7.Имитационная модель.

Укрупненная имитационная модель представлена на рис.3а,б,в.

Составными частями имитационной модели являются следующие блоки:

– объёмная часть W;

– механическая часть M;

– дроссели Dr, Dr1, Dr2, соответствующие дросселям Др,Др₁ и Др₂ расчетной схемы:

Рис.3а.

Таким образом, соединяя у данных блоков одноименные параметры, получим (без детализации) в соответствие с расчетной схемой следующую структуру:

Рис.3б.

Учитывая все подробности, окончательно получим:

Рис.3в. Укрупнённая модель гидропривода.

Внутренняя структура объёмной части представлена на рис.4: на суммирующем элементе происходит разрешение уравнения (1) относительно , а затем по уравнению (4) определяется давление p в поршневой полости гидроцилиндра.

Рис.4. Объёмная часть.

Рис.5. Механическая часть.

Входными сигналами для механической части является сила F и разности давлений в полостях гидроцилиндров, dp(∆p). На суммирующем элементе происходит разрешение уравнения (5) относительно . После вычисляются скорость, перемещение штока гидроцилиндров и расход гидроцилиндров.

Развёрнутая структура моделей дросселей определяется уравнением (3) и представлена на рис.6.

а

б

Рис.6. Развернутая структура моделей дросселей: а – дроссель Dr, б – дроссель Dr1 и дроссель Dr2.

В модели сформирован также блок расчета К.П.Д. как отношение текущей мощности полезной нагрузки , к мощности насоса: .

В схеме предусмотрены другие дополнительные процедуры, которые необходимы для проведения модельных экспериментов. В частности предусмотрены ключи для изменения нагрузки и ключи для изменения регулирования дросселей, введен в модель графопостроитель для регистрации зависимости скорости гидродвигателя от открытия дросселя, осциллографы и др.

8. Имитационный эксперимент.

8.1. Имитация работы гидропривода при заданных параметрах.

Работа гидропривода при указанных в задании параметрах проиллюстрирована графиками на рис.7-12. Исследуемые величины отложены по осям в единицах системы СИ.

Рис.7. Положение нагрузки, y=f(t). Рис.8. Скорость перемещения нагрузки, υ_гд=f(t).

Рис.9. Давление в рабочей полости, p=f(t). Рис.10. Расход через дроссель Др, Q_др=f(t).

Рис.11. Перепад давления на дросселях Др₁ и Др₂, p₁=f(t) и p₂=f(t).

На рис.7,8 можно выделить три характерных участка движения массы m:

– разгон,

– движение к правому упору,

– столкновения нагрузки с правым упором.

Т.к. нагрузка имеет позиционную составляющую, то по мере движения массы m к правому упору, возрастает значение сил, препятствующих этому, и можно наблюдать некоторое увеличение давления в рабочих полостях гидроцилиндров, рис.9. В свою очередь увеличение перепада давления на дросселе Др вызывает рост расхода через него, , рис.10, что приводит к уменьшению расхода гидродвигателей , а следовательно к падению скорости массы m. Снижение скорости движения поршня также приводит к уменьшению расхода через дроссели Др₁ и Др₂, а следовательно и перепада давления на них, рис.11.

Результат расчета КПД привода подсчитанного в процессе работы привода представлено на рис.12.

Рис.12. КПД.

КПД привода невелико вследствие того, что часть подачи насоса сливается через дроссель Др в бак.