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空气物理性质
空气的组成：
成分
氮 氧 氩 二氧化碳 其他
体积（%） 78.09 20.95 0.93 0.03 0.078
重量（%） 75.53 23.14 1.28 0.05 0.075
空气的密度：
空气具有一定的质量，质量常用密度来表示。密度是单位体积内空气的质量，用ρ表示。
ρ=M/V
式中M、V分别为气体的质量与体积。
空气的粘度：
空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气粘度的变化只受温度变化的影响，而压力变化
对其影响甚微，可忽略不记。
空气的运动粘度与温度的关系：
t(oC) 0 5 10 20 30 40 60 80 100
v(m2s-1) 0.136 0.142 0.147 0.157 0.166 0.176 0.196 0.21 0.238 (10-4)
空气的压缩性与膨胀性：
当气体的压力变化时体积随之改变的性质称为气体的压缩性；气体因温度变化体积随之改
变的性质称为气体的膨胀性。空气的压缩性和膨胀性都远大于液体的压缩性和膨胀性。气体的
体积随温度和压力的变化规律服从气体状态方程。
气动控制系统设计计算
气动控制系统的设计步骤
气动控制系统是由电气信号处理部分和气压功率输出部分所组成的闭环控制系统。通常，气动控制系统的设计步骤为：
1）明确气动控制系统的设计要求；
2）确定控制方案，拟定控制系统原理图；
3）确定气压控制系统动力元件参数，选择反馈元件；
4）计算控制系统的动态参数，设计校正装置并选择元件。
气动伺服元件
气动伺服阀的结构原理
气压伺服阀与液压伺服阀在原理上是基本相同的。图42.7-18所示是一种力反馈电-气伺服阀的结构图，其前置级为喷嘴挡板阀，功率级为滑阀式阀。
由于气压喷嘴挡板阀的固有频率低，气压伺服阀易产生振荡，因此有必要对气压伺服阀进行某些特性补偿。图42.7-18中，滑阀两端通过固定节流孔加设的阻尼气室，是为了对滑阀振动给予阻尼。在这种伺服阀中，除了用阻尼气室进行补偿以外，还在滑阀两端装入特性补偿用的弱弹簧，这种弹簧补偿的办法是相当有效的，气压伺服阀的频宽约为200Hz。
气动比例、伺服控制
气动比例伺服控制系统是由电气信号处理部分和气动功率输出部分所组成的闭环控制系统。
气动比例、伺服控制系统与液压比例、伺服控制系统比较有如下特点：
1）能源产生和能量储存简单。
2）体积小、重量轻。
3）温度变化对气动比例、伺服机构的工作性能影响很小。
4）气动系统比较安全，不易发生火灾，并且不会造成环境污染。
5）由于气体的可压缩性，气动系统的响应速度低，在工作压力和负载大小相同时，液压系统的响应速度约为气动系统的50倍。同时，液压系统的刚度约为相当的气动系统的400倍。
6）由于气动系统没有泵控系统，只有阀控系统，阀控系统的效率较低。阀控液压系统和气动伺服系统的总效率分别为60%和30%左右。
7）由于气体的粘度很小，润滑性能不好。在同样加工精度情况下，气动部件的漏气和运动副之间的干摩擦相对较大，负载易出现爬行现象。
综合分析，气动控制系统适用于输出功率不大（气动控制系统的极限功率约为4kW），动态性能要求不高，工作环境比较恶劣的高温或低温，并对防火有较高要求的场合。
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空气的组成：
成分
氮 氧 氩 二氧化碳 其他
体积（%） 78.09 20.95 0.93 0.03 0.078
重量（%） 75.53 23.14 1.28 0.05 0.075
空气的密度：
空气具有一定的质量，质量常用密度来表示。密度是单位体积内空气的质量，用ρ表示。
ρ=M/V
式中M、V分别为气体的质量与体积。
空气的粘度：
空气质点相对运动时产生阻力的性质。空气粘度的变化只受温度变化的影响，而压力变化
对其影响甚微，可忽略不记。
空气的运动粘度与温度的关系：
t(oC) 0 5 10 20 30 40 60 80 100
v(m2s-1) 0.136 0.142 0.147 0.157 0.166 0.176 0.196 0.21 0.238 (10-4)
空气的压缩性与膨胀性：
当气体的压力变化时体积随之改变的性质称为气体的压缩性；气体因温度变化体积随之改
变的性质称为气体的膨胀性。空气的压缩性和膨胀性都远大于液体的压缩性和膨胀性。气体的
体积随温度和压力的变化规律服从气体状态方程。
气动控制系统设计计算
气动控制系统的设计步骤
气动控制系统是由电气信号处理部分和气压功率输出部分所组成的闭环控制系统。通常，气动控制系统的设计步骤为：
1）明确气动控制系统的设计要求；
2）确定控制方案，拟定控制系统原理图；
3）确定气压控制系统动力元件参数，选择反馈元件；
4）计算控制系统的动态参数，设计校正装置并选择元件。
气动伺服元件
气动伺服阀的结构原理
气压伺服阀与液压伺服阀在原理上是基本相同的。图42.7-18所示是一种力反馈电-气伺服阀的结构图，其前置级为喷嘴挡板阀，功率级为滑阀式阀。
由于气压喷嘴挡板阀的固有频率低，气压伺服阀易产生振荡，因此有必要对气压伺服阀进行某些特性补偿。图42.7-18中，滑阀两端通过固定节流孔加设的阻尼气室，是为了对滑阀振动给予阻尼。在这种伺服阀中，除了用阻尼气室进行补偿以外，还在滑阀两端装入特性补偿用的弱弹簧，这种弹簧补偿的办法是相当有效的，气压伺服阀的频宽约为200Hz。
气动比例、伺服控制
气动比例伺服控制系统是由电气信号处理部分和气动功率输出部分所组成的闭环控制系统。
气动比例、伺服控制系统与液压比例、伺服控制系统比较有如下特点：
1）能源产生和能量储存简单。
2）体积小、重量轻。
3）温度变化对气动比例、伺服机构的工作性能影响很小。
4）气动系统比较安全，不易发生火灾，并且不会造成环境污染。
5）由于气体的可压缩性，气动系统的响应速度低，在工作压力和负载大小相同时，液压系统的响应速度约为气动系统的50倍。同时，液压系统的刚度约为相当的气动系统的400倍。
6）由于气动系统没有泵控系统，只有阀控系统，阀控系统的效率较低。阀控液压系统和气动伺服系统的总效率分别为60%和30%左右。
7）由于气体的粘度很小，润滑性能不好。在同样加工精度情况下，气动部件的漏气和运动副之间的干摩擦相对较大，负载易出现爬行现象。
综合分析，气动控制系统适用于输出功率不大（气动控制系统的极限功率约为4kW），动态性能要求不高，工作环境比较恶劣的高温或低温，并对防火有较高要求的场合。