Chuyên Đề Điều khiển tự động hệ thủy lực

lời nói đầu


"Điều khiển tự động hệ thủy lực" là giáo trình phục vụ cho các đối tượng học tập, nghiên cứu về điều
khiển tự động của các ngành cơ khí và tự động hoá ở các trường đại học kỹ thuật, các trường cao đẳng kỹ
thuật và các cơ sở sản xuất, nghiên cứu. Đây là tập tiếp theo của giáo trình" Điều khiển tự động trong các
lĩnh vực cơ khí" do Nhà xuất bản Giáo dục phát hành năm 1998.
Kỹ thuật truyền động và điều khiển hệ thủy lực đã phát triển mạnh ở các nước công
nghiệp. Kỹ thuật này được ứng dụng để truyền động cho những cơ cấu có công suất lớn,
thực hiện điều khiển logic cho các thiết bị hoặc dây chuyền thiết bị tự động, đặc biệt nhờ
khả năng truyền động được vô cấp mà nó được ứng dụng để điều khiển vô cấp tốc độ, tải
trọng và vị trí của cơ cấu chấp hành. Hiện nay, hệ thủy lực được sử dụng để điều khiển
các thiết bị như máy ép điều khiển số, robot công nghiệp, máy CNC hoặc trong các dây
chuyền sản xuất tự động.
Giáo trình này chủ yếu trình bày phương pháp tính toán thiết kế cho hệ điều khiển vô cấp mà
các tài liệu khác chưa bàn đến hoặc mới đề cập ở mức sơ lược. Nội dung của giáo trình bao gồm
các vấn đề sau : Phương pháp phân tích và tính toán các thông số của mạch điều khiển thủy lực;
tính toán độ đàn hồi của dầu, độ cứng thủy lực và tần số dao động riêng của hệ thủy lực; bài
toán nghiên cứu động lực học của hệ thủy lực; giới thiệu các phần tử điều khiển cơ bản của hệ
thủy lực; kỹ thuật điều khiển vị trí, tốc độ và tải trọng, ngoài ra tài liệu còn giới thiệu lý thuyết
tính toán thiết kế các mạch điều khiển tự động hệ thủy lưc và các ví dụ minh hoạ.
Đây là giáo trình chuyên ngành mang tính nghiên cứu ứng dụng, những vấn đề lý thuyết và
những ví dụ trình bày sẽ giúp cho người đọc có thể tiếp cận nhanh với những bài toán thực tế,
nhất là trong giai đoạn hiện nay, kỹ thuật điều khiển tự động đang có khuynh hướng phát triển
mạnh, các thiết bị và các dây chuyền sản xuất tự động ứng dụng kỹ thuật điều khiển thủy lực
đang thâm nhập vào Việt Nam ngày càng nhiều nên việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này để
thiết kế, bảo dưỡng và khai thác có hiệu quả là việc làm thiết thực.
Chúng tôi mong rằng giáo trình này sẽ giúp ích cho mọi đối tượng học tập, nghiên cứu
làm việc trong lĩnh vực điều khiển hệ thủy lực và mong nhận được các ý kiến đóng góp để
lần tái bản tới, giáo trình sẽ hoàn thiện hơn.

Lời giới thiệu

Truyền động thủy lực trong máy công cụ, thiết bị . thuộc lĩnh vực kỹ thuật tiên tiến trong cơ khí hóa và
tự động hóa quá trình sản xuất công nghiệp. Với cuộc cách mạng khoa học và công nghệ hiện thời thì
truyền động thủy lực phát triển mới và công nghệ cao hơn. Đó là điều khiển tự động hệ thủy lực cho các
máy công cụ, trung tâm gia công CNC, dây chuyền tự động linh hoạt robot hóa .
Việc đào tạo đội ngũ kỹ thuật và chuyên gia lĩnh vực này ở Việt Nam trong thời kỳ công nghiệp hóa và
hiện đại hóa là rất quan trọng và cấp thiết.
Những năm trước đây, việc đào tạo ngành cơ khí trong các trường đại học kỹ thuật - công nghệ, có
giảng dạy, thí nghiệm, thiết kế tốt nghiệp, viết giáo trình, sách tham khảo về truyền động thủy lực trong
máy công cụ và thiết bị nhưng còn ít hoặc chưa đề cập đến phần hiện đại đáp ứng cho quá trình công
nghiệp hóa, tự động hóa ở trình độ cao. Đó là điều khiển tự động hệ thống thủy lực.
Để viết quyển sách này, tác giả đã dành nhiều thời gian khảo cứu lý thuyết, xây dựng thí nghiệm,
nghiên cứu khoa học và ứng dụng thực tiễn, cũng như tham quan, thực tập và tiến hành thí nghiệm ở nước
ngoài về lĩnh vực điều khiển tự động thủy lực.
Chương 1 tổng hợp cơ bản và có tính hệ thống, phân tích, tính toán các thông số chính trong mạch
truyền động thủy lực. Chương 2 trình bày các đặc trưng chủ yếu như độ đàn hồi của dầu, độ cứng thủy lực,
tần số dao động riêng . nhằm phục vụ cho nghiên cứu động lực học của truyền động thủy lực ở chương 3,
kết quả này giúp cho việc nghiên cứu điều khiển hệ thủy lực làm việc ổn định, tin cậy, chính xác. Nội dung
ở chương 2 khá súc tích và mới. Từ chương 4 đến 7 trình bày các nội dung chính với phương pháp tính
toán thiết kế mới và hiện đại. Tác giả viết trên cơ sở ứng dụng điều khiển học kỹ thuật để phân tích sai số,
xác định hàm truyền của một số mạch điều khiển, điều khiển vị trí, vận tốc, tải trọng với các phần tử điều
khiển cơ bản trong hệ điều khiển tự động thủy lực như van điều khiển, bộ khuếch đại, các loại cảm biến
Từ đó tính toán và thiết kế các mạch điều khiển tự động thủy lực với nhiều ví dụ cụ thể có chọn lọc.
Phần tin học ứng dụng để phục vụ cho nghiên cứu, thiết kế, thí nghiệm điển hình về điều khiển tự động
hệ thủy lực, cũng như điều khiển tự động thủy-khí, tác giả đã thực hiện và thu được kết quả đáng kể, còn
được tiếp tục ở tài liệu sau.
Trên cơ sở 28 tài liệu tham khảo được công bố những năm gần đây tác giả đã viết quyển sách này, cùng
với quyển " Điều khiển tự động trong lĩnh vực cơ khí" (Nhà xuất bản Giáo dục- 1998) tạo ra sự kết hợp
hoàn chỉnh hướng chuyên môn hẹp và hiện đại của ngành cơ khí, giúp cho công việc giảng dạy, đào tạo,
nghiên cứu và chuyển giao công nghệ thuộc lĩnh vực truyền động và điều khiển tự động hệ thủy lực có hiệu
quả cao.
PGS.TS. Phạm Đắp
Khoa cơ khí
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội