В полученном выражении разделим числитель и знаменатель на

В итоге, получим передаточную функцию ДГП W(s)=k_qPW_ВК(s), приведённую ниже, в которой постоянная времени T_M=I_Hk_qP/(A_пl)

Т_М – характеризует темп нарастания скорости штока.

Обозначим

С учётом полученных соотношений, передаточная функция ДГП примет вид

Привод обладает астатизмом первого порядка, т.е. не имеет ошибки по положению.

Структурная схема силового ДГП в общем случае.

В общем случае нагружения, когда k_ш, k_ВТ, I_H0 , частотные характеристики и передаточную функцию ДГП можно получить на основании анализа логарифмических амплитудно-частотных характеристик (ЛАЧХ) ДГП.

1/Т_ГП

1/W_oc

Передаточная функция ДГП при нагружении полного комплекса составляющих примет вид

Сравнивая эту передаточную функцию с передаточной функцией при k_Ш=0, видим, что появление в нагрузке шарнирного момента приводит к потере приводом астатизма и появлении в приводе при отработке командного сигнала ошибки по положению штока (вала).

Основные технические характеристики привода.

При эксплуатации ДГП оперируют основными техническими характеристиками:

- максимальный момент на валу привода М_м, Нм,

- максимальная скорость выходного вала _m, 1/c,

- максимальный расход жидкости Q_н, л/с,

- максимальная мощность привода N_m, Вт,

- давление питания привода Р_н, МПа,

- максимальное перемещение штока Y_max, м,

- время работы t, c.

Элементы управления электрогидравлического привода.

В состав элементов управления приводом входят:

-усилитель мощности (УМ),

-электромеханический преобразователь (ЭМП),

-гидроусилитель (ГУ).

Усилитель мощности.

УМ в контуре привода выполняет следующие функции:

-суммирование сигналов управления, по крайней мере двух (U_вх и U_ос),

-усиление сигнала управления в заданное число k_у раз для необходимого превышения полезного сигнала над шумом и обеспечения запаса устойчивости контура привода,

-согласования электронной части привода со входом ЭМП.

В качестве УМ в настоящее время применяются операционные усилители мощности, т.е. операционные усилители имеющие достаточно мощный выход, порядка 1…4 Вт. Суммирование входных сигналов в этом случае происходит на входных сопротивлениях с различными регулируемыми коэффициентами усиления. После суммирования внутри усилителя формируется сигнал ошибки

В УМ сигнал ошибки усиливается в k_у раз. При этом выходной сигнал по времени запаздывает относительно входного на время постоянной времени обмотки управления ЭМП, содержащей активное и индуктивное сопротивления. Для выходной цепи УМ на основании закона Ома можно записать:

откуда получается выражение для передаточной функции УМ:

На основании полученной передаточной функции структурная схема УМ имеет вид:

U

I_У

Постоянная времени УМ Т_У характеризует динамику изменения параметров усилителя. Введением обратной связи по току величину постоянной времени можно существенно уменьшить. На начальных этапах проектирования постоянной времени усилителя можно пренебречь.

Следует отметить, что УМ является основным элементом, позволяющим наиболее просто изменять коэффициент усиления контура привода, обеспечивая заданную устойчивость привода или улучшение качества регулирования.

Электромеханический преобразователь.

ЭМП служит для преобразования электрических сигналов в пропорциональное механическое перемещение управляющего органа, коммутирующего поток жидкости гидроусилителя между приёмными каналами силового исполнительного механизма. Эту функцию выполняет маломощный моментный мотор (поляризованное электромеханическое реле) в аналоговых приводах или шаговый двигатель в дискретных приводах.

ЭМП состоит из якоря, магнитной цепи, постоянного магнита для обеспечения постоянной ориентировки якоря и обмоток управления, где создаётся управляемый магнитный поток, взаимодействующий с магнитным потоком постоянного магнита и обеспечивающий перемещение якоря в заданном направлении и на заданную величину.

N

S

I_У

2

1

4

ОУ

3

Н

k_УU

На схеме обозначено: 1-якорь ЭМП, 2-статор, 3-упругий элемент, 4-постоянный магнит, 5-заслонка, k_УU-напряжение, приложенное к обмоткам ЭМП, I_У-ток в обмотках ЭМП.

Входным управляющим сигналом для ЭМП является ток I_У управления в обмотках ЭМП. Выходным параметром является перемещение торца якоря h, т.е. статическая зависимость для ЭМП будет h=f(I_У). При появлении в обмотке управления тока I_У за счёт взаимодействия магнитных потоков в якоре ЭМП возникает момент

г

де k_M – коэффициент пропорциональности. Движущий момент уравновешивается противодействующими моментами, которые имеют следующий состав:

где I_Э-момент инерции подвижных частей ЭМП относительно центра вращения органа управления ЭМП, k_Э-коэффициент вязкого трения в подвижной системе ЭМП, с_Э-жёсткость пружины ЭМП, -угол отклонения якоря ЭМП. Угол отклонения якоря ЭМП связан с перемещением заслонки h через величину рычага (длину трубки упругого элемента ЭМП). Если к приведённуму уравнению движения якоря ЭМП применить преобразование Лапласа при нулевых начальных условиях, то можно написать уравнение ЭМП в операторной форме:

о ткуда, после несложных преобразований, можно получить передаточную функцию и структурную схему

I_У

h

где постоянная времени ЭМП определяется соотношением:

к оэффициент демпфирования равен:

а коэффициент передачи ЭМП: