《机械设计手册》第六版单行本共16分册，涵盖了机械常规设计的所有内容。各分册分别为《常用设计资料》《机械制图·精度设计》《常用机械工程材料》《机构·结构设计》《连接与紧固》《轴及其连接》《轴承》《起重运输件·五金件》《润滑与密封》《弹簧》《机械传动》《减（变）速器·电机与电器》《机械振动·机架设计》《液压传动》《液压控制》《气压传动》。本书为《液压控制》。主要介绍了控制理论基础知识以及液压伺服系统的概念、特性和应用；液压控制元件（滑阀、喷嘴挡板阀、射流管阀和射流偏转板阀）、液压动力元件、伺服阀的特性、原理、性能参数及选用；液压伺服系统和伺服液压缸的设计计算，电液伺服油源的分析与设计，液压伺服系统污染控制方法、安装、调试与测试等；电液比例系统的设计计算；伺服阀、比例阀及伺服缸主要产品的型号、特点、技术性能和主要参数等。本书可作为机械设计人员和有关工程技术人员的工具书，也可供高等院校有关专业师生参考使用。

第22篇液压控制
第1章控制理论基础22-3
1控制系统的一般概念22-3
1.1反馈控制原理22-3
1.2反馈控制系统的组成、类型和要求22-3
2线性控制系统的数学描述22-4
2.1微分方程22-4
2.2传递函数及方块图22-5
2.3控制系统的传递函数22-7
2.4信号流图及梅逊增益公式22-8
2.4.1信号流图和方块图的对应关系22-8
2.4.2梅逊增益公式22-9
2.5机、电、液系统中的典型环节22-10
2.6频率特性22-11
2.6.1频率特性的定义、求法及表示方法22-11
2.6.2开环波德图、 奈氏图和尼柯尔斯图的绘制22-12
2.7单位脉冲响应函数和单位阶跃响应函数22-14
3线性控制系统的性能指标22-15
4线性反馈控制系统分析22-16
4.1稳定性分析22-16
4.1.1稳定性定义和系统稳定的充要条件22-16
4.1.2稳定性准则22-16
4.1.3稳定裕量22-18
4.2控制系统动态品质分析22-19
4.2.1时域分析法22-19
4.2.2频率分析法22-22
4.2.3控制系统波德图的绘制22-24
4.3控制系统的误差分析22-24
4.3.1误差和误差传递函数22-24
4.3.2稳态误差的计算22-25
4.3.3改善系统稳态品质的主要方法22-26
5线性控制系统的校正22-26
5.1校正方式和常用的校正装置22-26
5.1.1校正方式22-26
5.1.2常用的校正装置22-27
5.2用期望特性法确定校正装置22-31
5.2.1期望特性的绘制22-31
5.2.2校正装置的确定22-32
5.3用综合性能指标确定校正装置22-33
6非线性反馈控制系统22-34
6.1概述22-34
6.2描述函数的概念22-35
6.3描述函数法分析非线性控制系统22-38
6.3.1稳定性分析22-38
6.3.2振荡稳定性分析22-39
6.3.3消除自激振荡的方法22-39
6.3.4非线性特性的利用22-39
6.3.5非线性系统分析举例22-40
7控制系统的仿真22-40
7.1系统仿真的基本概念22-40
7.1.1模拟仿真和数字仿真22-40
7.1.2仿真技术的应用22-42
7.2连续系统离散相似法数字仿真22-42
7.2.1离散相似法的原理22-42
7.2.2连接矩阵及程序框图22-43
8线性离散控制系统22-45
8.1概述22-45
8.1.1信号的采样过程22-45
8.1.2信号的复原22-46
8.1.3数字控制系统的离散脉冲模型22-46
8.2Z变换22-47
8.2.1Z变换定义22-47
8.2.2Z变换的基本性质22-49
8.2.3Z反变换22-49
8.2.4用Z变换求解差分方程22-50
8.3脉冲传递函数22-50
8.3.1脉冲传递函数的定义22-50
8.3.2离散控制系统的脉冲传递函数22-51
8.4离散控制系统分析22-51
8.4.1稳定性分析22-51
8.4.2过渡过程分析22-52
8.4.3稳态误差分析22-53
第2章液压控制概述22-54
1液压控制系统与液压传动系统的比较22-54
2电液伺服系统与电液比例系统的比较22-55
3液压伺服系统的组成及分类22-55
4液压伺服系统的几个重要概念22-56
5液压伺服系统的基本特性22-56
6液压伺服系统的优点、难点及应用22-57
第3章液压控制元件、液压动力元件、伺服阀22-59
1液压控制元件22-59
1.1液压控制元件概述22-59
1.1.1液压控制元件的类型及特点22-59
1.1.2液压控制阀的类型、原理及特点22-59
1.1.3液压控制阀的静态特性及其阀系数的定义22-60
1.1.4液压控制阀的液压源类型22-61
1.2滑阀22-61
1.2.1滑阀的种类及特征22-61
1.2.2滑阀的静态特性及阀系数22-62
1.2.3滑阀的力学特性22-64
1.2.4滑阀的功率特性及效率22-66
1.2.5滑阀的设计22-66
1.3喷嘴挡板阀22-67
1.3.1喷嘴挡板阀的种类、原理及应用22-67
1.3.2喷嘴挡板阀的静态特性22-68
1.3.3喷嘴挡板阀的力特性22-69
1.3.4喷嘴挡板阀的设计22-69
1.3.5喷嘴挡板阀用作先导级时的实际结构22-69
1.4射流管阀和射流偏转板阀22-70
1.4.1射流管阀的紊流淹没射流特征22-70
1.4.2流量恢复系数与压力恢复系数22-71
1.4.3射流管阀的静态特性及应用22-71
1.4.4射流偏转板阀的特点及应用22-72
2液压动力元件22-73
2.1液压动力元件的类型、特点及应用22-73
2.2液压动力元件的静态特性及其负载匹配22-73
2.2.1动力元件的静态特性22-73
2.2.2负载特性及其等效22-74
2.2.3阀控动力元件与负载特性的匹配22-76
2.3液压动力元件的动态特性22-76
2.3.1对称四通阀控制对称缸的动态特性22-76
2.3.2对称四通阀控制不对称缸分析22-82
2.3.3三通阀控制不对称缸的动态特性22-84
2.3.4四通阀控制液压马达的动态特性22-85
2.3.5泵控马达的动态特性22-87
2.4动力元件的参数选择与计算22-89
3伺服阀22-90
3.1伺服阀的组成及分类22-90
3.1.1伺服阀的组成及反馈方式22-90
3.1.2伺服阀的分类及输出特性22-91
3.1.3电气-机械转换器的类型、原理及特点22-91
3.2典型伺服阀的结构及工作原理22-92
3.3伺服阀的特性及性能参数22-96
3.3.1流量伺服阀的特性及性能参数22-96
3.3.2压力伺服阀的特性及性能参数22-99
3.4伺服阀的选择、使用及维护22-101
3.5伺服阀的试验22-102
3.5.1试验的类型及项目22-103
3.5.2标准试验条件22-103
3.5.3试验回路及测试装置22-104
3.5.4试验内容及方法22-104
第4章液压伺服系统的设计计算22-106
1电液伺服系统的设计计算22-106
1.1电液位置伺服系统的设计计算22-106
1.1.1电液位置伺服系统的类型及特点22-106
1.1.2电液位置伺服系统的方块图、传递函数及波德图22-106
1.1.3电液位置伺服系统的稳定性计算22-108
1.1.4电液位置伺服系统的闭环频率响应22-108
1.1.5电液位置伺服系统的分析及计算22-110
1.2电液速度伺服系统的设计计算22-111
1.2.1电液速度伺服系统的类型及控制方式22-111
1.2.2电液速度伺服系统的分析与校正22-112
1.3电液力（压力）伺服系统的分析与设计22-114
1.3.1电液力伺服系统的类型及特点22-114
1.3.2电液驱动力伺服系统的分析与设计22-114
1.3.3电液负载力伺服系统的分析与设计22-118
1.4电液伺服系统的设计方法及步骤22-120
2机液伺服系统的设计计算22-124
2.1机液伺服系统的类型及应用22-124
2.1.1阀控机液伺服系统22-124
2.1.2泵控机液伺服系统22-127
2.2机液伺服机构的分析与设计22-128
3电液伺服油源的分析与设计22-129
3.1对液压伺服油源的要求22-129
3.2液压伺服油源的类型、特点及应用22-130
3.3液压伺服油源的参数选择22-130
3.4液压伺服油源特性分析22-131
3.4.1定量泵—溢流阀油源22-131
3.4.2恒压变量泵油源22-132
4液压伺服系统的污染控制22-133
4.1液压污染控制的基础知识22-133
4.1.1液压污染的定义与类型22-133
4.1.2液压污染物的种类及来源22-133
4.1.3固体颗粒污染物及其危害22-134
4.1.4油液中的水污染、危害及脱水方法22-134
4.1.5油液中的空气污染、危害及脱气方法22-135
4.1.6油液污染度的测量方法及特点22-136
4.1.7液压污染控制中的有关概念22-136
4.2油液污染度等级标准22-137
4.2.1GB/T 14039—2002《液压传动—油液—固体颗粒污染等级代号法》22-137
4.2.2PALL污染度等级代号22-140
4.2.3NAS 1638 污染度等级标准22-140
4.2.4SAE 749D污染度等级标准22-141
4.2.5几种污染度等级对照表22-142
4.3不同污染度等级油液的显微图像比较22-142
4.4伺服阀的污染控制22-143
4.4.1伺服阀的失效模式、后果及失效原因22-143
4.4.2双喷嘴挡板伺服阀的典型结构及主要特征22-144
4.4.3伺服阀对油液清洁度的要求22-146
4.5液压伺服系统的全面污染控制22-146
4.5.1系统清洁度的推荐等级代号22-146
4.5.2过滤系统的设计22-149
4.5.3液压元件、液压部件（装置）及管道的污染控制22-151
4.5.4系统的循环冲洗22-152
4.5.5过滤系统的日常检查及清洁度检验22-152
5伺服液压缸的设计计算22-153
5.1伺服液压缸与传动液压缸的区别22-153
5.2伺服液压缸的设计步骤22-153
5.3伺服液压缸的设计要点22-154
6液压伺服系统设计实例22-155
6.1液压压下系统的功能及控制原理22-155
6.2设计任务及控制要求22-157
6.3APC系统的控制模式及工作参数的计算22-158
6.4APC系统的数学模型22-160
7液压伺服系统的安装、调试与测试22-162
8控制系统的工具软件MATLAB及其在仿真中的应用22-163
8.1MATLAB仿真工具软件简介22-163
8.2液压控制系统位置自动控制（APC）仿真实例22-164
8.2.1建模步骤22-164
8.2.2运行及设置22-167
第5章电液比例系统的设计计算22-173
1概述22-173
1.1电液比例系统的组成、原理、分类及特点22-173
1.2电液比例控制系统的性能要求22-176
1.3电液比例阀体系的发展与应用特点22-176
2电-机械转换器22-177
2.1常用电-机械转换器简要比较22-178
2.2比例电磁铁的基本工作原理和典型结构22-178
2.3常用比例电磁铁的技术参数22-181
2.4比例电磁铁使用注意事项22-182
3电液比例压力控制阀22-182
3.1概述22-182
3.2比例溢流阀的若干共性问题22-182
3.3电液比例压力阀的典型结构及工作原理22-184
3.4典型比例压力阀的主要性能指标22-191
3.5电液比例压力阀的性能22-191
3.6电液比例压力控制回路及系统22-194
4电液比例流量控制阀22-198
4.1电液比例流量控制的分类22-198
4.2由节流型转变为调速型的基本途径22-199
4.3电液比例流量控制阀的典型结构及工作原理22-199
4.4电液比例流量控制阀的性能22-203
4.5节流阀的特性22-203
4.6流量阀的特性22-204
4.7二通与三通流量阀工作原理与能耗对比22-206
4.8电液比例流量阀动态特性试验系统22-208
4.9电液比例流量控制回路及系统22-208
4.10电液比例压力流量复合控制阀22-210
5电液比例方向流量控制阀22-211
5.1比例方向节流阀特性与选用22-211
5.2比例方向流量阀特性22-214
6比例多路阀22-217
6.1概述22-217
6.2六通多路阀的微调特性22-218
6.3四通多路阀的负载补偿与负载适应22-218
7电液比例方向流量控制阀典型结构和工作原理22-221
8伺服比例阀22-225
8.1从比例阀到伺服比例阀22-225
8.2伺服比例阀22-225
8.3伺服比例阀产品特性示例22-227
9电液比例流量控制的回路及系统22-230
10电液比例容积控制22-233
10.1变量泵的基本类型22-234
10.2基本电液变量泵的原理与特点22-234
10.3应用示例塑料注射机系统22-236
11电控器22-238
11.1电控器的基本构成22-238
11.2电控器的关键环节及其功能22-239
11.3两类基本放大器22-241
11.4放大器的设定信号选择22-241
11.5闭环比例放大器22-242
12数字比例控制器及电液轴控制器22-242
12.1数字技术在电液控制系统中的应用与技术优势22-242
12.2数字比例控制器22-243
12.3电液轴控制器22-247
13电液控制系统设计的若干问题22-252
13.1三大类系统的界定22-252
13.2比例系统的合理考虑22-252
13.3比例节流阀系统的设计示例22-252
第6章伺服阀、比例阀及伺服缸主要产品简介22-256
1电液伺服阀主要产品22-256
1.1国内电液伺服阀主要产品22-256
1.1.1双喷嘴挡板力反馈式电液伺服阀22-256
1.1.2双喷嘴挡板电反馈式三级电液伺服阀22-259
1.1.3动圈式滑阀直接反馈式 （YJ、SV、QDY4型）、滑阀直接位置反馈式 （DQSF-Ⅰ型）电液伺服阀22-260
1.1.4滑阀力综合式压力伺服阀（FF119）、P-Q型伺服阀（FF118）、双喷嘴-挡板喷嘴压力反馈式压力阀（DYSF-3P）、射流管力反馈式伺服阀（CSDY系列、三线圈电余度DSDY、抗污染CSDK）22-261
1.1.5动圈式伺服阀（SV9、SVA9）22-262
1.1.6动圈式伺服阀（SVA8、SVA10）22-262
1.1.7直动式电液伺服阀（DDV阀）（FF133、QDYD-1-40、QDYD-1-100）、射流管式伺服阀（FF129、FF134）、双喷嘴挡板力反馈伺服阀YF22-264
1.2国外主要电液伺服阀产品22-265
1.2.1双喷嘴力反馈式电液伺服阀（MOOG）22-265
1.2.2双喷嘴挡板力反馈式电液伺服阀（DOWTY、SM４）22-266
1.2.3双喷嘴挡板力反馈伺服阀（DY型、PH76型）22-267
1.2.4双喷嘴力反馈伺服阀（SE型）、双喷嘴电反馈伺服阀（SE2E型）、射流偏转板力反馈伺服阀（BD型）22-268
1.2.5PARKER动圈（VCD）式电反馈直接驱动阀D1FP*S、D1FP、D3FP*3和D3FP系列伺服阀22-269
1.2.6ATOS公司DLHZO-T*和DLKZOR-T*型直动式比例伺服阀22-271
1.2.7双喷嘴挡板力反馈式（MOOG D761）和电反馈式电液伺服阀（MOOG D765）22-274
1.2.8直动电反馈式伺服阀（DDV）MOOG D633及D634系列22-276
1.2.9电反馈三级伺服阀MOOG D791和D792系列22-277
1.2.10EMG伺服阀SV1-1022-279
1.2.11MOOG D661～D665系列电反馈伺服阀22-281
1.2.12伺服射流管电反馈高响应二级伺服阀MOOG D661 GC系列22-284
1.2.13MOOG D636和D637带数字电路和现场总线接口的直动式比例伺服阀22-287
1.2.14射流管力反馈伺服阀Abex和射流偏转板力反馈伺服阀MOOG26系列22-291
1.2.15博世力士乐（Bosch Rexroth）双喷嘴挡板机械（力）和/或电反馈二级伺服阀4WS（E）2EM6-2X、4WS（E）2EM（D）10-5X、4WS（E）2EM（D）16-2X和电反馈三级伺服阀4WSE3EE22-291
1.3电液伺服阀的外形及安装尺寸22-298
1.3.1FF101、YF12、MOOG30和DOWTY30型电液伺服阀外形及安装尺寸22-298
1.3.2FF102、YF7、MOOG31、MOOG32、DOWTY31和DOWTY32型伺服阀外形及安装尺寸22-299
1.3.3FF113、YFW10和MOOG72型电液伺服阀外形及安装尺寸22-300
1.3.4FF106A、FF118和FF119型伺服阀外形及安装尺寸22-301
1.3.5FF106、FF130、YF13、MOOG35和MOOG34型电液伺服阀外形及安装尺寸22-302
1.3.6QDY型伺服阀外形及安装尺寸22-303
1.3.7SFL型伺服阀外形和安装尺寸22-304
1.3.8FF131、YFW06、QYSF-3Q、DOWTY45514659和MOOG78型伺服阀外形及安装尺寸22-305
1.3.9FF109和DYSF-3G-111型电反馈三级阀外形及安装尺寸22-306
1.3.10SV（CSV）和SVA型电液伺服阀外形及安装尺寸22-307
1.3.11YJ741、YJ742和YJ861型电液伺服阀外形及安装尺寸22-308
1.3.12CSDY和Abex型电液伺服阀外形及安装尺寸22-309
1.3.13FF129和FF134型伺服阀外形和安装尺寸22-310
1.3.14FF133、QDYD-1-40、QDYD-1-100型伺服阀外形及安装尺寸22-311
1.3.15MOOG760、MOOG G761和MOOG G631型电液伺服阀外形及安装尺寸22-312
1.3.16MOOG D633、D634系列直动式电液伺服阀外形及安装尺寸22-313
1.3.17MOOG D791和D792型电反馈三级阀外形及安装尺寸22-314
1.3.18MOOG D662～D665系列电液伺服阀外形及安装尺寸22-315
1.3.19博世力士乐电反馈三级阀4WSE3EE（16、25、32）尺寸22-316
1.3.20PARKER DY型电液伺服阀外形及安装尺寸22-317
1.3.21PARKER SE系列、PH76系列、BD系列伺服阀外形及安装尺寸22-318
1.3.22PARKER VCD直接驱动阀D1FP*S、D1FP、D3FP*3、D3FP外形及安装尺寸22-320
1.3.23MOOG D636、D637系列比例伺服阀外形及安装尺寸22-321
1.3.24ATOS公司DLHZO和DLKZOR型比例伺服阀外形及安装尺寸22-325
1.4伺服放大器22-327
1.4.1YCF-6型伺服放大器22-327
1.4.2MOOG G122-202A1系列伺服放大器22-328
1.4.3MOOG G123-815缓冲放大器22-330
1.4.4MOOG G122-824PI伺服放大器22-331
1.4.5博世力士乐YT-SR1和VT-SR2系列伺服放大器22-332
1.4.6PARKER BD90/95系列伺服放大器22-334
1.4.7ATOS公司E-RI-TES、E-RI-LES型数字式集成电子放大器和E-RI-TE、E-RI-LE型模拟式集成电子放大器22-336
2比例阀主要产品22-340
2.1国内比例阀主要产品22-340
2.1.1BQY-G型电液比例三通调速阀22-340
2.1.2BFS和BSL型比例方向流量阀22-340
2.1.3BY※型比例溢流阀22-340
2.1.43BYL型比例压力-流量复合阀22-341
2.1.54BEY型比例方向阀22-341
2.1.6BY型比例溢流阀22-342
2.1.7BJY型比例减压阀22-342
2.1.8DYBL和DYBQ型比例节流阀22-342
2.1.9BPQ型比例压力流量复合阀22-343
2.1.104B型比例方向阀22-343
2.1.114WRA型电磁比例换向阀22-344
2.1.124WRE型电磁比例换向阀22-345
2.1.134WRZH型电液比例方向阀22-346
2.1.14DBETR型比例压力溢流阀22-348
2.1.15DBE/DBEM型比例溢流阀22-349
2.1.163DREP6三通比例压力控制阀22-350
2.1.17DRE/DREM型比例减压阀22-350
2.1.18ZFRE6型二通比例调速阀22-351
2.1.19ZFRE※型二通比例调速阀22-353
2.1.20ED型比例遥控溢流阀22-354
2.1.21EB型比例溢流阀22-354
2.1.22ERB型比例溢流减压阀22-355
2.1.23EF（C）G型比例（带单向阀）流量阀22-355
2.1.24EFB型比例溢流调速阀22-356
2.2国外电液伺服阀主要产品22-357
2.2.1BOSCH比例溢流阀（不带位移控制）22-357
2.2.2BOSCH比例溢流阀和线性比例溢流阀（带位移控制）22-358
2.2.3BOSCH NG6带集成放大器比例溢流阀22-359
2.2.4BOSCH NG10比例溢流阀和比例减压阀（带位移控制）22-359
2.2.5BOSCH NG6三通比例减压阀（不带/带位移控制）22-360
2.2.6BOSCH NG6、NG10比例节流阀（不带位移控制）22-361
2.2.7BOSCH NG6、NG10比例节流阀（带位移控制）22-362
2.2.8BOSCH NG10带集成放大器比例节流阀（带位移控制）22-363
2.2.9BOSCH比例流量阀（带位移控制及不带位移控制）22-364
2.2.10BOSCH不带位移传感器比例方向阀22-366
2.2.11BOSCH比例方向阀（带位移控制）22-367
2.2.12BOSCH带集成放大器比例方向阀22-368
2.2.13比例控制阀22-369
2.2.14插装式比例节流阀22-373
2.2.15BOSCH插头式比例放大器22-374
2.2.16BOSCH单通道/双通道盒式放大器22-375
2.2.17BOSCH模块式放大器122-376
2.2.18BOSCH模块式放大器222-377
2.2.19BOSCH单通道放大器（不带位移控制，带缓冲）22-378
2.2.20BOSCH 双通道双工放大器22-379
2.2.21BOSCH 不带缓冲的比例阀放大器22-380
2.2.22BOSCH 带电压控制式缓冲的比例阀放大器22-382
2.2.23BOSCH 功率放大器（带与不带缓冲电子放大器）22-384
2.2.24力士乐（REXROTH）DBET和DBETE型/5X系列比例溢流阀22-387
2.2.25力士乐（REXROTH）DBETR/1X系列比例溢流阀（带位置反馈）22-389
2.2.26力士乐（REXROTH）DBE（M）和DBE（M）E型系列比例溢流阀22-392
2.2.27力士乐（REXROTH）二位四通和三位四通比例方向阀22-394
2.2.28力士乐（REXROTH）4WRE，1X系列比例方向阀22-395
2.2.29力士乐（REXROTH）三位四通高频响4WRSE，3X系列比例方向阀22-399
2.2.30力士乐（REXROTH）WRZ，WRZE和WRH 7X系列比例方向阀22-402
2.2.31力士乐（REXROTH）4WRTE，3X系列高频响比例方向阀22-406
2.2.32力士乐（REXROTH）VT-VSPA2-1，1X系列电子放大器22-410
2.2.33力士乐（REXROTH）VT5005～5008，1X系列电子放大器22-411
2.2.34力士乐（REXROTH）VT3000，3X系列电子放大器22-413
2.2.35力士乐（REXROTH）VT-VSPA1-1和VT-VSPA1K-1，1X系列电子放大器22-414
2.2.36力士乐（REXROTH）VT2000，5X系列电子放大器22-415
2.2.37力士乐（REXROTH）VT5001至VT5004和VT5010，2X系列VT5003，4X系列电子放大器22-416
3伺服液压缸22-417
3.1国内生产的伺服液压缸22-417
3.1.1优瑞纳斯的US系列伺服液压缸22-417
3.1.2海德科液压公司伺服液压缸22-418
3.2国外生产的伺服液压缸22-420
3.2.1力士乐（REXROTH）伺服液压缸22-420
3.2.2MOOG伺服液压缸22-421
3.2.3M085系列伺服液压缸22-422
3.2.4阿托斯（Atos）伺服液压缸22-423
3.2.5JBS系列伺服液压缸22-426
3.2.6各国液压、气动图形符号对照22-426
参考文献22-444