電液伺服放大器的設計與分析

杜挺豪　寧祎　杜婷婷

摘 要：文章主要闡述了電液伺服放大器的設計原理。在設計原理的基礎上，采用深度電流負反饋技術，對其進行了詳細的計算，并做了性能測試。結果表明，電液伺服伺服放大器輸出負載電流穩定、線性度好、響應快，滿足設計要求。

關鍵詞：電液伺服放大器；設計原理；深度電流負反饋

1 放大器總體設計與設計要求

電液伺服控制技術主要是將電信號按比例轉換為液壓功率輸出的電液轉換技術[1]。電液伺服控制系統由于其輸出功率大、控制精度高等優點，應用于很多領域。隨著技術的發展，電液伺服控制技術主要向著專用、高集成、組合化的方向發展。

作為電液控制系統的重要組成部分，伺服放大器要有良好的動態和靜態性能，并且具有線性度好、精度高等特點，而且要能輸出足夠大的功率[2]。文章設計的伺服放大器要滿足輸入的電壓在-10V～+10V時，輸出的電流為-40mA～+40mA，而且伺服放大器的線性度誤差要小于3%。

2 電路設計及相關計算

作為電液伺服放大器，其電路設計要采用深度電流負反饋技術。深度電流負反饋是指用一個電阻與線圈串聯，并將其上的電壓通過反饋電阻反饋至放大器的輸入端，構成閉環回路。當負載電阻變化時，流過的電流保持不變[3]。這樣，當電液伺服閥在長時間工作后引起閥線圈電阻變化時，通過伺服閥線圈的電流保持不變。

伺服放大器主要電路包括：調零電路、信號放大、電壓跟隨、功率輸出。電路原理圖如圖1所示。由于放大器的輸出電流小，不能滿足要求，所以采用推挽電路進行功率放大。

放大器U1對信號進行放大：

通過式（4）可以看出，當電路中的參數確時，負載上的電流和輸入信號成線性關系，與負載電阻無關。

3 實驗結果與結果分析

將伺服放大器輸入-10V～+10V的電壓，對實驗數據進行處理，得到輸入電壓與負載電流曲線圖，如圖2所示。

分析圖2的曲線，可以得到，曲線線性度好，輸出電流與輸入電壓成線性關系，符合設計要求。

4 結束語

文章從原理上對電液伺服放大器的設計進行了研究，并進行了相關計算。實驗結果表明，該系統輸出電流穩定、線性度好，滿足實驗要求。

參考文獻

[1]楊逢瑜.電液伺服與電液比例控制技術[M].清華大學出版社.

[2]李玲瓏，等.伺服放大器設計與仿真分析[J].自動化儀表，2012（12）：83-85.

[3]封元華.電液伺服系統中的電流負反饋放大器[J].航空計測計術，1993（6）.