液壓伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點有哪些

液壓伺服控制具有很多優(yōu)點，從而使它獲得了廣泛的應(yīng)用。但也存在一些缺點，這些缺點限制了它的應(yīng)用。

1、液壓伺服控制的優(yōu)點

①液壓元件的功率-重量比和力矩-慣量比（或力-質(zhì)量比）大，可以組成結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、加速性好的伺服系統(tǒng)。對于中、大功率的伺服系統(tǒng)，這一優(yōu)點尤為突出。

為了說明這一點，現(xiàn)將液壓元件與電氣元件作一比較。電氣元件的最小尺寸取決于最大的有效磁通密度和功率損耗所產(chǎn)生的發(fā)熱量（與電流密度有關(guān)）。最大有效磁通密度受磁性材料的磁飽和限制，而發(fā)熱量散發(fā)又比較困難。因此電氣元件的結(jié)構(gòu)尺寸比較大，功率-重量比和力矩-慣量比小。液壓元件功率損耗所產(chǎn)生的的熱量可由油液帶到散熱器去散發(fā)，它的尺寸主要取決于最大工作壓力。由于最大工作壓力可以很高（目前可達32MPa），所以液壓元件的體積小、重量輕，而輸出的力或力矩很大，使功率-重量比和力矩-慣量比（或力-質(zhì)量比）大。一般液壓泵的重量只是同功率電動機重量的10%-20%，尺寸約為后者的12%-13%。液壓馬達的功率-重量比一般為相當容量電動機的10倍，而力矩-慣量比為電動機的10~20倍。

②液壓動力元件快速性好，系統(tǒng)響應(yīng)快。

由于液壓動力元件的力矩-慣量比（或力-質(zhì)量比）大，所以加速能力強，能高速起動、制動與反向。例如，加速中等功率的電動機需要一至幾秒，而加速同功率的液壓馬達的時間只需電動機的1/10左右。

由于液壓系統(tǒng)中油液的體積彈性模量很大，由油液壓縮性形成的液壓彈簧剛度很大，而液壓動力元件的慣量比又比較小，所以由油液彈簧剛度和負載慣量耦合成的液壓固有頻率很高，故系統(tǒng)的響應(yīng)速度快。與液壓系統(tǒng)具有相同壓力和負載的氣動系統(tǒng)，其響應(yīng)速度只有液壓系統(tǒng)的1/50。

③液壓伺服系統(tǒng)抗負載的剛度大。即輸出位移受負載變化的影響小，定位準確，控制精度高。

由于液壓固有頻率高，允許液壓伺服系統(tǒng)特別是電液伺服系統(tǒng)有較大的開環(huán)放大系數(shù)，因此可以獲得較高的精度和響應(yīng)度。另外，由于液壓系統(tǒng)中油液的壓縮性很小，同時泄露也很小，故液壓動力元件的速度剛度大，組成閉環(huán)系統(tǒng)時其位置剛度也大。電動機的開環(huán)速度剛度約為液壓馬達的1/5，電動機的位置剛度接近于零。因此，電動機只能用來組成閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，而液壓馬達（或液壓缸）卻可以用來進行開環(huán)位置控制，當然閉環(huán)液壓位置控制系統(tǒng)的剛度比開環(huán)時要高得多。氣動系統(tǒng)由于氣體可壓縮性的影響，其剛度只有液壓系統(tǒng)的1/400。

2、液壓伺服控制的缺點

①液壓元件，特別是精密的液壓控制元件（如電液伺服閥）抗污染能力差，對工作油液的清潔度要求高。污染的油液會使閥磨損而降低其性能，甚至被堵塞而不能正常工作。這是液壓伺服系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。因此液壓伺服系統(tǒng)必須采用精細過濾器。

②油液的體積彈性模量隨油溫和混入油中的空氣含量而變化。油液的粘度也隨油溫變化而變化，因此油溫變化是對系統(tǒng)的性能有很大影響。

③當液壓元件的密封設(shè)計、制造和使用維護不當時，容易引起外漏，造成環(huán)境污染。目前液壓系統(tǒng)仍廣泛采用可燃性石油基液壓油，油液外漏可能引發(fā)火災(zāi)，所以有些場合不適用。

④液壓元件制造精度要求高，成本高。

⑤液壓能源的獲得和遠距離傳輸都不如電氣系統(tǒng)方便。

綜上所述

液壓伺服系統(tǒng)體積小、重量輕、控制精度高、響應(yīng)速度快。

這些優(yōu)點對伺服系統(tǒng)來說是極其重要的。

除此之外，還有一些優(yōu)點：如液壓元件的潤滑性好、壽命長；調(diào)速范圍寬、低速穩(wěn)定性好；借助油管動力傳輸比較方便；借助蓄能器，能量儲存比較方便；液壓執(zhí)行元件有直線位移式和旋轉(zhuǎn)式兩種，增加它的適應(yīng)性；過載保護容易；解決系統(tǒng)溫升問題比較方便等。