电液比例控制与电液伺服控制的比较
本文摘要（由AI生成）：
本文介绍了电液比例控制系统与电液伺服控制系统的区别，包括控制元件的应用范围、驱动装置、性能参数、应用侧重点、阀芯结构及加工精度、中位机能种类和额定压降等方面。比例系统结构简单，使用元件少，对污染不敏感，节能效果好；而伺服系统响应速度快，控制精度高，但制造工艺复杂，成本高，能量浪费多。两者各有优缺点，适用于不同场合和需求。
电液比例控制和电液伺服控制是液压控制系统最常见的两种形式，也是我们建模仿真时经常遇到的两种控制方式。仅从字面上看，“比例控制”是指系统的输出量连续可调且与输入的电信号成比例；而“伺服”一词是英文单词servo的音译，其本义是跟踪、随动，因此伺服控制又称为随动控制，是指可以精确跟随或复现给定过程的控制系统，通常是包含反馈的闭环控制系统。
总的来说，与传统的开关控制液压系统相比，电液比例控制系统和电液伺服控制系统都可以实现对既定目标的精准连续控制，那么它们有什么不同？各自的优缺点有哪些？分别适用于哪些场合？比例阀与伺服阀的性能差别是什么？
下文要分享的内容取自张忠远、王锋编著的《液压节能技术》一书，希望对大家有帮助。
一般来说，比例技术与伺服技术的区别主要是液压控制系统中采用的控制元件不同。电液比例控制系统（含开环控制和闭环控制）采用的控制元件为比例阀和比例泵，液压伺服控制系统（只有闭环控制）采用的控制元件为伺服阀。两者的区别与联系具体表现在以下几个方面：
一、控制元件的应用范围不同
比例系统可代替普通的液压系统和部分伺服系统。其中，比例压力阀和比例流量阀可分别代替普通的手调压力阀与手调流量阀。采用比例压力阀的比例压力控制系统和采用比例流量阀的比例流量控制系统与伺服系统没有可比性。这两类系统的特性主要与普通的液压系统进行比较。比例方向阀既可代替由普通电磁换向阀（开关型）和手调节流阀组成的流量与方向控制单元，又与电液伺服阀十分相似，故比例技术与伺服技术的比较主要在采用比例方向阀的系统与采用伺服阀的系统中进行。
二、控制元件采用的驱动装置（电机械转换器）不同
电液比例控制元件采用的驱动装置为比例电磁铁。这种驱动装置的特点是感性负载大、电阻小、电流大、驱动力大，但响应低。电液伺服控制元件采用的驱动装置为力马达或力矩马达（动圈式电-机械转换器），其电-机械转换器输出功率较小、感抗小、驱动力小，但响应快。
三、控制元件的性能参数不同
比例阀与伺服阀的性能比较如下表所示。伺服比例阀的静态特性与伺服阀基本相同，但动态响应偏低（介于普通比例阀与伺服阀之间），普通比例阀（含无电反馈比例阀和带电反馈比例阀）的死区大、滞环大、动态响应低。
四、应用的侧重点不同
电液伺服阀几乎没有零位死区，通常工作在零位附近，特别强调零位特性只应用在闭环控制系统。
伺服比例阀基本没有零位死区，既可以在零位附近，也可以在大开口（大流量工况）下运行。因此，伺服比例阀要考虑整个阀芯工作行程内的特性。伺服比例阀主要用于对性能要求通常不特别高的闭环控制系统。
普通的比例方向阀（含比例流量阀）对于零位特性没有特殊要求，它主要工作于开环控制系统以及闭环控制系统。当应用于速度控制系统（有差控制）中时，必须在比例放大器中采取快速越过死区的措施来减小死区的影响，并使之工作在大开口状态。
五、阀芯结构及加工精度不同
普通比例换向阀阀芯加阀体的结构，阀体兼做阀套，一般具有互换性。伺服阀和伺服比例阀采用阀芯加阀套的结构，二者配做成组件，加工精度要求极高，不具备互换性。比例阀与伺服阀在结构和加工精度上的这些区别，直接导致价格上的差异，也是对油液过滤精度要求不同的原因。而过滤精度要求不同，导致系统维护的难易程度和维护成本不同。
六、中位机能种类不同
比例方向阀具有与普通方向阀极为相似的中位机能，这有利于比例阀适应于更多的设备工况，伺服阀中位机能只有“O”型，适应工况单一。
七、阀的额定压降不同
阀的额定压降定义为通过额定流量时阀上形成的压力差，是阀中两个阀口（P 到A，B到T）的压降之和。为了保持电液伺服阀的响应特性，伺服阀需要很高的阀口压降，它的性能指标也是在这种工况下给出的。
伺服比例阀对阀口压差没有严格要求，既能工作于大压差工况，也能在小压差下工作，但性能会有所降低。一般情况下，表征单级伺服比例阀额定流量的单阀口压差与伺服阀一样，表征多级伺服比例阀额定流量的单阀口压差与一般比例阀相同。
普通电液比例方向阀对阀口压差也没有严格要求，既能工作于大压差工况，也能在小压差下工作，表征其额定流量的单阀口压差一般为0.5 MPa或1.5 MPa。伺服阀和比例方向阀对额定压降的不同要求，导致比例系统的效率较高，伺服系统的效率较低，两种系统的运行成本也不同。
总体上讲，电液比例控制系统结构简单，使用元件较少，对污染不敏感，系统节能效果好；而电液伺服系统具有更快的响应速度和更好的控制精度，但系统元件的制造工艺复杂，成本大，能量浪费也较多。
