电液伺服马达扭矩控制设计及优化

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电液伺服马达扭矩控制设计及优化电液伺服马达扭矩控制设计及优化
王冬石
（中海油田服务股份有限公司，广东 湛江 524057）
摘要：针对液压阀控马达扭矩伺服系统进行了研究。在对系统建模分析的基础上，采用 PI 控制策略对系统进行了控制
优化，并用MATLAB对控制结果进行了时域仿真♂果表明控制取得了满意的效果。
关键词：液压马达；扭矩控制
中图分类号：TH137.5 文献标识码：A 文章编号：1006－0316(2005)07－0029－03
Summarize of hydraulic motor & Study on torque servo for it
WANG Dong-shi
（China Oilfield Services Limited，Zhanjiang 524057，China）
Abstract: Hydraulic motor was summarized here. The analysis and control method of torque for electronic-hydraulic motor
servo system， depended on PI control theory was introduced here. The result of the research was satisfying.
Key words: hydraulic motor；torque servo
随着液压技术、控制理论和电子技术的发展，
集三者为-体的电液伺服控制系统，在工业各个领
域得到了日益广泛的应用，电液伺服系统充分发挥
电子与液压两方面的优点，在能控制大惯量、产生
大的力或力矩的同时，又具有高精度、快速响应的
能力。且其应用范围也由起初的军工部门推广到了
石油化工[1]
、冶金[2]
、矿业[3]
、机械[4]
等民用部门。
本文对电液伺服系统中的液压马达进行了概述，并
针对阀控马达的扭矩控制进行了理论分析和研究。
1 液压马达概述
工业中常用的液压马达按其结构和工作机理
可主要分为齿轮式、螺杆式、柱塞式、叶片式马达
等几类，其特点可分别简要概括如下：
（1）齿轮式液压马达 又可分为外啮合齿轮马
达和摆线内啮合齿轮马达等结构型式。外啮合齿轮
马达流量和输出扭矩的脉动很大，低速性能较差，
通常用作高速小扭矩马达。摆线内啮合齿轮马达结
（2）螺杆式液压马达 其流量和输出扭矩不存
在结构性脉动，转速均匀，噪声小，效率较高，故
作为高速小扭矩动力马达在国防和民用工业得到广
泛的应用。螺杆马达虽然径向结构紧凑，但轴向尺
寸较大，且工作压力较低，对其应用范围造成-定
的限制。
（3）柱塞式液压马达 又可分为轴向柱塞式马
达和径向柱塞式马达。前者-般用作高速小扭矩马
达，后者-般用作低速大扭矩马达，连杆型径向柱
塞马达是应用最早的-种低速大扭矩液压马达，结
构简单，制造容易，但转速和输出扭矩存在较大的
结构性脉动，且体积和重量较大。无连杆式径向柱
塞马达的低速性能比连杆式有所改善，例如，多作
用内曲线径向柱塞式液压马达具有尺寸孝 重量轻、
脉动孝起动效率高、低速性能好等优点。
（4）叶片式液压马达 其与前面讨论的几种马
达相比，有-系列明显的优点：①运转平稳，噪声
低，流量和扭矩脉动小，低速性能较好。通过合理
配置叶片数量以及设计定子过渡曲线，可消除结构