伺服閥是電液伺服控制系統(tǒng)中的核心部件，可以將電信號轉(zhuǎn)化為調(diào)制的流量和壓力輸出，是連接電氣和液壓領(lǐng)域的中間橋梁，由于其動態(tài)響應(yīng)快，控制精度高，運行平穩(wěn)，功率密度大等特點，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船、制造、機械等領(lǐng)域的伺服控制系統(tǒng)中。
智能控制
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對于伺服閥的控制需求不僅僅局限于特定的靜動態(tài)指標，還對伺服閥的運行狀態(tài)、控制策略提出了更高的要求。對于研發(fā)人員來講，最優(yōu)控制策略往往需結(jié)合實際工況在實驗中得以驗證，傳統(tǒng)的模擬控制方式在此驗證過程中帶來巨大不便；對于用戶來講，伺服閥作為伺服控制系統(tǒng)中關(guān)鍵元件，其運行狀態(tài)的監(jiān)測至關(guān)重要，能夠?qū)崟r掌握伺服閥運行狀態(tài)、故障判斷、健康管理、可視化將成為新的需求；及時掌握伺服閥故障運行信息、遠程調(diào)試與維修，對于技術(shù)人員排故和產(chǎn)品升級具有重要意義，大大減少排故時間，提高工作效率。
伴隨工業(yè)4.0的浪潮，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能液壓生態(tài)系統(tǒng)是我國未來液壓技術(shù)發(fā)展的新方向。數(shù)字化和智能化將成為新型電液伺服技術(shù)發(fā)展的總體趨勢。
1、伺服閥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
電液伺服控制技術(shù)與電動伺服控制原理類似，二者都是基于偏差值的閉環(huán)控制方式。目前電液伺服控制系統(tǒng)中控制策略的應(yīng)用仍以經(jīng)典控制理論中的PID控制及其超前滯后補償?shù)确绞綖橹?，而基于神?jīng)網(wǎng)絡(luò)、自適用控制等現(xiàn)代控制技術(shù)研究尚不成熟，對于器件的要求也比較高，投入成本較高。因此，電液伺服閥的研究方向主要集中在新材料的應(yīng)用、新結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和加工工藝等方面。
對于伺服閥控制器的應(yīng)用，目前主要還是以傳統(tǒng)的模擬電路搭建為主。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，模擬控制引起的零漂和不穩(wěn)定性等弊端不斷暴露出來，伺服閥的數(shù)字化控制也成為新的研究方向。此外，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的融合，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也已成為企業(yè)的競爭優(yōu)勢。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
隨著射頻識別、傳感器、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，通過信息傳感技術(shù)將終端設(shè)備的參數(shù)信息按約定的協(xié)議上傳至云端，實現(xiàn)對物理和虛擬世界的信息傳輸、處理并進行控制的智能服務(wù)系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上可分為三個層面，分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其基本框架如圖1所示。
圖1物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基本框架
感知層在物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中屬于最底層，主要是各種各樣的傳感元件和通信設(shè)備構(gòu)成，常見的如溫濕度傳感器、振動傳感器、PFID標簽、攝像頭等。傳感器元件對物理設(shè)備各種信號的感知并采集，通過有線或無線傳輸至網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一負責傳輸至網(wǎng)絡(luò)層等待下一步傳輸，或根據(jù)上層服務(wù)器傳輸?shù)拿顖?zhí)行相應(yīng)的終端控制。
網(wǎng)絡(luò)層主要由網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、云計算平臺、資源存儲與管理等組成，負責完成對感知層獲取信息的傳遞、處理和存儲等業(yè)務(wù)，并為上層應(yīng)用層提高應(yīng)用服務(wù)接口。
應(yīng)用層作為物聯(lián)網(wǎng)的最頂層，是物聯(lián)網(wǎng)為用戶提供數(shù)據(jù)可視化的人機交互層，負責物聯(lián)網(wǎng)的用戶（包括人、系統(tǒng)）的人機接口，針對不同行業(yè)、不同用戶的需要進行對接，提供對應(yīng)的終端應(yīng)用平臺，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新一代信息技術(shù)高度集成下的產(chǎn)物，是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點，對促進企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)揮重要作用。通過采集產(chǎn)品各項指標參數(shù)、用戶習慣等信息，利用網(wǎng)絡(luò)媒介與云端穩(wěn)定互聯(lián)，進行數(shù)據(jù)挖掘，助力產(chǎn)品優(yōu)化升級，提高產(chǎn)品實用滿意度，為企業(yè)提升競爭力。
3 、應(yīng)用前景
上世紀90年代，物聯(lián)網(wǎng)的概念被首次提出。2012年，美國通用提出了“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”的概念。次年，德國在漢諾威工業(yè)博覽會上正式提出了以信息數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化為核心的“工業(yè)4.0”布局，標志著基于信息物理融合系統(tǒng)的第四次工業(yè)革命的到來。近年來，我國對物聯(lián)網(wǎng)的重視與扶持政策也不斷加碼。2010年，物聯(lián)網(wǎng)被首次寫入政府工作報告。2013年，我國首次引發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項行動計劃》。2015年，我國首次提出以制造產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為核心的“中國智造2025”的概念，標志著中國版的“工業(yè)4.0”規(guī)劃正式部署，傳統(tǒng)制造業(yè)將從自動化向物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)融合的智能化方向轉(zhuǎn)變。2020年《關(guān)于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全滿發(fā)展的通知》的下發(fā)，更是表明中國將進入“萬物智聯(lián)”的新時代。
在工業(yè)4.0的背景下，實際生產(chǎn)中的液壓物理技術(shù)與虛擬的數(shù)字信息技術(shù)相互融合將成為必然趨勢，這不僅能夠發(fā)揮液壓領(lǐng)域的物理優(yōu)勢，并且能夠兼顧信息技術(shù)的實時性和智能性。
針對伺服閥當前所存在的問題，可從三個層面考慮：針對研發(fā)人員，伺服閥的最優(yōu)控制策略需結(jié)合實際工況和實驗結(jié)果得到，這就需要傳統(tǒng)伺服閥具備工況識別和智能調(diào)節(jié)的功能；針對用戶，健康管理是復(fù)雜電液伺服閥發(fā)展的技術(shù)瓶頸，這就需要傳統(tǒng)伺服閥具備故障判斷、自我診斷、應(yīng)急措施和故障預(yù)警等功能；針對企業(yè)，產(chǎn)品的維護和升級是不可缺少的服務(wù)，遠程的維護維修與調(diào)試功能無論是在工作效率還是競爭優(yōu)勢方面都具有相當大的幫助。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，將為伺服閥在上述三個層面所存在的問題提出很好的解決思維和路徑，其技術(shù)框架如下圖2所示。
