判斷一款液壓閥性能好壞有很多的評價標(biāo)準(zhǔn)，今天和大家聊一聊常見的評價方法之一——動態(tài)響應(yīng)特性。對于常規(guī)的換向閥，往往只用關(guān)注階躍響應(yīng)；而對于比例閥甚至伺服閥，則還需關(guān)注頻率響應(yīng)特性。
　　
　　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：一個動作需要在50ms快速啟動，還需要再50ms快速準(zhǔn)確停止，這就對液壓閥件的響應(yīng)提出了要求。我們先從基礎(chǔ)的階躍響應(yīng)說起。

　　一、階躍響應(yīng)

　　
　　階躍響應(yīng)，在時間域中表達(dá)系統(tǒng)輸出隨階躍輸入信號的變化關(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)中有一個阻尼元件存在，當(dāng)有一個輸入信號時，系統(tǒng)輸出不會馬上達(dá)到一定值，而是緩慢上升的過程。二階環(huán)節(jié)為系統(tǒng)中含有兩個獨立的儲能元件，且所存儲的能量能夠相互轉(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，系統(tǒng)輸出會有震蕩過程，個波峰與目標(biāo)值1的差距叫做超調(diào)量，zui終系統(tǒng)輸出穩(wěn)定在目標(biāo)值95%的時間點ts叫做調(diào)節(jié)時間或響應(yīng)時間。ts即是階躍響應(yīng)中的重要參數(shù)。
　　
　　往往我們在樣本中看到的階躍響應(yīng)時間就是指ts，它反映了液壓閥的響應(yīng)速度。
　　

　　二、頻率響應(yīng)

　　
　　      頻率響應(yīng)，針對動態(tài)信號，即隨時間不斷變化的信號。對于這樣的信號，不可能再用時間域的階躍響應(yīng)時間來表達(dá)它的動態(tài)特性了，因此引入了頻率域的方法，及所謂的頻率響應(yīng)來表達(dá)。
　　
　　任何一個隨時間變化的連續(xù)函數(shù)都可以分解為多個不同頻率、不同振幅的正弦函數(shù)的疊加。就如下圖左邊的波形可以由右邊的多個波形疊加而得。

　　基于此，我們就可以將任何輸入信號看成正弦波，而對于一個線性系統(tǒng)，如果輸入一個正弦信號，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，Y為系統(tǒng)輸出。
　　
　　定義幅值比為：

　　相位移為：φ
　　
　　頻率不同，幅值比和相位移不同。隨著頻率不斷增大，幅值比會不斷減小，相位移也會不斷增大。
　　
　　工程上常用Bode圖來表達(dá)頻率特性。

　　通常將對應(yīng)-3dB的頻率值作為幅頻響應(yīng)；-3dB對應(yīng)的幅值比為0.707，即幅值衰減為70%；相位移-90度對應(yīng)的頻率值作為相頻響應(yīng)。
　　
　　因此在上圖中，閥開度0.5%時的幅頻特性（對應(yīng)-3dB）為150Hz，相頻特性（對應(yīng)-90度）為90Hz。而閥開度50%時的幅頻特性和相頻特性都為60Hz。
　　
　　幅頻特性體現(xiàn)系統(tǒng)對輸入信號跟隨的強度，而相頻特性則體現(xiàn)系統(tǒng)對輸入信號跟隨的適時性。舉個栗子：導(dǎo)彈跟隨系統(tǒng)對相頻響應(yīng)特性的要求就更高，因為系統(tǒng)需要適時跟蹤捕獲的目標(biāo)（如空中的敵機），只要擊中就能造成巨大的打擊。
　　
　　來看一個實際的樣本，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為5%時，幅頻響應(yīng)及相頻響應(yīng)特性都為350Hz；這從樣本參數(shù)表里也得到驗證，350Hz的頻響特性已經(jīng)達(dá)到甚至超過了部分伺服閥的性能。

　　動態(tài)響應(yīng)特性是液壓閥的關(guān)鍵參數(shù)，對系統(tǒng)的響應(yīng)速度有著至關(guān)重要的意義。在選用液壓閥時，需要重點關(guān)注。可根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)的要求來進(jìn)行選擇。