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电液伺服技术的发展与未来展望


电液伺服系统的特点电液伺服系统有许多优点，其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、控制精确性高，因而在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到了广泛的应用。人类使用水利机械及液压传动虽然已有很长的历史，但液压控制技术的快速发展却还是近几十年的事，随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着现代科学技术特别是材料科学的发展，人们更加重视动态试验。而电液伺服技术是实现动态高周疲劳、程控疲劳和低周疲劳以及静态的恒变形速率、恒负荷速率和各种模拟仿真试验系统的最佳技术手段。国内电液伺服试验机的起步国外试验机同行在电液伺服技术的应用和研制起步较早，自二十世纪50年代中期以来就先后生产了各种使用电液伺服系统的试验机，如美国MTS、英国Instron、瑞士Amsler(现在分为瑞士RUMUL和瑞士W+B试验机公司)、德国Sehench和日本岛津等公司都先后研制成功各种电液伺服试验机。当时我国在这个应用领域还是空白，使用的电液伺服试验机都是从这些国家进口的。
我国试验机厂家是在上世纪70年代初才开始研制电液伺服试验机，长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等开始进行研制。在国家财力的支持下，先后都成功地开发出电液伺服动静试验机，并开始在国内应用。正是通过当时这段时间的成功实践，培养锻炼出一批技术人员，创建了我国今后电液伺服技术发展的平台，奠定了国内在该技术领域的基础。
国内电液伺服试验机的发展阶段国内电液伺服试验机的发展按照产品发展时期的特点大致划分成两个阶段：即自主发展阶段和与国外合作发展阶段。自主发展阶段：二十世纪70年代末期到二十世纪90年代初期，国内的电液伺服试验机都是以自主开发为主。主要是集中在国内几个有实力的试验机厂家，如长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等。这个时期的主要代表性的产品有：1983年长春试验机研究所研制的2000kN电液伺服岩石压力试验机，该设备采用高压容器作为围压，模拟试样的真实受力情况。是三轴动静试验机的代表性产品，并首次把计算机引入电液伺服试验机的控制。1984年长春试验机研究所研制的3000kN电液伺服双缸卧式拉力试验机。该项目中首次应用静压支撑技术，成功地在两个卧式伺服油缸上实现静压支撑。另外，还首次应用了伺服同步技术，实现双缸系统的同步跟踪和精确定位。双缸的同步精度达到了0.03mm。该产品标志着国内静压支撑技术和双缸系统的同步技术已经成熟。1987年长春试验机研究所研制的1MN电液伺服大型结构试验机，这是当时研制的国内最大吨位的电液伺服试验机。1986年长春试验机研究所研制出小型随机电液振动台。1985年长春试验机厂研制的200kN电液伺服动静试验机，在国内首次采用高压无齿夹头和横梁预应力锁紧技术。是标准动静试验机的典型代表产品。红山试验机厂同期已经研制出国内第一台拉扭电液伺服动静试验机，首次集拉压与扭转试验于一体。该产品标志着国内拉扭传感器技术、扭转摆动缸技术及拉扭合成试验技术已开始应用。这个时期研制生产的电液伺服试验机的技术特点是：在测控系统，随着数字电路技术和计算机技术的发展，开始从模拟控制向模数混合式控制方向发展，并开始将计算机技术应用到控制系统中。应用了伺服同步技术，实现双缸系统的同步跟踪和精确定位。研制出低阻尼、高响应、长寿命的静压支撑动态伺服油缸。利用增压技术，实现高压无齿型泛秃崃涸びαλ簟?nbsp;以上这些产品的技术特点在当时的电液伺服技术发展中，都是比较先进的。与国外合作发展阶段：进入二十世纪90年代，随着我国改革开放的步伐加快，国内试验机厂家与国外同行之间的联系更加密切，双方为了各自的利益开始寻求合作的途径。在此期间长春试验机所首先在1989年与美国MTS公司正式签署技术合作协议，1993年开始进入实质性的实施阶段。另外，长春试验机厂开始与英国达泰克公司进行技术合作，济南试验机厂和日本的岛津合作，红山试验机厂也在同期与英国的Instron公司进行联系洽谈。总之，这段时期是我国主要几家试验机厂寻求与国外合作的时期。这个时期的电液伺服试验机的产品品种也是最繁杂；有国内自主产权的产品，有引进技术合作生产的产品，还有国外技术国内生产产品。各试验机厂家产品代表各自的合作厂家的特点，在国内试验机市场展开了一场较量。国内试验机行业进入与国际合作发展时期后，在面对国外先进技术的同时，并没忘记自身技术的提高。在这方面国内的很多优秀企业始终是坚持两条腿走路。
面向汽车零部件试验领域开发的“电液伺服减振器性能和疲劳试验台”、“电液伺服方向盘性能及疲劳试验台”、“电液伺服扭转疲劳试验机”和“X--Y电液伺服双轴向振动台”等。在这个时期研制生产的电液伺服试验机的特点：国内电液伺服试验机的品种繁多，不仅丰富了国内电液伺服试验机的市场，同时也提高了自主产品技术的水平。电液伺服技术在试验应用领域得到扩展。在发展较快的国外测控系统方面。
国产测控系统方面，随着单片机技术和计算机技术的发展，开始向总线化、模板化技术发展，并逐步提高计算机在系统中的控制比重。在伺服协调控制技术方面有所突破，利用该技术成功的开发出国内第一台“电液伺服双轴四缸试验机”，其中心定位精度小于0.03mm。主机伺服油缸在静压支撑的基础上，又开发出动压支撑油缸。与国外试验机同行的技术对比三十年来国内电液伺服试验机的发展取得了长足的进步，但与国外试验机同行相比，特别是与瑞士W+B公司相比较差距还是很大的，特别是在高技术试验应用领域方面还无法与国外同行相抗衡。不论是在技术手段和产品品种方面都存在很大的差距。