1.1.1 液压系统基本构成
经过了两次能量转换，效率必然较低，为什么还要采用液压技术呢？
有很多传动与控制系统要求，是其它传动与控制形式做不到或做不好。 1.1.2 液压技术优势
1、功率参数无级可调、控制方便、传动平稳、特性优良且精度高；
a)方便地进行正反向直线或回转运动和动力控制，且具有很宽调速范围；
b)可简便实现由回转运动到往复运动的转变(泵轴回转/液压缸往返)；
c)液压系统负载刚性大（液压马达为电机的5倍），精度高；
d)可安全可靠并快速实现频繁的带载启动和制动；
e)在液压马达和泵静止不动时，可维持大负载(力、转矩)状态；
f)可简便地通过限制系统压力，来限制力和转矩；
g)可以对多负载的功率分配进行控制；
h)可以简便实现P+Q+N的复合控制。
2、功率大、功率密度大，即功率重量比大（比电磁执行元件大1个数量级），
可构成体积小、重量轻、响应速度快的大功率控制单元；
3、系统柔性大，具有高适应性，机构相对简单，从输入环节(通常为泵轴)
到输出环节(液压马达轴或液压缸缸杆)之间，空间安排上自由度很大；
4、良好的时间特性——响应快。
1.1.3 液压技术劣势
a)液压源不如电源易获得；
b)与完成相似功能的相应电气系统相比，液压系统的费用可能较高；
c)存在失火、爆炸的危险，除非采用防火流体；
d)维护难，存在漏损，系统变脏；
e)油污染易产生事故；上海劳动报
f)存在非线性及其它的复杂特性等，较难完善设计；
g)液压回路阻尼特性较差，易存在不稳定问题。
1.1.4 液压技术新发展
电气或电子技术与液压传动与控制技术相结合的产物——电液控制系统兼备了电气和液压的双重优势，形成了具有竞争力的自身技术特点（易于实现自动控制及遥控、能适应模拟量和数字量调制）。
电气或电子技术在信号的检测、放大、处理和传输等方面比其他方式具有明显的优势，特别是现代微电子集成技术和计算机科学的进展使得这种优势更显突
出。因此，工程控制系统的指令及信号处理单元和检测反馈单元几乎无一例外地采用了电子器件；而在功率转换放大单元和执行部件方面，液压元件则有更多的优越性。乔什霍华德
★特别应该指出的是，在传递较大功率的场合，通常是不到技术上比液压传动更为有效的方式，这就是说，在全部技术功率数据和设备费用上，没有可以与之相比的更好解决方案。
1.1.5 液压系统最主要特征
a)机构相对简单，布置灵活性好——回转、直线；
b)功率参数无级可调，控制方便；
c)与电气/电子技术紧密结合，作用与潜力都很大；
d)控制级(电气，电子)+功率级(液压)。
电液比例技术作为连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁，已经成为现代控制工程的基本技术构成之一。
从广义上观察，在应用液压传动与控制和气压传动与控制的工程系统中，凡是系统的输出量，如压力、流量、位移、转速、速度、加速度、力、力矩等，能随输入控制系统连续成比例地得到控制，都可称为比例控制系统。比例技术的多层次分类如下表：
通州二中表2.1 比例技术的多层次分类
电液比例控制技术，是针对伺服控制存在的诸如功率损失大、对油液过滤要求苛刻、制造和维护费用高，而其更高的快速性在一般工业设备中又往往用不着，故发展起来了介于普通开关控制和伺服控制
之间的新型电液控制分支，其特点如下表2.2，并可参看表2.3三类阀的特性区别以更好地对其了解：
表2.2 伺服阀与比例阀（不含伺服比例阀）性能特点与保障条件的比较
表2.3 三类电液控制阀特性对比
1.3 比例技术发展概况
电液控制技术的发展史可参看下表2.4，其相互关系可参见图
表2.4 电液控制技术发展史简表
图2.1 伺服阀、伺服比例阀、比例阀、传统三大类阀相互关系图
1.4 电液比例控制的技术特征
南湖二中1.4.1 性能特点
电液比例元件除了具有中位死区之外，在滞环、重复精度等主要稳态特性上已与伺服阀相当，而工作频宽又具有足以满足大部分工业系统控制要求的相当水平；在对介质过滤精度要求、阀内压力损失又接近开关阀，价格介与二者之间，故赢得了比电液伺服元件更为广泛的应用。各元件性能对照表如下。
表2.5 伺服、比例、开关元件性能对照表（不含伺服比例阀）
1.4.2 原理特点
电液比例控制阀的原理框图如下图所示，高性能比例阀一般都内含主控制参量的反馈闭环，这种反馈
闭环可以是主控制参量的机械或液压的力反馈，也可以是主控制参量的电反馈。
图2.2 电液比例阀原理框图
1.4.3 结构特点
早期的比例阀多为用比例电磁铁替代传统工业液压阀的调节手柄而成。20世纪80年代发展的比例阀，具有一些重要特点。
(1)与插装阀结合，开发出各种不同功能和规格的二通插装式比例阀，插孔windows 2003 server
符合ISO和国标。二通插装型开关和比例控制元件具有结构上的兼容特性。现今，三通插装式比例阀也大量涌现。
(2) 生产批量较大的比例压力阀、比例方向阀，常与开关阀通用主阀阀体(有
的甚至通用先导阀体)，有利于生产管理和标准化没计，也将给原有液压系统的技术改造带来方便。
(3) 比例泵的恒压、恒流、压力流量复合等多种功能控制块，多采用组合叠
加方式，便于在基泵上进行控制功能的增减组合。
(4) 控制放大器、电磁铁和比例阀，以及测量放大器、电磁铁和比例阀组合
成一体，即电液一体化式结构（on board electronics），给系统设计和运行带来诸多便利。更进一步，比例阀与动力油源与执行机构组合，形成机电液一体化结构。
这是当代机械工业及工程控制系统发展的重要特征。
1.5 比例控制系统构成、分类及特点
1.5.1 比例控制系统构成与分类
电液比例控制系统，由电子放大及校正单元、电液比例控制单元（含电机械转换器在内的比例阀、电液比例变量泵及变量马达）、动力执行单元及动力源、工程负载及信号检测反馈处理单元所组成，如图2.3所示。
图2.3 电液比例控制系统的技术构成
从整个电液比例控制系统来看，存在着两类检测反馈闭环。一类是动力执行单元输出参数(如压力、力、力矩、位移、速度和加速度等)检测反馈闭环。设置这种反馈闭环的系统，就是通常所说的闭环控制系统。第二类是控制元件内部，对整个控制系统而言只是中间参量的小闭环。仅设置这类反馈闭环，不论是否为主控制参量的检测反馈，也不论是采用电信号反馈到指令及放大器，还是采用机械或液压方式反馈到电机械转换器的输出端，对整个控制系统而言，均属于通常
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