12 Анализ и синтез динамической линеаризованной модели следящего гидропривода

Цель анализа и синтеза динамической модели следящего гидропривода с дроссельным и объемным регулированием скорости – проверить устойчивость работы гидропривода по характеру переходного процесса и при необходимости определить параметры корректирующих устройств.

Гидроприводы, оснащенные гидроаппаратурой с пропорциональным электрическим управлением, имеют стандартные узлы: электронный усилитель – сумматор БУ2110 и пропорциональный магнит ПЭМ6. Передаточные функции указанных гидроаппаратов:

_{Дросселирующий распределитель с пропорциональным электрическим управлением состоит из следующих элементов: пропорционального электромагнита ПЭМ6, гидравлического моста и цилиндрического золотника, выполняющего функции двух дросселей, установленных на входе и выходе из исполнительного органа привода.}

_{Передаточная функция гидравлического моста с обратной связью}

где Кп – коэффициент передачи,

;

Расход через сопло при среднем положении заслонки

где  - коэффициент расхода, =0,7;

d_с – диаметр сопла (см. табл. 5.3);

х₀ – максимальное смещение заслонки (см. табл. 5.3);

_{Рк – командное давление, подводимое к элементу “сопло-}

_{заслонка” ,.}

_.

_{Коэффициенты усиления:}

_{по расходу -}

_;

_.

_{по давлению –}

;

.

Коэффициент обратной связи (см. табл. 5.2)

Эффективная площадь основного золотника

,

где d_з – диаметр золотника.

_{Динамическая жесткость потока жидкости в щели золотника}

_{где РА – расчетное давление на выходе из насоса.}

_{Постоянная времени гидравлического моста}

_,

_{где m3– масса золотника,(mзадается в таблице 5.3 в}

_{килограммах , т.е. необходимо принять m9,81).}

_{Относительный коэффициент демпфирования колебаний}

_{где f– приведенный коэффициент вязкого трения,.}

_{Передаточная функция золотника}

_{Значение Кз определяется:}

_{где Q– подводимый к дросселирующему распределителю расход.}

_{Следовательно, передаточная функция распределителя с пропорциональным электрическим управлением (электрогидроусилителя)}

_;

_.

_{Передаточная функция гидроцилиндра}

_{где Кгц – коэффициент передачи,}

_;

_{Постоянная времени гидроцилиндра}

_,

_{где m– масса подвижных частей (поршня со штоком и рабочего органа машины,(mзадается в килограммах , т.е. необходимо принятьm9,81).}

_{Сгц – коэффициент динамической жесткости гилроцилиндра,}

_{где Епр – приведенный модуль упругости стенок гидроцилиндра и жидкости,}

_{Lгц – длина хода поршня гидроцилиндра.}

_;

_.

_{Относительный коэффициент демпфирования колебаний}

_{где f– приведенный коэффициент вязкого трения,.}

_{Передаточная функция гидроцилиндра может быть представлена:}

_;

Передаточная функция обратной связи по скорости

Обратная связь обеспечивается тахогенератором, например ТД – 101. Его ротор связан с выходным валом (штоком) исполнительного органа привода зубчатой передачей, обеспечивая на выходе при максимальной заданной скорости +24 В. На вход усилителя – сумматора подается напряжение +24 В.

Тогда передаточная функция обратной связи

Wо.с (Ps) = Kо.с = 1.

Передаточные функции корректирующих устройств

Для повышения запаса устойчивости системы и улучшения качества переходного процесса в систему вводится параллельная коррекция с помощью дифференцирующих звеньев, имеющих следующие передаточные функции:

где Т₁ и Т₂ – постоянные времени корректирующих устройств,

в начальной стадии исследования устойчивости системы можно принять Т₁= Т₂=0,1с.

Модель системы изображена на рисунке 4, переходный процесс на рисунке 5.

Рисунок 4 – Модель динамической линеаризованной модели гидропривода

Рисунок 5 – Переходный процесс САУ РЭП

ВЫВОДЫ

В данной работе был разработан гидропривод с дроссельным регулированием скорости. Была спроектирована принципиальная схема с отражением трубопроводов. Произведен анализ и синтез динамических характеристик линеаризованной модели привода.