Автореферат (Разработка и исследование электрогидравлического привода с раздельным управлением группами поршней), страница 3

Наглядное представление алгоритма коррекции.Предложенный алгоритм позволил минимизировать взаимное нагружениегрупп поршней без потери точности слежения по углу поворота и скоростивращения вала.Разработан специальный алгоритм управления, позволяющий повыситьэнергетическую эффективность привода в некоторых режимах его работы. Придостаточно больших скоростях вращения и значительных приведенных моментахинерции можно умышленно исказить управляющий сигнал, подаваемый нараспределяющие устройства и, добившись контролируемого взаимногонагружения групп поршней, снизить расход жидкости, потребляемый приводомот насосной станции при той же скорости вращения.

Снижение расходапроисходит за счет частичного заполнения рабочей камеры из сливной линиичерез обратные клапаны вместо отбора жидкости из линии нагнетания. Такжеприсутствует эффект рекуперации, когда жидкость из рабочей камеры черезобратные клапаны возвращается в линию высокого давления. Однако, в такомслучае одновременно со снижением расхода наблюдается ухудшениеравномерности вращения вала. В связи с этим поставлена и решена следующаязадача: добиться максимально возможного снижения потребляемого расхода(максимального увеличения энергетической эффективности) при непривышениизначения неравномерности скорости некоторого заданного значения. Для решениязадачи управляющий сигнал при помощи преобразования Фурье представлен ввиде суммы гармоник с весовыми коэффициентами:∑∑(((()()(())())(()()(()))))Значения весовых коэффициентов определяются в ходе решения задачиусловной оптимизации, в которой потребляемый расход являетсяминимизируемым критерием, а неравномерность скорости вращения –накладываемым условием:– критерий∫∫ ()– условие13Проведен анализ, результаты которого показали, что для описания формысигнала достаточно удерживать 7 гармоник, из которых важны только нечетныесинусные гармоники, т.к.

сигнал представляет собой нечетную функцию и егоположительная и отрицательная полуволны симметричны.Задача условной оптимизации решена при помощи математического методамодифицированной функции Лагранжа с условием типа неравенство. Блок-схемапредложенного алгоритма поиска параметров показана на Рисунке 11.Рисунок 11. Алгоритм поиска параметров.Эффективность применения алгоритма показана на примере. Врассматриваемом примере скорость вращения вала составляла 4,75 рад/с, априведенный к валу момент инерции 15 кг*м2. Как видно из Рисункаравномерность вращения не ухудшилась, а снижение потребляемого расходасоставило 15,3%.14Рисунок 12.

Результаты применения специального алгоритма управления.1.2.3.4.5.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕПредложенный привод может быть использован в системах, к которымодновременно предъявляются требования по точному позиционированиюобъектов и движению в большом диапазоне скоростей. Привод позволяетдостигать малых скоростей вращения без использования редуктора.При составлении математической модели электрогидравлического приводас раздельным управлением группами поршней динамику распределяющихустройств следует описывать упрощенно при помощи дифференциальногоуравнения второго порядка, при этом необходимо учитывать нелинейныесвойства распределяющих устройств.

Особое внимание нужно уделитьописанию следующих явлений:• Гистерезис в распределяющих устройствах, вызванный нелинейнымисвойствами магнитной системы и трением;• Несимметричность статической характеристики распределяющихустройств.Обязательным является учет упругости и люфтов в сочленениях механизма.Несмотря на высокое быстродействие обратных клапанов, превосходящеебыстродействие привода на несколько порядков, необходимо составлять егоподробную математическую модель.

Работа клапана существенносказывается на энергоэффективности всего привода.Даже при наличии существенных нелинейностей в структуре привода,присущих различным его составляющим, характеристики работы приводамогут быть улучшены за счет применения специальных корректирующихалгоритмов в сигналах управления. Наилучшие результаты достигаются привведении коррекции по разнице давлений в полостях цилиндров в моментыпрохождения поршнем мертвой точки («мягкий привод»). При этом следуетприменять непрерывные гладкие функции для изменения значенийкоэффициентов коррекции.156. В отдельных режимах работы может быть существенно повышенаэнергетическая эффективность предложенного привода путем снижениярасхода, потребляемого им от питающей насосной установки припрактически неизменных других показателях качества.

Повышениеэнергоэффективности особенно заметно при высоких скоростях вращения ибольших приведенных моментах инерции.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ ВСЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:1. Щербачев П.В., Ломакин В.О., Шумилов И.С. Математическое моделированиеэлектрогидравлического следящего привода высокоточного регулированиявращательного движения // Известия ВУЗов. Машиностроение, № 10, 2011. С.38-45. (0,4 п.л./0,1 п.л.)2. Щербачев П.В. Fluid Power and Mechatronics // Electro-hydraulic drive withseparate control of piston groups.

Харбин. 2015. pp. 498-500. (0,11 п.л./0,11 п.л.)3. Щербачев П.В. Идентификация параметров математической моделиэлектрогидравлического привода // Наука и образование - 2013 - №6. URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/574706.html (дата обращения: 10.12.2016). (0,25п.л./0,25 п.л.)4. Щербачев П.В., Семенов С.Е. Электрогидравлический привод с дроссельнымрегулированием с повышенной эффективностью // Наука и образование - 2012 №10. URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/465528.html (дата обращения:22.12.2016).

(0,5 п.л./0,25 п.л.)5. Семенов С.Е., Щербачев П.В., Тарасов О.И. Энергоэффективные системыгидравлических приводов шагающих машин: монография. Москва:Издательский дом Академии Естествознания, 2015. 114 с. (7,13 п.л./2,4 п.л.)6. Щербачев П.В., Семенов С.Е.

Сборник докладов 15 Международной научнотехнической конференциия студентов и аспирантов Гидромашины,гидроприводы и гидропневмоавтоматика // Фазовое регулированиеэлектрогидравлического привода с раздельным управлением группамипоршней. 2011. С. 23-28. (0,5 п.л./0,25 п.л.)16.