逆变器毕业论文

逆变器毕业论文

　　什么是逆变电源？为什么要逆变？

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　　2008-09-18 14:29:30 智典电子频道

　　利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变。例如:应用晶闸管的电力机车,当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行,机车的位能转变成电能,反送到交流电网中去。又如运转着的直流电动机,要使它迅速制动,也可让电动机作发电机运行,把电动机的动能转变为电能,反送到电网中去。

　　把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。

　　变流器工作在逆变状态时,如果把变流器的交流侧接到交流电源上,把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去,叫有源逆变。如果变流器的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载,则叫无源逆变。交流变频调速就是利用这一原理工作的。有源逆变除用于直流可逆调速系统外,还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。

　　什么是逆变电源及用途？
　　2009-02-17 15:21
　　逆变电源，一般是指将低压的直流电转变成高压（或低压）的交流电的装置，它可以用蓄电池做电源，输出交流电。具体说，比如用12V的蓄电池是不能为普通电灯或电脑、电视等供电的，而把该蓄电池通过逆变器变成普通的220V交流电再接到这些用电器中，它们就能正常工作。
　　一般逆变电源中自带蓄电池，电脑城卖的UPS电源就是这样的东西，不过它本身所带的蓄电池较小，只能供电脑工作几分钟到十几分钟，主要是为了在突然停电时，靠它继续为电脑供电，好让你有时间把未保存的文件保存下来，且有时间正常关机。

　　正弦波逆变电源的用途

　　逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，它用于无交流电的环境，为交流设备提供电源。它的输出功率从几十瓦到几百千瓦不等；输入直流电压从几伏到几百伏不等。
　　它主要应用于下列场所：
　　1．在车、船和飞机上，与交通工具上的直流电源一起，为交流电器提供电源；
　　2．在无电源的地方，与其它发电设备（太阳能、风能、水能以及各种燃料发电机）一起，为用户提供交流电源；
　　3．作为通讯、电力系统的不间断电源UPS(Uninterrupted Power Supply)；
　　4．作为消防应急用电源EPS (Emergent Power Supply)；
　　5．利用便携电源，提供临时交流电源等。

　　逆变电源

　　逆变电源也称逆变器，是一种DC/AC的转换器，它将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。

　　工业一级的逆变器一般均为正弦波输出，同市电的波形一致，如电力逆变器，通信逆变器；另外还有一种输出为方波或阶梯波或修正正弦波的，这一类逆变器一般都是应用于民用场合，如车载逆变器，太阳能家用逆变器，一般为小功率（1KVA以下），1KVA以上一般均做成正弦波的了。

　　在技术工艺上，人们又把正弦波逆变器区分为高频逆变器和工频逆变器，工频逆变器技术成熟，性能稳定，搞过载能力强，但体积庞大、笨重；高频逆变器是近五六年在市场上的新星，它技术指标优越、效率很高、尤其是体积小、重量轻、高功率密度，都是现代电力电子所倡导的，现在业已抢占了中小功率逆变器一半以上的市场。有些行业领先者的高频逆变器单元已经做到了30KVA，从技术发展和生产成本来看，高频逆变器取代工频逆变器将是大势所趋。

　　逆变器的输出有单相和三相之分，以适应不同的负载，这同市电的指标一样。

　　逆变器有很多应用领域，比如在航空工业中利用逆变器提供一个到400Hz频率转换等，这就要用到逆变器了。

　　5. 问：何谓逆变器的效率？
　　答：逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，因此，它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输入功率与输出功率之比。如一台逆变器输入了100瓦的直流电，输出了90瓦的交流电，那么，它的效率就是90％。
　　问：按输出波形划分，逆变器分为几类？
　　答：主要分两类，一类是正弦波逆变器，另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的40－60％，不能带感性负载（详细解释见下条）。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点，近年来出现了准正弦波（或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等）逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。总括来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音小，售价适中，因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。
　　二极管在逆变器中的应用
　　高效率和节能是家电应用中首要的问题。三相无刷直流电机因其效率高和尺寸小的优势而被广泛应用在家电设备中以及很多其他应用中。此外，由于采用了电子换向器代替机械换向装置，三相无刷直流电机被认为可靠性更高。
　　标准的三相功率级(power stage)被用来驱动一个三相无刷直流电机，如图1所示。功率级产生一个电场，为了使电机很好地工作，这个电场必须保持与转子磁场之间的角度接近90°。六步序列控制产生6个定子磁场向量，这些向量必须在一个指定的转子位置下改变。霍尔效应传感器扫描转子的位置。为了向转子提供6个步进电流，功率级利用6个可以按不同的特定序列切换的功率MOSFET。下面解释一个常用的切换模式，可提供6个步进电流。
　　MOSFET Q1、Q3和Q5高频(HF)切换，Q2、Q4和Q6低频(LF)切换。当一个低频MOSFET处于开状态，而且一个高频MOSFET 处于切换状态时，就会产生一个功率级。
　　步骤1) 功率级同时给两个相位供电，而对第三个相位未供电。假设供电相位为L1、L2，L3未供电。在这种情况下，MOSFET Q1和Q2处于导通状态，电流流经Q1、L1、L2和Q4。
　　步骤2）MOSFET Q1关断。因为电感不能突然中断电流，它会产生额外电压，直到体二极管D2被直接偏置，并允许续流电流流过。续流电流的路径为D2、L1、L2和Q4。
　　步骤3）Q1打开，体二极管D2突然反偏置。Q1上总的电流为供电电流(如步骤1)与二极管D2上的恢复电流之和。
　　显示出其中的体-漏二极管。在步骤2，电流流入到体-漏二极管D2(见图1)，该二极管被正向偏置，少数载流子注入到二极管的区和P区。
　　当MOSFET Q1导通时，二极管D2被反向偏置， N区的少数载流子进入P+体区，反之亦然。这种快速转移导致大量的电流流经二极管，从N-epi到P+区，即从漏极到源极。电感L1对于流经Q2和Q1的尖峰电流表现出高阻抗。Q1表现出额外的电流尖峰，增加了在导通期间的开关损耗。图4a描述了MOSFET的导通过程。
　　为改善在这些特殊应用中体二极管的性能，研发人员开发出具有快速体二极管恢复特性MOSFET。当二极管导通后被反向偏置，反向恢复峰值电流Irrm较小。
　　我们对比测试了标准的MOSFET和快恢复MOSFET。ST推出的STD5NK52ZD(SuperFREDmesh系列)放在Q2(LF)中，如图4b所示。在Q1 MOSFET(HF)的导通工作期间，开关损耗降低了65%。采用STD5NK52ZD时效率和热性能获得很大提升(在不采用散热器的自由流动空气环境下，壳温从60°C降低到50°C)。在这种拓扑中，MOSFET内部的体二极管用作续流二极管，采用具有快速体二极管恢复特性MOSFET更为合适。
　　SuperFREDmesh技术弥补了现有的FDmesh技术，具有降低导通电阻，齐纳栅保护以及非常高的dv/dt性能，并采用了快速体-漏恢复二极管。N沟道520V、1.22欧姆、4.4A STD5NK52ZD可提供多种封装，包括TO-220、DPAK、I2PAK和IPAK封装。该器件为工程师设计开关应用提供了更大的灵活性。其他优势包括非常高的dv/dt，经过100%雪崩测试，具有非常低的本征电容、良好的可重复制造性，以及改良的ESD性能。此外，与其他可选模块解决方案相比，使用分立解决方案还能在PCB上灵活定位器件，从而实现空间的优化，并获得有效的热管理，因而这是一种具有成本效益的解决方案。
　　3. 问：何谓“感性负载”？
　　答：通俗地说，即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品，如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多（大约在3-7倍）的启动电流。例如，一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱，其启动功率可高达1000瓦以上。此外，由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，这种电压的峰值远远大于逆变器所能承受的电压值，很容易引起逆变器的瞬时超载，影响逆变器的使用寿命。因此，这类电器对供电波形的要求较高。

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太阳能光伏电源毕业论文设计
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目录

摘要...
1
ABSTRACT.
2
1
绪论.... 3
2太阳能光伏电源系统的原理及组成...
4
2.1太阳能电池方阵...
4
2.1.1太阳能电池的工作原理...
5
2.1.2
太阳能电池的种类及区别... 5
2.1.3太阳能电池组件...
5
2.2
充放电控制器.... 6
2.2.1充放电控制器的功能...
7
2.2.2
充放电控制器的分类... 7
2.2.3
充放电控制器的工作原理... 8
2.3蓄电池组...
9
2.3.1太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求.... 9
2.3.2铅酸蓄电池组的结构.... 10
2.3.3铅酸蓄电池组的工作原理...
10
2.4直流-交流逆变器.... 11
2.4.1逆变器的分类...
11
2.4.2太阳能光伏电源系统对逆变器的要求...
12
2.4.3逆变器的主要性能指标...
12
2.4.4逆变器的功率转换电路的比较...
14
3太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素...
16
3.1太阳能光伏电源系统的设计原理...
17
3.1.1太阳能光伏电源系统的软件设计...
17
3.1.2太阳能光伏电源系统的硬件设计...
19
3.2太阳能光伏电源系统的影响因素...
20
4
总结... 21
致谢...
参考文献...

摘要

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。

关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器

Topic：
The Design of Photovoltaic Power

Abstract

Photovoltaic power generation is a technology of being
energy directly into electrical energy on semiconductor photo-voltaic effect
.The key components of this technology is the solar cell. Solar cells in series
can be formed after the package to protect a large area of solar cells, together
with the battery, charge and discharge controller, inverter and other components
to form a photovoltaic device. This paper introduces the principle of solar
photovoltaic power system and its components, a preliminary understanding of the
principle of photovoltaic effect and its modules, and then further study the
working principle of each functional module and its role in the system, the
final results of theoretical studies based the use of hardware and software
combination designed a solar photovoltaic power systems, and study the impact of
system factors.

Keywords ： photo-voltaic effect； Solar cells； batteries; charge
and discharge controller;inverter.1 绪论人类社会进入21世纪，正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面。廉价的石油时代已经结束，逐步改变能源消费结，大力发展可再生能源，走可持续发展的道路，已逐渐成为人们的共识。太阳能光伏发电具有独特的优点，近年来正在飞速发展。太阳能电池的产量年增长率在40%以上，已成为发展最迅速的高新技术产业之一，其应用规模和领域也在不断扩大，从原来只在偏远无电地区和特殊用电场合使用，发展到城市并网系统和大型光伏电站。尽管目前太阳能光伏发电在能源结构中所占比例还微不足道，但是随着社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步增加，可以预期，到21世纪末，太阳能发电将成为世界能源供应的主体，一个光辉的太阳能时代将到来。我国的光伏产业发展极不平衡，2007年太阳能电池的产量已经超过日本和欧洲而居世界第一，然而光伏应用市场的发展却非常缓慢，光伏累计安装量大约只占世界的1%，应用技术水平与国外相比还有相当大的差距。光伏产品与一般机电产品不同，必须很据负载的要求和当地的气象、地理条件来决定系统的配置，由于目前光伏发电成本较高，所以应进行优化设计，以达到可靠性和经济性的最佳结合，最大限度的发挥光伏电源的作用。为了提高太阳能的转换效率，获取更多的有效能源，满足人类的能源供应，世界各国在研究太阳能光伏系统中都投入了大量的人力与物力。我国对太阳能光伏电源系统的研究还处于世界低等水平，产品的性能还有待提高，为迎接未来能源短缺带来的严峻挑战，我们应该加大对太阳能光伏系统的研究，以满足人类未来对能源的需求。本文从理论出发，阐述了太阳能光伏电源的原理及其组成结构；结合科研实际，应用硬件和软件结合的方法，设计了简易的太阳能光伏电源模拟系统。根据这个简易系统研究分析了太阳能光伏电源的影响因素，合理优化了系统的配置，以提高系统的性能，最终提高了太阳能的转换效率。

紧急求助毕业论文--文献综述

撰写文献综述的技巧与方法
抱歉,论文综述是要你在以后写论文时的一个整体提纲,别人帮你写了.你自己以后的论文怎么办?总不能再到百度上等着别人帮你写吧?所以,给你点建议是可以的,但是,东西要自己写,互连网,是让我们更方便,而不是让我们更懒惰.
下面是关于综述的一些知识,如果你真的那么懒惰,就不用看了,如果你还觉得自己可以写的话,就好好看看.
综 述
一、综述概述
1．什么是综述：综述，又称文献综述，英文名为review。它是利用已发表的文献资料为原始素材撰写的论文。
综述包括“综”与“述”两个方面。所谓综就是指作者必须对占有的大量素材进行归纳整理、综合分析，而使材料更加精炼、更加明确、更加层次分明、更有逻辑性。所谓述就是评述，是对所写专题的比较全面、深人、系统的论述。因而，综述是对某一专题、某一领域的历史背景、前人工作、争论焦点、研究现状与发展前景等方面，以作者自己的观点写成的严谨而系统的评论性、资料性科技论文。
综述反映出某一专题、某一领域在一定时期内的研究工作进展情况。可以把该专题、该领域及其分支学科的最新进展、新发现、新趋势、新水平、新原理和新技术比较全面地介绍给读者，使读者尤其从事该专题、该领域研究工作的读者获益匪浅。因此，综述是教学、科研以及生产的重要参考资料。
2．综述的类型：根据搜集的原始文献资料数量、提炼加工程度、组织写作形式以及学术水平的高低，综述可分为归纳性、普通性和评论性三类。
(1)归纳性综述：归纳性综述是作者将搜集到的文献资料进行整理归纳，并按一定顺序进行分类排列，使它们互相关联，前后连贯，而撰写的具有条理性、系统性和逻辑性的学术论文。它能在一定程度上反映出某一专题、某一领域的当前研究进展，但很少有作者自己的见解和观点。
(2)普通性综述：普通性综述系具有一定学术水平的作者，在搜集较多资料的基础上撰写的系统性和逻辑性都较强的学术论文，文中能表达出作者的观点或倾向性。因而论文对从事该专题、该领域工作的读者有一定的指导意义和参考价值。
(3)评论性综述：评述性综述系有较高学术水平、在该领域有较高造诣的作者。在搜集大量资料的基础上．对原始素材归纳整理、综合分析、撰写的反映当前该领域研究进展和发展前景的评论性学术论文。因论文的逻辑性强，有较多作者的见解和评论。故对读者有普遍的指导意义，并对读者的研究工作具有导向意义。
二、综述的书写格式
综述与一般科技论文不同。科技论文注重研究方法的科学性和结果的可信性，特别强调阳性结果。而综述要写出主题(某一专题、某一领域)的详细情报资料，不仅要指出发展背景和工作意义，而且还应有作者的评论性意见，指出研究成败的原因；不仅要指出目前研究的热点和争论焦点，而且还应指出有待于进一步探索和研究的处女领域：不仅要介绍主题的研究动态与最新进展，而且还应在评述的基础上，预测发展趋势和应用前景。因此，综述的书写格式比较多样化，除了题目、署名、摘要、关键词(这四部分与一般科技论文相同)以外，一般还包括前言、主体、总结和参考文献四部分，其中前三部分系综述的正文，后一部分是撰写综述的基础。
1。前言：与一般科技论文一样，前言又称引言，是将读者导人论文主题的部分，主要叙述综述的目的和作用，概述主题的有关概念和定义，简述所选择主题的历史背景、发展过程、现状、争论焦点、应用价值和实践意义，同时还可限定综述的范围．使读者对综述的主题有一个初步的印象。这部分约200～300字。
2．主体部分：综述主体部分的篇幅范围特别大，短者5000字左右，长者可达几万字，其叙述方式灵活多样，没有必须遵循的同定模式，常由作者根据综述的内容，自行设计创造。一般可根据主体部分的内容多寡分成几个大部分，每部分标上简短而醒目的小标题。部分的区分标准也多种多样，有的按年代，有的按问题，有的按不同论点，有的按发展阶段。然而，不管采用何种方式，都应该包括历史发展、现状评述和发展前景预测三方面的内容。
(1)历史发展：按时间顺序，简述该主题的来龙去脉，发展概况及各阶段的研究水平。
(2)现状评述：重点是论述当前国内外的研究现状，着重评述哪些问题已经解决，哪些问题还没有解决，提出可能的解决途径；目前存在的争论焦点，比较各种观点的异同并作出理论解释，亮明作者的观点；详细介绍有创造性和发展前途的理论和假说，并引出论据，指出可能的发展趋势。
(3)发展前景预测：通过纵横对比，肯定该主题的研究水平，指出存在的问题，提出可能的发展趋势，指明研究方向，提示研究的捷径。
3．总结部分：总结部分又称为结论、小结或结语。书写总结时，可以根据主体部分的论述，提出几条语言简明、含义确切的意见和建议；也可以对主体部分的主要内容作出扼要的概括，并提出作者自己的见解，表明作者赞成什么，反对什么；对于篇幅较小的综述，可以不单独列出总结，仅在主体各部分内容论述完后，用几句话对全文进行高度概括。
4．参考文献：参考文献是综述的原始素材．也是综述的基础，因此，拥有并列出足够的参考文献显得格外重要。它除了表示尊重被引证作者的劳动及表明引用的资料有其科学依据以外，更重要的是为读者深入探讨该主题提供查找有关文献的线索。
三、综述的写作步骤和注意事项
1．综述的写作步骤。
(1)选题：综述的选题应遵循以下几个原则：
①选择的专题或领域：应是近年来进展甚快、内容新颖、知识尚未普及而研究报告积累甚多的主题；或研究结论不一致有争论的主题或是新发现和新技术在我国有应用价值的主题。
②选题与作者的关系：应选择与作者从事的专业密切相关的主题；或是与作者从事专业交叉的边缘学科的主题；或是作者即将进行探索与研究的主题；或是与作者从事专业关系不大，但乐于探索的主题；或是科学情报工作者作为研究成果的主题。
③题目要具体、明确，范围不宜过大．切忌无的放矢，泛泛而谈。
④选题必须有所创新，具有实用价值。
(2)搜集文献：题目确定后．需要查阅和积累有关文献资料．这是写好综述的基础。因而，要求搜集的文献越多、越全越好。常用的方法是通过文摘、索引期刊等检索工具书查阅文献。也可以采用微机联网检索等先进的查阅文献方法。
(3)阅读和整理文献：阅读文献是写好综述的重要步骤。因此，在阅读文献时，必须领会文献的主要论点和论据，做好“读书笔记”，并制作文献摘录卡片，用自己的语言写下阅读时所得到的启示、体会和想法，摘录文献精髓，为撰写综述积累最佳的原始素材。阅读文献、制作卡片的过程，实际上是消化和吸收文献精髓的过程。制作的卡片和笔记便于加工处理．可以按综述的主题要求进行整理、分类编排，使之系列化和条理化。最终对分类整理好的资料进行科学分析，结合作者的实践经验，写出体会，提出自己的观点。
(4)撰写成文：撰写综述之前，应先拟定写作大纲，然后写出初稿，待“创作热”冷却后进行修改。
2．撰写综述的注意事项。
(1)综述内容应是前人未曾写过的。如已有人发表过类似综述，一般不宜重复，更不能以他人综述之内容作为自己综述的素材。
(2)对于某些新知识领域、新技术，写作时可以追溯该主题的发展过程，适当增加一些基础知识内容，以便读者理解。对于人所共知或知之甚多的主题，应只写其新进展、新动向、新发展，不重复别人已综述过的前一阶段的研究状况。
(3)综述的素材来自前人的研究报告，必须忠实原文，不可断章取义，阉割或歪曲前人的观点。
(4)综述的撰写者必须对所写主题的基础知识、历史与发展过程、最新进展全面了解，或者作者本身也从事该主题的研究工作，是该主题的“专家”，否则容易出大错、闹笑话。
(5)撰写综述时，搜集的文献资料尽可能齐全，切忌随便收集一些文献就动手撰写，更忌讳阅读了几篇中文资料，便拼凑成一篇所谓的综述。
(6)综述的原始素材应体现出一个“新”字，亦即必须有最近最新发表的文献，一般不将教科书、专著列为参考文献。

电子工程毕业论文

液压伺服系统设计
液压伺服系统设计
在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下：
1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。
2）拟定控制方案，画出系统原理图。
3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。
4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。
5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。
6）选择液压能源及相应的附属元件。
7）完成执行元件及液压能源施工设计。
本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。
4.1 全面理解设计要求
4.1.1 全面了解被控对象
液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。
4.1.2 明角设计系统的性能要求
1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。
2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。
3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。
4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定；
5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求；
6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。
4.1.3 负载特性分析
正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载（如静摩擦、动摩擦等）以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。
4.2 拟定控制方案、绘制系统原理图
在全面了解设计要求之后，可根据不同的控制对象，按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案，方块图如图36所示。

图36 阀控液压缸位置控制系统方块图
表6 液压伺服系统控制方式的基本类型
伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成
机液
电液
气液
电气液 模拟量
数字量
位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动
摆动运动
旋转运动 1.阀控制：阀-液压缸，阀-液压马达
2.容积控制：变量泵-液压缸；变量泵-液压马达；阀-液压缸-变量泵-液压马达
3.其它：步近式力矩马达
4.3 动力元件参数选择
动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系统的功耗最小，效率高。
动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。
4.3.1 供油压力的选择
选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件——液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。
常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。
4.3.2 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定
如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。
（1）动力元件的输出特性
将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换

绘于υ－FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图37。

图37 参数变化对动力机构输出特性的影响
a）供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化
图中 FL——负载力，FL=pLA；
pL——伺服阀工作压力；
A——液压缸有效面积；
υ——液压缸活塞速度，
；
qL——伺服阀的流量；
q0——伺服阀的空载流量；
ps——供油压力。
由图37可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图37a。
当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点A ps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图37b。
当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图37c。
（2）负载最佳匹配图解法
在负载轨迹曲线υ－FL平面上，画出动力元件输出特性曲线，调整参数，使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线，即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中，曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切，符合负载最佳匹配条件，而曲线1、3上的工作点α和b，虽能拖动负载，但效率都较低。
（3）负载最佳匹配的解析法
参见液压动力元件的负载匹配。
（4）近似计算法
在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定

FLmax≤pLA=

，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算：
（37）

图38 动力元件与负载匹配图形
按式37求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。
（5）按液压固有频率选择动力元件
对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。
四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为

（38）
二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为

（39）
液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的（5～10）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。
计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度 ，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。
4.3.3 伺服阀的选择
根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。
除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素：
1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。
2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。
3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。
4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。
4.3.4 执行元件的选择
液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。
4.4 反馈传感器的选择
根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。
传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5～10倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。
4.5 确定系统方块图
根据系统原理图及系统各环节的传递函数，即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式，只要把相应的符号变换一下即可。
4.6 绘制系统开环波德图并确定开环增益
系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数，求出波德图。在绘制波德图时，需要确定系统的开环增益K。
改变系统的开环增益K时，开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数，曲线的形状不变，其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性，在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低，来获得与闭环系统要求相适应的K值。
4.6.1 由系统的稳态精度要求确定K
由控制原理可知，不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此，可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。
4.6.2由系统的频宽要求确定K
分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道，当ζh和K/ωh都很小时，可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率，即ω-3dB≈ωc，所以可绘制对数幅频曲线，使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值，如图39所示。由此图可得K值。

图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性
a）0型系统；b）I型系统
4.6.3 由系统相对稳定性确定K
系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图，同样也可以得到K。见图40。
实际上通过作图来确定系统的开环增益K，往往要综合考虑，尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。
4.7 系统静动态品质分析及确定校正特性
在确定了系统传递函数的各项参数后，可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求，则应调整参数，重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿，改变系统的开环频率特性，直到满足系统的要求。
4.8 仿真分析
在系统的传递函数初步确定后，可以通过计算机对该系统进行数字仿真，以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件，如Matlab软件，很适合仿真分析。