从控制的角度理解压力与流量控制

        众所周知，液压系统有两个重要的参数：压力和流量。对其进行控制的话，又分为阀控和泵控。

        压力控制：分为阀控以及泵控。两者没有本质区别，都是利用封闭容腔压力特性实现压力的控制。压力控制的干扰量是流量，以溢流阀为例，是通过控制流出容腔的流量来限制压力的，且限制压力的精度与流量的大小有关，为了克服这一影响，提高阀的抗干扰性，就出现了先导式溢流阀。注意在这里我用的是限制压力，并不是控制压力，换句话说液压系统的压力是无法控制的，只能对其加以限制，毕竟负载决定压力，我们能做的只是对最高压力进行限制而已。溢流阀对压力的限制是有限的，换路话说抵抗流量变化的能力是有限的，当流量超过阀的控制范围，阀也就失去对压力的限制能力了，在我以前的文章提到过这个现象，我把它称作阀的最高可控流量。

        以泵为主体实现压力控制，以恒压泵为例。恒压泵从控制的角度就是一个液压压力反馈的三通阀控差动缸。泵的恒压控制阀阀芯集指令、反馈、比较、控制功能于一身，差动缸推动斜盘作为执行机构，改变容腔的输入流量，从而对容腔的压力实现控制的。对于指令给定装置，各种各样，有直接弹簧给定的，也有电信号给定的，有直接在泵上给定的，也有远程给定的，这些都是给定指令的方法，没有本质区别，唯一的区别就是远程给定的往往是以先导压力的形式。泵的最大输出流量是有限的，所以对压力的控制也是有限的，负载决定压力，我们能做的只是对最大压力进行限制而已，然而单独的泵控并不能完全实现对压力的限制，所以往往还需配置一个安全阀。

        总的来说，我们不能控制压力，只能对压力加以限制，而且限制的能力有限。所以就需要对液压系统设计人员提出更高的要求，对负载进行详尽的分析，主动型还是被动型负载，从而采取不同的压力限制方法，一级甚至是多级限压。

        流量控制：同样也分为阀控以及泵控，流量控制的干扰量是压力。在此说明，节流阀，伺服比例阀以及伺服阀都属于节流控制，它们没有对流量的控制能力。配置压力补偿器的，或者内部构成流量反馈的，能够对流量进行控制的，我称之为流量阀。实现流量控制，大部分还是通过控制节流口两端压差恒定来实现的，这是一种间接控制流量的方法。以二通流量阀为例，由压力补偿器和节流口串联组成，节流口压差构成闭环控制，压力补偿器阀芯集压差反馈、指令、控制于一身，努力控制节流口两端压差恒定。然而压力补偿器对压差的控制能力也是有限的，当压差低于指令值时，压力补偿器也是无能为力的，也就是说，二通流量阀有个最小工作压差的要求，只有大于最小工作压差，才能实现对流量的控制。二通流量阀，直接控制的是压差，只是间接控制流量，所以流量控制精度并不高。为了提高流量控制精度，出现了流量－位移－力反馈电比例流量阀，在阀的内部实现流量直接反馈，先导阀即作为指令元件也作为反馈比较元件，大大提高了阀的抗干扰能力，提高了流量控制精度。随即也出现了流量－位移－电反馈比例流量阀，大闭环，阀的抗干扰能力得以进一步提高，流量控制精度较机械反馈也得到进一步提升。

        泵控流量控制，注意区别泵的排量控制和输出流量控制，这是完全不同的两个概念。以负载敏感泵为例，负载敏感泵本质上是压力控制，间接控制流量，控制原理与恒压泵无异，唯一的不同就是负载敏感泵的指令值来自于ls压力（即最大负载压力），这也构成了负载敏感泵的一个特性，控制压力只比指令压力（ls压力）高一恒定值，即压差恒定控制，从而可以间接的控制流量，但是控制精度并不高。

        大部分的泵控是通过改变排量来实现的，但随着变频调速技术的发展，变频电机驱动定量泵，配合传感器构成大闭环，也可实现压力或者流量的控制，且控制精度甚至超过有些阀控。压力与流量互为干扰，相辅相成，压力控制的本质就是流量控制。压力与流量控制的发展方向，不外乎进一步提高抗干扰能力，大闭环控制，减小惯量提高频响，不断提高控制精度。从节能的角度出发，泵控方式比阀控优势明显，随着技术发展，泵控频响也在逐步提高，控制精度也会逐步满足应用需求。