到它的發(fā)明，時間主要由日規(guī)保留， 這 有二個明顯的缺點： 在夜 里 保 存 時間是不可能的 (或沉重陰暗天，就此而言 )， 并且小時的長度根據(jù) 季節(jié)變化。 水鐘消除了 這些問題 (只要某人在任命的時間倒空時間船 ）。 這個設(shè)備使用 了直到第十四世紀(jì)機械時鐘的發(fā)明 。 眾多的伺服機械在 17世紀(jì)中期和之后的 工業(yè)革命時被發(fā)明了 。 許多同蒸汽鍋爐技術(shù)聯(lián)系在一起， 那里他們被用于控制水平面、水和蒸汽流程、蒸汽壓力和蒸汽管理 機制的速度和位置 。 這一技術(shù)在 20世紀(jì)初得到躍進 一 電力。在伺服技術(shù)的前進中汽車和飛機被更加巨大的帶動起來。 與一臺機械反饋伺服機的第一個動力方向盤單位在 20世紀(jì) 20年代末期被發(fā)明了， 雖然這樣，直到二次大戰(zhàn)之前此單位都沒變的普遍。 起因于所有戰(zhàn)爭少數(shù)件好事的之一是技術(shù)的推進。 在二戰(zhàn)之前，在美國的 德國和福克斯 伯羅 立即開始發(fā)展控制流體力量的實用伺服機械。 重大攤繳 在那時被德國的 在美國的 了出來。 由于在其他領(lǐng)域 的發(fā)展 (材料、流體、電子，控制論 )， 一些扣人心弦的進展在戰(zhàn)爭之后獲得了。 這些事件年代史跟隨： 1946 英國的 第一個 二階段 閥門 。 1947 萊斯隆 和 響鈴航空器 ：有第二階段反饋的二階段閥門（機械）。 1947 麻省理工學(xué)院 ： 真實的力矩電動機司機， 有電力二階段反饋的二階段閥門。 1950 W·r:無磨擦的第一階段 (插板噴管 ) 。 1953 T·自第二階段 的 與機械反饋的無磨擦的第一階段 。 1953 w·r.:對稱，二噴管橋梁。 1953 流體隔離 的 力矩電動機 。 1957 管第一階段 。 注意電子元件的推進 和 電路、材料和制造過程是有趣的， 這些 應(yīng)用擴散在幾乎每個階段制造業(yè)、運輸和軍事期間，今天用于液壓能力系統(tǒng)的伺服電子管 和在 1960年之前被開發(fā)的是同樣基本設(shè)計。 有一些演變變動 ， 例如航空航天應(yīng)用的 小型化，但是沒有 創(chuàng) 新 和 主要 的改革 。多數(shù)在電子、反饋傳感器和計算機控制范圍 的 前進， 在控制技術(shù)標(biāo)題之下被混在一起 。 圖 設(shè)置 供必要的流程駕駛馬達(dá)以必需的速度。只要沒有干擾，速度將依然是恒定。如果，然而， 在參量上 有任何變動 ， 可變的溫度，黏度，穿戴，等等一電動機轉(zhuǎn)速可能改變。 沒什么在被設(shè)計的系統(tǒng)查出變動并且提出信息對閥門控制器自動地改正變動和退回速度到必需 水平。 速度更正是操作員的責(zé)任，必須做必需的控制調(diào)整。 雖然此種電路 對大量需求 是完全令人滿意的 一些要求自動和連續(xù)的更正。 這些 電路要求伺服機械。 (從這時起，我們將提到這些機制作為伺服電子管。 ) 圖 是在這條電路操作員被免除速度更正的責(zé)任的一條電路。 反而， 安裝了一個測速發(fā)電機檢測裝載信息。這信息自動的連續(xù)的反饋到控制電子 (通常電路板 ) ， 操作員 控制電子 比例閥門 閥門 線軸 水力馬達(dá) 裝載 最初輸入 圖 電動機控制電路不提供更正由于負(fù)載變動或其他因素 引起的 在馬達(dá) 每分鐘轉(zhuǎn)速 上的變化。 圖 分鐘轉(zhuǎn)速 上的所有變化提供自動和連續(xù)的更正。 在這里和操作員輸入信息相比較。 如果在這兩個信號之間找到任何區(qū)別，電子電路自動地引起一個更正信號比例與區(qū)別。 那個信號改變位置閥門 以達(dá)到 所需求流速。 這種檢測和修正能力 是持續(xù)不斷的，所以任何和每個裝載速度的改變都會被修正。執(zhí)行此操作的系統(tǒng)包括三個主要段： 伺服電子管、命令電子和反饋傳感器。在以下部分，我們將詳細(xì)的看一看在這些段中的每一 段 。 伺服電子管可以用于實際上液壓能力系統(tǒng)操作的所有方面，包括： 最普遍 的應(yīng)用是圓筒安置和電動機轉(zhuǎn)速的控制。 這些 作用閥門的 合并方向和 流程控制 由力矩電動機安置的一個滑的 線軸 安排。 6 力矩電 動機 力矩電動機在表 它是包括一兩塊永久磁鐵，二極靴，鐵磁電樞， 的一個相當(dāng)簡單的電磁式設(shè)備 。 永久磁鐵 上對立著上部和下部的磁極， 因此他們提出相等和相反磁場 。 力矩電動機 是在低直流電壓下運行的低功率設(shè)備。 圖 力矩電動機 （美國威格士股份有限公司提供） 圖 電樞在它的中點 上 ，以便 不論 順時針或逆時針 轉(zhuǎn) 都能 自由的通過非常有限的弧轉(zhuǎn)動 。 電樞的末端延伸到 磁極片 之間的空白。磁場 有 一個中性位置的電樞。 二卷圍攏電樞的胳膊形成二個小電磁體。當(dāng)電流 通過卷時，引起一個磁場。 領(lǐng)域的極性依靠在當(dāng)前流程的方向。 在表 成電樞的左轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)。 (少許以后我們將看這自轉(zhuǎn)對閥門操作的作用。 ) 圖 矩電動機運轉(zhuǎn)（美國威格士股份有限公司提供） 力矩電動機的二卷 被 三種不同配置 所 連接 ：并聯(lián) ， 串聯(lián) 和所謂的推挽式的安排。這些選擇在表 挽式的安排是最共同的。在安排 上 ，主角 B 和D 通過控制電路放大器被連接到地面上。 主角 A 和 C 被連接到命令放大器的分開的輸出終端。 當(dāng)對兩卷的電壓輸入是相等的，電樞 被集中。 對一卷增加電壓輸入，當(dāng)同時使輸入降低到其他卷由相同數(shù)量時 ， 造成電樞轉(zhuǎn)動。 電壓可以在每一圈從零變化到最大值， 但是極性從未被扭轉(zhuǎn) 。 這意味著電樞的位置 被不同的扭矩固 定 。 當(dāng)兩卷電壓是相同的，扭矩是相等的，并且電樞被集中 。 在電壓上的所有變化對任一卷導(dǎo)致電樞的自轉(zhuǎn)。 圖 圈可以被幾種不同的方式連接，不同的連接有不同的效果。 并聯(lián) 串聯(lián) 推挽式 這個 推挽式 連接圈偏向于三個原因： 首先，由于電壓波動，其中任一在 電流改變，溫度變化或者其他起因 都 由對卷的相等和相反作用 抵消 。其次，有安置反對的扭矩的電樞更穩(wěn)定。 第三，力量消耗量低于另外兩條電路。 對這個安排的輸入被表達(dá)作為 流入差 I。 這是二卷 電 流之間的區(qū)別。 )( 式（ 這里 P=控制力量 I=流 入 差 R=一卷 阻 抗 例子 6·1 ：力矩電動機在一條推挽式的電路被連接。每卷有 20歐姆抵抗并且是額定的在 200 求： A:當(dāng)電樞被集 中時的 每卷電壓 。 B: I 最大價值 C:力矩電動機的最大控制力量。 解法： a. 卷的最大電壓是 E=I×R E=2000=4V 電樞被集中，當(dāng) 2m b. 有差別的 電 流是 當(dāng)最大電壓被 加于 一卷，最大價值將發(fā)生 。 因此零的電壓被 加 于其他。 在此例中 A 000 c·最大控制力量是 0()200()( 22 并聯(lián) 自轉(zhuǎn)的方向取決于輸入信號的極性。 不是相互沖突 (像 在推挽式的電路 )在 并聯(lián)電路 中相互協(xié)助。 那 時 他們試圖順時針或 逆時針 移動。 扭轉(zhuǎn)極性 和 扭轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)的方向 相反 。控制力量然后被找到 ： )2()( 2 式（ 這里： 過電路 的 總 電流 R=每卷 阻 抗 例子 重復(fù)并聯(lián)電路連接的例子 解答：對每卷的電壓將依然是同樣 (4V); 然而， 電流 通過由于更低的 阻 抗，電路將增加的。 為一個二相等的電阻器組成 的 并聯(lián)電路，等效抵抗是 R/2; 在這種情況下， 10歐姆。 我們從下式發(fā)現(xiàn)， I 等于 總 電流 ， 最終 ，我們從式 ()( 2 在串聯(lián)電路 ， 卷協(xié)助，而不是反對，電樞自轉(zhuǎn) 。 與并聯(lián)電路 相同 ，極性變動要求改變自轉(zhuǎn)的方向。串聯(lián)電路的控制力量是 )2()( 2 式 (這里： 串聯(lián)電路的 電 流 R =每圈的阻抗 例子 重復(fù)串聯(lián)電路的例子 解答：這里，總 阻 抗是 2R 或者 40歐姆。 串聯(lián)的最大電流是 200 最大電壓，然后，是 )40)(20 0( 控制力量，從式 得 ()( 2 注意 的是串聯(lián) 和并聯(lián)電路有同一最大功率需要量， 功率 是推挽式的電路 的兩倍。有趣的是 這些低功率力矩電動機可能控制 在 100加侖甚至更多的 2000到3000的第二或三閥門。 采取這些低價值，我們看見閥門的功率輸出接近90,000 W。 我們定義閥門放大系數(shù)為控制功率除以輸出功率。有 4106 0 0 0 P o w e rg ai n 適合伺服機械的韋伯斯特的定義。 伺服閥的硬件初看起來 類似那所有線軸式方向控制閥門， 是一個在閥體上的孔里運轉(zhuǎn)的 一個滑的 線軸 ，用來 打開和封鎖口岸之間的流程道路的。 在制造過程和說明書中發(fā)現(xiàn)的實際的差別比在基本設(shè)計中多。 伺服電子管 線軸 和 它運轉(zhuǎn)所在的孔是 非常高精度組 件 。 一般線軸和孔平直直徑配合公差為 士 0 線軸 和 孔 之間的 徑向間隙 是典型地 3 1m=0 。 要 達(dá)到這個精確度，很多手 工 精 加工 在制造過程介入。 線軸 和 閥身 經(jīng)常是一個被匹配的集合，并且零件不是 可 互換的。 特別 線軸 表 面精加工 經(jīng)常被使用。 氮化是常用的提供額外表面堅硬 和 玻璃狀 表面精整 。這減少摩擦并且改進 耐磨度。 在 1982年 佩格瑟斯公司進行的測試，氮化 和非 氮化 的線軸運行了 101百萬個周期。 氮化 的線軸沒有在壓強下變形 (那 些我們以后將談?wù)?)， 而 沒 氮化 的線軸 有 50%變動， 表明沒氮化的線軸磨損的會更嚴(yán)重。 伺服電子管也許是三或四種方式的。 線軸 也許有二，三或者四 臺面的這是 根據(jù)作用和制造商的 偏好 。 研 究顯示 四 臺面的線軸在沒受到不可接受的流出時，有更大的間隙。 這意味著他們改進了 磨損特質(zhì)，有時能夠在污染物流體下工作。二 個 外 臺面 也 能 協(xié)助保持 線軸 精確地被集中。與多數(shù)線軸式閥門 相同 ，周圍 凹槽用機器制造 在線軸臺面。 凹 槽 的目的 是通過平衡線軸旁邊的壓力來減小邊緣載荷。在不帶溝槽的線軸里，有三個凹槽的線軸最小可以只受到 6%的側(cè)力。 線軸 "線圈 "定義了 在閥孔里涉及到端口 寬度的 臺面寬度。 有三種可能的 線圈配置 ， 重疊 ，從下面露出，線連線。 這些在 圖 a 線連線或者叫零疊加型 b 從下面露出型 c 疊加型 圖 然多數(shù)情況是線連線（或零重疊）， 這里，臺面寬度正確地匹 配端面 寬度。 因此，當(dāng) 線軸 被集中時， 沒有流量。不管多小的運動都會導(dǎo)致流過閥門。 由于它的關(guān)于 零 (中立 )位置的精確測量的 特征。這個閥門適用于閉合回路位置，速度，和 力控制應(yīng)用 。 不幸地，甚 至 少量 的 在 凸臺 或 端口 邊緣的 摩損都會 導(dǎo)致在 零 位置的漏出。 被重疊的 線軸 有比 端口寬 %的 凸臺， 這個 線軸能在零位置提供 比 線連線配置更低的漏出。然而，重疊意味著精確的零位置被弱化，因為有相當(dāng)大的死區(qū)。 例如，當(dāng)作為位置控制器使用， 即使輸入同一指令時，被壓縮時和被拉伸時的圓筒將停止在不同的位置， 只要它 遠(yuǎn)離它的零 位 工作 ，一個被重疊的閥門可以令人滿意地被作為速度控制器使用。 在許多伺服電子管控制電路 中， 勵振被用于減少靜態(tài)摩擦的 影響 (被命名 勵振是一個被疊加在連續(xù)的正常命令信號 里的 非常低 的 高度命令信號， 非常短的沖程， 線軸 的側(cè)向動擺。在這樣 的 系統(tǒng) 中 ，輕微的交疊也被用于防止在 零 位置的不能接受的漏出。 一個 底面露出型的線軸 有比 端面 狹窄 凸臺 。 這一設(shè)計被稱作公開中心，雖然沒有真正的公開中心伺服電子管。底端露出型太小以至于不能成為真正的公開中心。 這個類型閥門對關(guān)于空位置的命令提供非常迅速 的 反應(yīng)，但是它有在零位附近有非線性流程特征的缺點。這在某種程度上減弱控制 。 伺服電子管也許是單一階段 (也稱直接作用 )，兩階段或者第三階段，取決于主要系統(tǒng)的流程要求。使用單一階段閥門流程是低要求的地方 (通常少于 5 取決于閥門的設(shè)計）。 這些閥門共同地運用一滑 線軸 機械連接到了力矩電動機 的電樞 上 。流通能力由力矩電動機和 線軸 的有限的沖程 可得到的低力量釋義 。 1，偏置力矩馬達(dá)電樞 2， 造成 線軸 轉(zhuǎn)移距離比例與電信號 3，閥體 4，線軸 5，電連接頭 6，力矩馬達(dá) 7，水槽 8，壓力 9，水槽 10，機械連接 圖 一階段線軸式伺服電子管 圖 管。 力矩電動機電樞和 線軸 之間的機械連接是一根僵硬的導(dǎo)線。當(dāng)沒有命令輸入到力矩電動機時，電樞在它的中立 (無效的 )位置，反過來，造成 線軸 在無效的位置，并且沒有流 量 通過閥門。 電樞的順時針偏折推擠 線軸 到左邊，開放流程道路從 P 到 B 和 A 到 T。逆時針 轉(zhuǎn)偏折打開 和 B 到 T。為更高的流速，必須使用二甚至第三階段的閥門 。 在這些閥門中， 第二 級 和第三級總是 由前面的閥操作所測試的變動的線軸。 第一階段也使 可用一個 變化的線軸 ， 也 有其他設(shè)計。