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REXROTH比例阀在脉宽调制气动伺服系统中，脉宽调制伺服阀完成信号的转换与放大作用，其常见的结构有四通滑阀型和三通球阀型。下图所示为滑阀式脉宽调制伺服阀的结构原理图。滑阀两端各有一个电磁铁，脉冲信号电流加在两个电磁铁上，控制阀芯按脉冲信号的频率往复运动。
REXROTH比例阀脉宽调制伺服阀的性能主要是动态响应和对称性要求。假设加在电磁铁上的是方波脉冲信号，从电磁铁接到信号到执行元件开始动作这段时间称信号的延迟时间。延迟时间包括三部分，一是电磁线圈中电流由零逐渐增大到衔铁开始运动的电流增长时间；二是衔铁与阀芯一起运动的时间；三是从节流口打开、执行元件工作腔进行放气到执行元件开始动作的固定容器充放时间。前两部分时间是由脉宽调制伺服阀决定。脉宽调制气动伺服的工作频率一般是十几赫兹到二三十赫兹。为了满足动态响应快的特点，要求延迟时间越短越好，一般控制在1~2ms以内。 所谓对称性要求，对四通滑阀，阀芯往复运动的响应要一致，即加在两个电磁铁上的脉冲信号在传递过程中延迟时间应基本相同，两输出口的压力与流量应基本相同；对三通球阀，对应脉冲信号上升沿下降沿的延迟时间应基本相同，球阀的充气过程和排气过程应基本相同。由于三通球阀与差动气缸匹配，其对称性不如四通滑阀好。 为了提高四通滑阀的快速响应，常采用力反馈来提高阀芯反向运动的速度。图所采用的是弹簧反馈的形式。当信号反向时，弹簧力帮助阀芯反向运动，当阀芯运动过了中位，弹簧力改变，起阻止阀芯运动的作用，并能减轻阀芯到位的冲击力，降低噪声。也有采用气压反馈的形式，其作用原理是一样的。
REXROTH比例阀脉宽调制控制与模拟控制相比有很多优点：控制阀在高频开关状态下工作，能消除死区、干摩擦等非线性因素；控制阀加工精度要求不高，降低了控制系统成本；控制阀节流口经常处于全开状态，抗污染能力强，工作可靠。缺点是功率输出小，机械振动和噪声较。 |
