在液壓系統(tǒng)中，閥件屬于控制元件，除了決定液壓油的流向與流量之外，還影響著系統(tǒng)的響應(yīng)速度。試想：一個(gè)動(dòng)作需要在50ms快速啟動(dòng)，還需要在50ms快速準(zhǔn)確停止，這就對(duì)液壓閥件的響應(yīng)提出了要求。我們先從基礎(chǔ)的階躍響應(yīng)說(shuō)起。

階躍響應(yīng)，在時(shí)間域中表達(dá)系統(tǒng)輸出隨階躍輸入信號(hào)的變化關(guān)系。

上圖中，代表典型的階躍響應(yīng)曲線，一階環(huán)節(jié)為系統(tǒng)中有一個(gè)阻尼元件存在，當(dāng)有一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)輸出不會(huì)馬上達(dá)到一定值，而是緩慢上升的過(guò)程。二階環(huán)節(jié)為系統(tǒng)中含有兩個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)能元件，且所存儲(chǔ)的能量能夠相互轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致輸出帶有震蕩的性質(zhì)。

在二階環(huán)節(jié)中，當(dāng)給定輸入信號(hào)，系統(tǒng)輸出會(huì)有震蕩過(guò)程，第一個(gè)波峰與目標(biāo)值1的差距叫做超調(diào)量，最終系統(tǒng)輸出穩(wěn)定在目標(biāo)值95%的時(shí)間點(diǎn)ts叫做調(diào)節(jié)時(shí)間或響應(yīng)時(shí)間。ts即是階躍響應(yīng)中的最重要參數(shù)。

往往我們?cè)跇颖局锌吹降碾A躍響應(yīng)時(shí)間就是指ts，它反映了液壓閥的響應(yīng)速度。

頻率響應(yīng)，針對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)，即隨時(shí)間不斷變化的信號(hào)。對(duì)于這樣的信號(hào)，不可能再用時(shí)間域的階躍響應(yīng)時(shí)間來(lái)表達(dá)它的動(dòng)態(tài)特性了，因此引入了頻率域的方法，及所謂的頻率響應(yīng)來(lái)表達(dá)。

傅里葉同學(xué)告訴我們，任何一個(gè)隨時(shí)間變化的連續(xù)函數(shù)都可以分解為多個(gè)不同頻率、不同振幅的正弦函數(shù)的疊加。就如下圖最左邊的波形可以由右邊的多個(gè)波形疊加而得。

基于此，我們就可以將任何輸入信號(hào)看成正弦波，而對(duì)于一個(gè)線性系統(tǒng)，如果輸入一個(gè)正弦信號(hào)，那么他的輸出也一定是相同頻率的正弦值，但其幅值有所改變，相位有所滯后。

X為輸入信號(hào)，Y為系統(tǒng)輸出。

定義幅值比為：

相位移為：

頻率不同，幅值比和相位移不同。隨著頻率不斷增大，幅值比會(huì)不斷減小，相位移也會(huì)不斷增大。

工程上常用Bode圖來(lái)表達(dá)頻率特性。

通常將對(duì)應(yīng)-3dB的頻率值作為幅頻響應(yīng)；-3dB對(duì)應(yīng)的幅值比為0.707，即幅值衰減為70%；

相位移-90度對(duì)應(yīng)的頻率值作為相頻響應(yīng)。

因此在上圖中，閥開(kāi)度0.5%時(shí)的幅頻特性（對(duì)應(yīng)-3dB）為150Hz，相頻特性（對(duì)應(yīng)-90度）為90Hz。而閥開(kāi)度50%時(shí)的幅頻特性和相頻特性都為60Hz。

幅頻特性體現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)跟隨的強(qiáng)度，而相頻特性則體現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)跟隨的適時(shí)性。舉個(gè)栗子：導(dǎo)彈跟隨系統(tǒng)對(duì)相頻響應(yīng)特性的要求就更高，因?yàn)橄到y(tǒng)需要適時(shí)跟蹤捕獲的目標(biāo)（如空中的敵機(jī)），只要擊中就能造成巨大的打擊。

來(lái)看一個(gè)實(shí)際的樣本，以派克漢尼汾的D1FP比例伺服換向閥為例，其頻率響應(yīng)特性曲線如下：

從圖中即可看到控制信號(hào)為5%時(shí)，幅頻響應(yīng)及相頻響應(yīng)特性都為350Hz；這從樣本參數(shù)表里也得到驗(yàn)證，350Hz的頻響特性已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)了部分伺服閥的性能。

動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性是液壓閥的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)速度有著至關(guān)重要的意義。在選用液壓閥時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注。可根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)的要求來(lái)進(jìn)行選擇。

本次內(nèi)容就到這里，希望對(duì)你評(píng)估液壓閥性能時(shí)有所幫助。