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MOOG電液伺服閥是電液伺服控制中的關(guān)鍵元件，它是一種接受模擬電信號后，相應輸出調制的流量和壓力的液壓控制閥。電液伺服閥具有動(dòng)態(tài)響應快、控制精度高、使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應用于航空、航天、艦船、冶金、化工等領(lǐng)域的電液伺服控制系統中。
MOOG液壓伺服閥是構建液壓伺服控制系統的核心元件，因此液壓控制系統書(shū)籍會(huì )包含電液伺服閥內容。
當前在電液伺服閥研制領(lǐng)域的新型材料運用，主要是以壓電元件、超磁致伸縮材料及形狀記憶合金等為基礎的轉換器研制開(kāi)發(fā)。它們各具有其自己的優(yōu)良特性。
2.1 MOOG壓電元件
壓電元件的特點(diǎn)是“壓電效應"：在一定的電場(chǎng)作用下會(huì )產(chǎn)生外形尺寸的變化，在一定范圍內，形變與電場(chǎng)強度成正比。壓電元件的主要材料為壓電陶瓷（PZT）、電致伸縮材料（PMN）等。比較典型的壓電陶瓷材料有日本TOKIN公司的疊堆型壓電伸縮陶瓷等。PZT直動(dòng)式伺服閥的原理是：在閥芯兩端通過(guò)鋼球分別與兩塊多層壓電元件相連。通過(guò)壓電效應使壓電材料產(chǎn)生伸縮驅動(dòng)閥芯移動(dòng)。實(shí)現電-機械轉換。PMN噴嘴擋板式伺服閥則在噴嘴處設置一與壓電疊堆固定連接的擋板，由壓電疊堆的伸、縮實(shí)現擋板與噴嘴間的間隙增減，使閥芯兩端產(chǎn)生壓差推動(dòng)閥芯移動(dòng)。目前壓電式電-機械轉換器的研制比較成熟并已得到較廣泛的應用。它具有頻率響應快的特點(diǎn)控制工程網(wǎng)版權所有，伺服閥頻寬甚至能達到上千赫茲，但亦有滯環(huán)大、易漂移等缺點(diǎn)，制約了壓電元件在電液伺服閥上的進(jìn)一步應用。
2.2 超磁致伸縮材料
超磁致伸縮材料（GMM）與傳統的磁致伸縮材料相比，在磁場(chǎng)的作用下能產(chǎn)生大得多的長(cháng)度或體積變化。利用GMM轉換器研制的直動(dòng)型伺服閥是把 GMM轉換器與閥芯相連，通過(guò)控制驅動(dòng)線(xiàn)圈的電流，驅動(dòng)GMM的伸縮，帶動(dòng)閥芯產(chǎn)生位移從而控制伺服閥輸出流量。該閥與傳統伺服閥相比不僅有頻率響應高的特點(diǎn)，而且具有精度高、結構緊湊的優(yōu)點(diǎn)。目前，在GMM的研制及應用方面，美國、瑞典和日本等國處于水平。國內浙江大學(xué)利用GMM技術(shù)對氣動(dòng)噴嘴擋板閥和內燃機燃料噴射系統的高速強力電磁閥，進(jìn)行了結構設計和特性研究。從目前情況來(lái)看GMM材料與壓電材料和傳統磁致伸縮材料相比，具有應變大、能量密度高、響應速度快、輸出力大等特點(diǎn)。世界各國對GMM電-機械轉換器及相關(guān)的技術(shù)研究相當重視，GMM技術(shù)水平快速發(fā)展，已由實(shí)驗室研制階段逐步進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)發(fā)階段。今后還需解決GMM的熱變形、磁晶各向異性、材料腐蝕性及制造工藝、參數匹配等方面的問(wèn)題以利于在高科技領(lǐng)域得到廣泛運用。
2.3 形狀記憶合金
形狀記憶合金（SMA）的特點(diǎn)是具有形狀記憶效應。將其在高溫下定型后，冷卻到低溫狀態(tài)，對其施加外力。一般金屬在超過(guò)其彈性變形后會(huì )發(fā)生*變形，而SMA卻在將其加熱到某一溫度之上后，會(huì )恢復其原來(lái)高溫下的形狀。利用其特性研制的伺服閥是在閥芯兩端加一組由形狀記憶合金繞制的SMA執行器，通過(guò)加熱和冷卻的方法來(lái)驅動(dòng)SMA執行器，使閥芯兩端的形狀記憶合金伸長(cháng)或收縮，驅動(dòng)閥芯作用移動(dòng)，同時(shí)加入位置反饋來(lái)提高伺服閥的控制性能。從該閥的情況來(lái)看，SMA雖變形量大，但其響應速度較慢，且變形不連續，也限制了其應用范圍。
MOOG電液伺服閥與傳統伺服閥相比，采用新型材料的電-機械轉換器研制的伺服閥，普遍具有高頻響、高精度、結構緊湊的優(yōu)點(diǎn)。雖然目前還各自呈在某些關(guān)鍵技術(shù)需要解決，但新型功能材料的應用和發(fā)展，給電液伺服閥的技術(shù)發(fā)展發(fā)展提供了新的途徑。
MOOG電液伺服閥電子化、數字化技術(shù)的運用
目前電子化、數字化技術(shù)在電液伺服閥技術(shù)上的運用主要有兩種方式：其一，在電液伺服閥模擬控制元器件上加入D/A轉換裝置來(lái)實(shí)現其數字控制。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展，可把控制元器件安裝在閥體內部，通過(guò)計算機程序來(lái)控制閥的性能，實(shí)現數字化補償等功能。但存在模擬電路容易產(chǎn)生零漂、溫漂，需加D/A 轉換接口等問(wèn)題。其二，為直動(dòng)式數字控制閥。通過(guò)用步進(jìn)電機驅動(dòng)閥芯，將輸入信號轉化成電機的步進(jìn)信號來(lái)控制伺服閥的流量輸出。該閥具有結構緊湊、速度及位置開(kāi)環(huán)可控及可直接數字控制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用。但在實(shí)時(shí)性控制要求較高的場(chǎng)合，如按常規的步進(jìn)方法，無(wú)法兼顧量化精度及響應速度的要求。浙江工業(yè)大學(xué)采用了連續跟蹤控制的辦法，消除了兩者之間的矛盾，獲得了良好的動(dòng)態(tài)特性。此外還有通過(guò)直流力矩電機直接驅動(dòng)閥芯來(lái)實(shí)現數字控制等多種控制方式或伺服閥結構改變等方法來(lái)形成眾多的數字化伺服閥產(chǎn)品。
隨著(zhù)各項技術(shù)水平的發(fā)展，通過(guò)采用新型的傳感器和計算機技術(shù)研制出機械、電子、傳感器及計算機自我管理（故障診斷、故障排除）為一體的智能化新型伺服閥。該類(lèi)伺服閥可按照系統的需要來(lái)確定控制目標：速度、位置、加速度、力或壓力。同一臺伺服閥可以根據控制要求設置成流量控制伺服閥、壓力控制伺服閥或流量/ 壓力復合控制伺服閥。并且伺服閥的控制參數，如流量增益、流量增益特性、零點(diǎn)等都可以根據控制性能*化原則進(jìn)行設置。伺服閥自身的診斷信息、關(guān)鍵控制參數（包括工作環(huán)境參數和伺服閥內部參數）可以及時(shí)反饋給主控制器；可以遠距離對伺服閥進(jìn)行監控、診斷和遙控。在主機調試期間控制工程網(wǎng)版權所有，可以通過(guò)總線(xiàn)端口下載或直接由上位機設置伺服閥的控制參數，使伺服閥與控制系統達到*匹配，優(yōu)化控制性能。而伺服閥控制參數的下載和更新，甚至在主機運轉時(shí)也能進(jìn)行。而在伺服閥與控制系統相匹配的技術(shù)應用發(fā)展中，嵌入式技術(shù)對于伺服閥已經(jīng)成為現實(shí)。按照嵌入式系統應定義為：“嵌入到對像體系中的計算機系統"?！扒度胄?、“性"與“計算機系統"是嵌入式系統的三個(gè)基本要素。它是在傳統的伺服閥中嵌入的微處理芯片和相應的控制系統，針對客戶(hù)的具體應用要求而構建成具有*控制參數的伺服閥并由閥自身的控制系統完成相應的控制任務(wù)（如各控制軸同步控制），再嵌入到整個(gè)的大液壓控制系統中去。從目前的技術(shù)發(fā)展和液壓控制系統對伺服閥的要求看控制工程網(wǎng)版權所有，伺服閥的自診斷和自檢測功能應該有更大的發(fā)展。
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