3. Электрогидравлический усилитель(эгу)

Усилителем называется устройство, в котором параметр выходного сигнала превышает параметр входного сигнала. Входным сигналом является электрический сигнал, а выходным – давление.

Исходя из технического задания (см.пункт1) выбираем электрогид-равлический усилитель типа ПЭГ–Д.

Его технические характеристики:

• давление питания (рабочее давление) – до 12 МПа;

• сопротивление – 50  550 Ом;

• изменение входного сигнала – 0 – 2 мА;

• изменение выходного сигнала – 0,2 – 10 Мпа;

• время срабатывания – 0,01  2 с.

Так как ЭГУ является усилителем, то он имеет передаточную функцию усилительного звена, т. е. равен коэффициенту усиления К_УС.

W_ЭГУ(p)= К_УС.

W_ЭГУ(p) = = 5 ∙ 10⁹ (3)

3. Силовой цилиндр (гидродвигатель)

Из технического задания (ТЗ) (см. пункт 1) мы задались диаметром

цилиндра. Он равен d_Ц = 200 мм = 0,2 м . И рабочим давлением -12 Мпа.

Выбираем гидродвигатель Ц 200, его технические характеристики:

- диаметр цилиндра – 0,2 м;

• скорость перемещения поршня – до 6,3 см/с;

- диаметр штока – 0,15 м;

- усилие на штоке – 314 кН;

- длина хода – 0,8 м;

- расход рабочей жидкости – 12 л/мин;

- механический КПД – 0,93.

Передаточная функция (ПФ) гидроцилиндра находится по формуле:

W_СЦ(p) = (4)

А постоянные времени равны:

Т_д1= Т_д2= (5)

где k_д– постоянная гидродвигателя

Т_д - постоянная времени гидродвигателя

- коэффициент демпфирования

Для того, чтобы не было зон застоя и смягчить гидравлический удар об дно цилиндра, примем коэффициент демпфирования равной единицы,тогда получим: ξ= 1

W_СЦ(p) = (6)

Исходя из формулы (5):

Т_д = Т_д1= Т_д2(7)

Рассчитаем постояную времени по формуле:

Т_д=(8)

где V- рабочий объем (V= 0,025 м³);

Е – коэффициент объемной упругости ( для трасформаторного масла он равен 1,768МПа);

K_у - коэффициент, характеризующий утечки (K_у = 0,005);

K_ω- коэффициент жидкостного трения в напорной трубе (K_ω= 0,018).

Тогда согласно формуле (8) рассчитаем Т_д:

Т_д= 0,0114 с

Постоянная гидродвигателя будет равна

K_д == 51,12 (9)

Тогда получим, из формулы (6), что передаточная функция равна:

W_СЦ (p) = (10)

Силовой цилиндр является объектом управления.

4. Структурная схема локальной системы и исследование ее на устойчивость

4.1. Структурная схема неизменяемой части

Неизменяемой частью системы называется те элементы, которые при замене вызовут изменения в данной системе. В нашем случае – это все элементы, кроме микропроцессора. Неизменяемая часть характеризует точность работы локальной системы.

В пункте 3 мы нашли передаточные функции всех элементов системы.

К неизменяемой части системы относятся:

• Электрогидравлический усилитель ЭГУ;

- Силовой цилиндр;

- Фотоэлектрический датчик ФЭД;

Найдем передаточную функцию неизменяемой части:

W_НЧ (p) = W(p)_ЭГУ W(p)_СЦ W_ФЭД (11)

Подставим числовые значения:

W_НЧ (р) =(12)

На рисунке 5 приведена структурная схема ЧПУ.