怎样判断伺服阀/比例阀的好坏

伺服阀/比例阀本身就是一个小的伺服系统，作为电液伺服系统的一个重要环节，伺服阀本身的特性会在很大程度上影响整个系统的性能。

既然伺服阀本身作为一个小的伺服系统，其好坏也可以通过控制系统的三要素来加以评判：快速性，准确性，稳定性。

这些指标都可以从时域和频域两个方面进行考量。由于频域没有时域那么直观，许多人感到晦涩难懂，今天就从时域对伺服阀的三个要素进行分析。

时域特性，简单来说，就是从时间轴对阀的性能进行评判。大家最为熟知的就是阶跃响应：曲线的横轴是时间，纵轴是阀的输出（阀芯位移）。下面来通过两张实例加以说明：

怎样判断伺服阀/比例阀的好坏（一）

曲线1

怎样判断伺服阀/比例阀的好坏（一）

曲线2

快速性：

快速性主要看上升时间。曲线1和曲线2都是阀芯达到90%行程时的响应时间（红色和蓝色）。曲线1的上升时间约为7-8ms，曲线2的上升时间约为30ms。从快速性看，曲线1要明显优于曲线2.

准确性：

准确性主要看稳态误差，也就是输出和期望（或者指令）的差值。曲线1和曲线2的期望输出都是达到行程90%，从曲线1看，有些毛刺，说明阀芯有微小的波动。可以通过示波器放大后观察。准确性和稳定性通常是紧密关联的。如果控制不稳定，那肯定没有准确性可言。从准确性看，曲线2要由于曲线1.

稳定性：

稳定性就是阀芯达到稳态时是否稳得住。稳态时曲线1有许多的小毛刺，曲线2就非常光滑。从稳定性看，曲线2要略胜一筹。

快速性,准确性和稳定性是一对矛盾的指标，三个指标往往很难同时达到最优。如何选择伺服阀，要看具体的使用工况。

比如在高响应工况，如测试仿真，那肯定选择曲线1，曲线1的响应要明显优于曲线2。除此之外，在高响应系统，曲线1稳态时的微小毛刺可以忽略不计。

如果在低频或者静态系统，那可以选择曲线2。比如试验台的压力控制，此时曲线2要明显由于曲线1。这种差异主要在高精度压力控制时会凸显出来，可能控制在0.1bar时，两个都差不多，控制在0.01bar时，曲线1的微小波动就会引起压力波动。此时压力曲线就会有许多微小的毛刺。

上面是通过控制的三要素来对阀进行评判。实际上，阀的优劣还可以通过其他的静态指标加以区别，比如滞环，分辨率，压力增益等。这些指标究竟会对控制造成什么影响，以后有空再慢慢分析。

原文始发于微信公众号（伺服阀及电液伺服系统）：怎样判断伺服阀/比例阀的好坏（一）

本文来自伺服阀及电液伺服系统，本文观点不代表iHydrostatics静液压立场。