1. Исходная функциональная схема

Функциональная схема следящей системы представлена на рис.1.

Рис.1 Функциональная схема следящей системы с гидроприводом дроссельного управления.

На схеме приняты следующие обозначения:

где: ЗУ – задающее устройство;

∑ – сумматор;

УМЭ – электрический усилитель мощности;

ЭМП – электромеханический преобразователь;

ГУ – гидроусилитель;

ГП ДрУ – гидропривод дроссельного управления;

ОУ – объект управления;

ДОС – датчик обратной связи;

Входной сигнал х подается на задающее устройство, в котором сигнал преобразуется в напряжение U_x пропорциональное входному сигналу. Это напряжение и напряжение, пропорциональное выходному сигналу, U_y поступает в сумматор, который их сравнивает. С выхода сумматора сигнал U_δ поступает в электрический усилитель мощности, где сигнал усиливается и преобразуется в ток рассогласования i_δ . В электромеханическом преобразователе ток рассогласования i_δ преобразуется в смещение заслонки z_s гидроусилителя . Смещение заслонки z_s преобразуется в перемещение плунжера золотника х_зол . На выходе имеем перемещение штока y управляемого гидроцилиндра. Датчик обратной связи служит для измерения выходного сигнала, преобразования его в нужную форму и последующей передачи на сумматор.

2. Исходная принципиальная схема

Принципиальная схема следящей системы представлена на рис.2.

Рис.2 Принципиальная схема следящей системы с гидроприводом дроссельного управления.

Насос Н служит для подачи жидкости через обратный клапан КО и фильтр Ф из бака в гидросистему. Часть жидкости через дросселирующий гидрораспределитель Р подается на гидроцилиндр ГЦ, а часть жидкости подается на электрогидравлический усилитель золотникого типа который управляет распределителем Р.

Переливной клапан КП необходим для поддержания постоянного давления в системе. Так как давление управления меньше давления, на котором работает привод, то в линии , подходящей к электрогидравлическому усилителю, установлен редукционный клапан КР.

Манометр М служит для измерения давления в линии нагнетания и линии управления гидроусилителем соответственно.

Со штоком гидроцилиндра связан потенциометр П2, который служит для преобразования линейного положения штока в напряжение постоянного тока сигнала обратной связи, подаваемого на второй вход сумматора, расположенного в блоке управления гидроприводом (БУГ). В сумматоре сравниваются значения электрических сигналов, поступающих от потенциометра обратной связи П2 и от потенциометра П1. В зависимости от тока рассогласования на выходе блока управления гидроприводом золотника занимает определенное положение. Таким образом, за счет отрицательной обратной связи обеспечивает положение штока гидроцилиндра, пропорциональное управляющему сигналу.

3. Выбор основного оборудования силовой части системы

Из условий технического задания известны кинематические параметры объекта управления системы:

Максимальная скорость:

Максимальное ускорение:

Также из условий технического задания известны ошибки системы в установившемся режиме:

Ошибка по скорости:

Ошибка по ускорению:

Найдем минимальную допустимую добротность системы по скорости:

(1)

Подставив численные значения в формулу (1), получим:

Найдем минимальную допустимую добротность системы по ускорению:

(2)

Подставив численные значения в формулу (2), получим:

Определим частоту среза:

(3)

где: .

Подставив численные значения в формулу (3) получим:

Возьмем запас по частоте среза и определим соответствующую предельную частоту среза:

Подставив численные значения в формулу (4), получим:

Найдем добротность по ускорению, которая соответствует системе с предельной частотой среза:

(5)

Подставив численные значения в формулу (5), получим:

Найдем предельное ускорение, которое соответствует системе с предельной частотой среза:

(6)

Подставив численные значения в формулу (6), получим:

Определим расчетную эффективную площадь гидроцилиндра:

где: – масса подвижных частей двигателя;

– масса подвижных частей нагрузки;

– предельное ускорение гидроцилиндра;

– номинальное давление в гидроцилиндре;

– коэффициент запаса по нагрузке;

Масса подвижных частей нагрузки известна из технического задания:

Массу подвижных частей двигателя примем конструктивно:

Номинальное давление в гидроцилиндре примем следующим:

Так как инерционная нагрузка предположительно является преобладающей, то значение коэффициента запаса примем следующим:

Подставив численные значения в формулу (7), определим:

Исходя из геометрии гидроцилиндра, запишем эффективную площадь:

где: – диаметр поршня;

– диаметр штока.

Отношение диаметра штока к диаметру поршня примем следующим:

Необходимо выполнить следующее требование:

Тогда найдем диаметр поршня:

Подставив численные значения в формулу (9), получим:

Тогда найдем диаметр штока:

Из стандартного ряда выберем следующие диаметры поршня и штока гидроцилиндра:

Подставив выбранные значения в формулу (8), уточним эффективную площадь гидроцилиндра:

Определим максимальный расход жидкости, проходящей через гидродвигатель:

Подставив численные значения в формулу (10), получим:

Итого мы имеем:

Для обеспечение такую подачу были выбраны 4 насосов- 3 одинаковых насосов аксиально-поршневых нерегулируемых типа 310.250 и один 310.65. Параметры данных насосов указаны в табл.1. суммируем подач всех насосов и получаем

	310.250	310.56
Рабочий объём, см3:	250	56
Давление на выходе, МПа: -номинальное -максимальное	20 35
Частота вращения, об/мин: -минимальная -номинальная	400 1000	400 1200
Потребляемая мощность номинальная, кВТ	85	29
Подача номинальная, л/мин	238	80
КПД объемный, %	95
КПД общий, %	91
Масса, кг	65	17

Таблица 1