1 引言 近年來隨著液壓技術、計算機控制和電子技術的發展出現了一種新型集成一體化的無伺服閥電液伺服執行器，即EHA（ElectrohydrostaticActuator），將電動機、液壓泵、油箱、液壓閥組、液壓缸、檢測元件和控制器集成化、小型化，使得該新型集成一體化執行器體積小、質量輕、效率高，克服了傳統液壓系統固有的一些缺點，具有重大的理論意義和實用價值。
2 EHA的原理
通過對比國內外各種EHA方案，設計EHA液壓原理圖如圖1所示。
EHA是一個閉式的系統。系統由DSP控制器、高速無刷直流電機、高速雙向定量柱塞泵、雙作用對稱缸、增壓油箱、信號測量裝置和過濾器等組成。與傳統的液壓系統不同，其原理是通過電機調??，直接驅動定量泵，控制定量泵的轉速和轉向，從而控制系統泵輸出的壓力和流量，*終達到控制液壓缸位移輸出的目的。增壓油箱通過兩個單向閥連接到系統，使系統的壓力始終不低于增壓油箱的壓力，防止油液中氣穴現象的發生。為了保證系統的**，系統中設置了**閥，以防止液壓泵和液壓缸兩腔中的壓力過高。系統中還設置了一個阻尼旁通閥，當整個液壓缸發生故障時，可以開啟旁通閥，使泵出的流量經旁通閥全部回到泵的吸油口，此時，液壓缸處于自由狀態，對負載不發生作用，在重要的應用場合可以用其他驅動方式進行**操作。系統的內環為直流伺服電動機的雙環伺服控制系統，即電流環、速度環，實現對電機的**速度控制；系統的對外環為位置環，由裝在活塞桿中心的直線位移傳感器（LVDT）實現系統的位置反饋，控制系統的輸出位移。
3EHA的仿真分析
以某型飛機副翼電液執行器的性能參數為基礎，設計滿足其性能的電動液壓執行器。并用液壓專用仿真軟件EASY5對所設計的電動液壓執行器的工作特性進行了仿真，驗證了系統參數設計的合理性。
3.1EHA系統仿真參數的確定
某型飛機副翼作動器主要性能參數為：總行程44.25mm，空載速度26mm/s，*大輸出力48kN。為滿足該執行器的性能要求，經反復計算，選擇無刷直流電機的*大輸出轉矩4Nm，*高轉速10000r/min，額定功率4.2kW，電樞電阻O.19Ω，電樞回路電感O.25mH，電機的反電動勢系數0.4Vs/rad，電機的轉矩常數0.089Nm/A；雙向定量柱塞泵的排量0.8ml/r，雙作用對稱缸活塞有效面積22.4cm2，*大行程44.25mm。
3.2EHA仿真模型的建立
EASY5為專用液壓仿真軟件，在仿真整個系統之前，需要對無刷直流電機建立子模型。忽略無刷直流電機換相過渡過程的影響，無刷直流電機可看作直流電機。
*后，得到整個系統的EASY5仿真模型如圖2所示。圖中增壓油箱初始壓力為2MPa，*大體積630ml；兩個溢流閥壓力設定在24MPa，單向閥的壓力降為2KPa。泵的排量為0.8ml/r，容積效率為99%。油缸的活塞面積為22.4cm2。系統采用PI控制器。
圖2 EHA系統EASY5仿真總圖
3.3 EHA仿真結果及分析
系統在負載48kN，±8mm階段信號作用下的響應曲線，見圖3。
從圖3可以看出，設計的電液伺服執行器滿足性能要求。負載為48kN時，系統從-8mm至+8mm的時間約為0.3s，對應液壓缸兩腔的壓差為21MPa，與計算值有較好的吻合。系統在階躍過程中，電機以*高轉速10000r/min運行，電機輸出轉速有一定的超調和波動，這是控制器的設計引起的，但具有較好的快速性。
圖3 仿真結果曲線
4結束語
本文提出了一種無伺服閥電液伺服執行器原理樣機的方案，以某型飛機性能參數為基礎，用液壓仿真軟件EASY5對系統樣機進行了仿真，仿真結果表明，系統具有良好的動態性能，能夠滿足該型飛機副翼作動器的性能要求。當用普通的交流電機取代無刷直流電機，或去掉系統中的位置反饋，所設計的EHA系統完全可以用于一般電液傳動及控制系統上。這種新型的無伺服閥電液伺服執行器無論是對航空，還是一般的工業領域，都具有重大的發展意義。