如何评价液压阀的性能？

在液压系统中，阀件属于控制元件，除了决定液压油的流向与流量之外，还影响着系统的响应速度。试想：一个动作需要在50ms快速启动，还需要再50ms快速准确停止，这就对液压阀件的响应提出了要求。我们先从基础的阶跃响应说起。

阶跃响应，在时间域中表达系统输出随阶跃输入信号的变化关系。

上图中，代表典型的阶跃响应曲线，一阶环节为系统中有一个阻尼元件存在，当有一个输入信号时，系统输出不会马上达到一定值，而是缓慢上升的过程。二阶环节为系统中含有两个独立的储能元件，且所存储的能量能够相互转化，从而导致输出带有震荡的性质。

在二阶环节中，当给定输入信号，系统输出会有震荡过程，第一个波峰与目标值1的差距叫做超调量，最终系统输出稳定在目标值95%的时间点ts叫做调节时间或响应时间。ts即是阶跃响应中的最重要参数。

往往我们在样本中看到的阶跃响应时间就是指ts，它反映了液压阀的响应速度。

频率响应，针对动态信号，即随时间不断变化的信号。对于这样的信号，不可能再用时间域的阶跃响应时间来表达它的动态特性了，因此引入了频率域的方法，及所谓的频率响应来表达。

傅里叶同学告诉我们，任何一个随时间变化的连续函数都可以分解为多个不同频率、不同振幅的正弦函数的叠加。就如下图最左边的波形可以由右边的多个波形叠加而得。

基于此，我们就可以将任何输入信号看成正弦波，而对于一个线性系统，如果输入一个正弦信号，那么他的输出也一定是相同频率的正弦值，但其幅值有所改变，相位有所滞后。

X为输入信号，Y为系统输出。

定义幅值比为：

相位移为：

频率不同，幅值比和相位移不同。随着频率不断增大，幅值比会不断减小，相位移也会不断增大。

工程上常用Bode图来表达频率特性。

通常将对应-3dB的频率值作为幅频响应；-3dB对应的幅值比为0.707，即幅值衰减为70%；

相位移-90度对应的频率值作为相频响应。

因此在上图中，阀开度0.5%时的幅频特性（对应-3dB）为150Hz，相频特性（对应-90度）为90Hz。而阀开度50%时的幅频特性和相频特性都为60Hz。

幅频特性体现系统对输入信号跟随的强度，而相频特性则体现系统对输入信号跟随的适时性。举个栗子：导弹跟随系统对相频响应特性的要求就更高，因为系统需要适时跟踪捕获的目标（如空中的敌机），只要击中就能造成巨大的打击。

来看一个实际的样本，以派克汉尼汾的D1FP比例伺服换向阀为例，其频率响应特性曲线如下：

从图中即可看到控制信号为5%时，幅频响应及相频响应特性都为350Hz；这从样本参数表里也得到验证，350Hz的频响特性已经达到甚至超过了部分伺服阀的性能。

动态响应特性是液压阀的关键参数，对系统的响应速度有着至关重要的意义。在选用液压阀时，需要重点关注。可根据系统响应的要求来进行选择。

本次内容就到这里，希望对你评估液压阀性能时有所帮助。