Автореферат (Улучшение динамических свойств и исследование рабочих процессов авиационного рулевого гидропривода с комбинированным регулированием скорости при увеличении внешней нагрузки), страница 4

Гибкостьнастроек параметров управления позволяет осуществлять подстройку работыпривода при изменении режимов полёта самолёта.Важными обобщёнными параметрами разработанной системырегулирования являются следующие параметры: давление на входе клапана реверса Po; коэффициента настройки относительного диапазона регулированияклапана реверса (ОДРК) KO; табличная функция настройки коррекции по перепаду давления взависимости от величины нагрузки f(|Pd|);17ограничители на добавочную величину сигнала на мехатронный модульU1no и U2no;начальное (добавочное) напряжение мехатронном модуле Uno;коэффициент обратной связи по давлению KOSP.Рис.

6. ЛAФЧХ двух вариантов настройки электрогидравлическогорулевого привода с комбинированным регулированием скорости: сприменением разработанной коррекции по перепаду давления на клапанереверса Pdkr (индекс Kd) и известной ранее схемы ( ) при Fn=0.2*Fn(max)для амплитуд входных сигналов 5%, 1% и 0.2%Качественное влияние основных параметров настройки блокауправления приводом можно оценить по графическим портретам - критериям,представленным на рисунке 8. Настройка, соответствующая приводу скомбинированным регулированием без дополнительной подстройки поперепаду давления на клапане реверса Pdkr, показана в центре и соответствуетРо=50 атм., ОДРК=0.6.

При уменьшении, например, коэффициента ОДРК посравнению с базовой настройкой, увеличивается чувствительность привода вобласти малых амплитуд входных сигналов, незначительно уменьшается общееэнергопотребления при прежней полосе пропускания.В результате исследования режимов работы привода с разработаннойсистемой управления было установлено, что в приводе с комбинированнымрегулированием скорости выходного звена, но без дополнительного регуляторапри появлении нагрузки происходит сокращение области преимущественнодроссельного регулирования скорости и, как следствие, ухудшение егочастотных характеристик при малых амплитудах управляющего сигнала. В этом18режиме динамика привода, в основном, определяется контуром регулированияподачи насоса.Рис.

7. Качественное влияние основных параметров настройки приводаКак было сказано ранее, предлагаемое автором решение обеспечиваетрасширение области преимущественно дроссельного регулирования скоростивыходного звена за счет управления перепадом давления на клапане реверсаPdkr вместо установки фиксированного начального давления на входе клапанареверса Po, применяемого ранее при настройке привода. Данный способпозволяет улучшить динамические характеристики привода, на которыеоказывает влияние контур управления клапаном реверса.Стоит отметить, что при использовании нового алгоритма управленияприводом сохраняется его умеренное энергопотребление. Например, приувеличении начального давления Po с 50 атм., применяемого в базовом вариантенастройки до 100 атм., с целью расширения области преимущественнодроссельного регулирования скорости, привод сохраняет высокие динамическиехарактеристики вплоть до 40%-ной величины нагрузки на выходном звене.Однако потребляемая таким приводом мощность (без учета потерь в блокеуправления мехатронным модулем) в режиме удержания нагруженноговыходного звена, возрастает в 1.2-3.3 раза, особенно при малых величинахнагрузки, что негативно сказывается на энергетических свойствах привода вцелом.

Применение новых алгоритмов управления и коррекции по перепадудавления на клапане реверса Pdkr увеличивает потребляемую мощность вуказанных областях лишь в 1.2-2 раза по сравнению со схемой бездополнительной подстройки по перепаду давления на клапане реверса.19ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1. Для решения проблемы обеспечения высококачественных (на уровнетиповых рулевых приводов с дроссельным регулированием скорости)динамических характеристик привода с электрическим энергетическим каналомв зоне малых амплитуд сигналов управления целесообразно, по мнению автора,использовать приводы с комбинированным регулированием скорости.Для улучшения частотных характеристик такого привода принагружении его выходного звена постоянной или медленно меняющейсянагрузкой, предлагается осуществлять дополнительное управление приводнымэлектродвигателем по перепаду давления на клапане реверса Pdkr в зависимостиот величины нагрузки.

Указанная система обеспечивает управление рулевымиповерхностями при малых (до 5%) амплитудах входных сигналов сфазочастотными и амплитудно-частотными искажениями, не превышающимианалогичные показатели типовых рулевых гидроприводов с дроссельнымрегулированием скорости. Проведенное в работе исследование указанногонового схемного решения показывает его эффективность.2. Решение, предлагаемое автором, позволяет обеспечивать требуемыепоказатели динамики привода с комбинированным регулированием скорости вразличных диапазонах изменения балансировочных и медленно меняющихсянагрузок на рулевых поверхностях и повышать чувствительность привода вобласти малых амплитуд входных сигналов. Гибкость настроек параметровпредлагаемой системы регулирования дает возможность управлять рабочимипроцессами привода, изменяя их под конкретные требования системыуправления самолета вплоть до динамической подстройки по фактическомурежиму полета.3.

Для оценки влияния параметров управления привода скомбинированнымрегулированиемскоростинаегодинамическиехарактеристики рекомендуется одновременно оценивать несколько координатсостояния, таких как начальное давление на клапане реверса Po, минимальноенапряжение на входе мехатронного модуля Uno, значение коэффициентанастройки относительного диапазона регулирования клапана реверса ОДРК,величину нагрузки Fn и др. С этой точки зрения для решения задачи выборапараметров настройки рекомендуется использовать разработанную авторомметодологию трёхмерного графического представления зависимости частотныххарактеристик привода с комбинированным регулированием скорости отамплитуды управляющего сигнала. Предлагаемое трехмерное графическоепредставление областей преимущественного способа регулирования скоростивыходного звена, получаемое на основании фазочастотных и амплитудночастотных характеристик привода, позволяет упростить настройку блокауправления приводом в соответствии с требованиями к диапазону амплитуд иполосе частот управляющего сигнала.4.

В результате исследования определено влияние параметровнастройки блока управления электрогидравлическим рулевым приводом скомбинированным регулированием скорости (КРС) на его динамические и20энергетические характеристики и получены рекомендации по настройкеразработанной автором системы регулирования скорости выходного звена,улучшающей характеристики привода с КРС при увеличении внешней нагрузки.Проведенные в работе исследования показали, что:высококачественные (на уровне типовых рулевых приводов сдроссельным регулированием скорости) частотные характеристикиприводов с комбинированным регулированием скорости наблюдаются вобластях, составляющих 0.25-6% от максимальной амплитуды входногосигнала.

Расширение диапазона амплитуд возможно за созданиядополнительного перепада давления на клапане реверса, что ухудшаетэнергетические свойства привода;величина перепада давления в 50 атм. на клапане реверсадостаточна для обеспечения требуемых динамических показателейпривода в области малых (0.25-6%) амплитуд входных сигналов присохранении хороших энергетических показателей;улучшение частотных характеристик привода в области малыхвходныхсигналовцелесообразнопроизводитьнастройкойкоэффициента относительного диапазона регулирования клапанареверса(ОДРК).РекомендуемыезначениякоэффициентаОДРК=0.4...0.7.ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫПубликации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ1.

Алексеенков А.С., Найденов Н.В., Селиванов А.М. Перспективыразвития автономных электрогидравлических приводов // Известия Тульскогогосударственного университета, Технические науки, вып. 5, ч. 1, Тула: изд-воТугГУ, 2011 г. -C. 359-364.2. Алексеенков А.С., Найденов Н.В., Селиванов А.М. Оценка областидроссельного регулирования в приводе с комбинированным регулированиемскорости выходного звена // Известия Тульского государственногоуниверситета, Технические науки, вып. 5, ч.

1, Тула: изд-во ТугГУ, 2011 г. -C.299-303.3. Алексеенков А.С., Найденов Н.В., Селиванов А.М. Развитиеавиационных автономных электрогидравлических приводов // ВестникМосковского авиационного института, № 1, 2012 г., т. 19. -C. 43-48.4. Алексеенков А.С. Исследование характеристик и рабочих процессовавтономного электрогидравлического рулевого привода с комбинированнымрегулированием скорости // Современные проблемы науки и образования. –2014. – № 2; URL: http://www.science-education.ru/116-12896Публикации в других изданиях1.

Алексеенков А.С., Молодяков Д.C. Разработка программногообеспечения для гидравлических стендов на основе технологии LabView // 11-я21Международная конференция «Авиация и космонавтика – 2012».13–15 ноября2012 года. Москва. Тезисы докладов. – СПб.: Мастерская печати, 2012. – 385 с.МАИ, 2012 г.-C. 40-41.2. Алексеенков А.С. Разработка демонстрационного стенда длядвухрежимного электрогидравлического привода // Московская молодёжнаянаучно-практическая конференция «Инновации в авиации и космонавтике –2013», Сборник тезисов докладов.

Москва, МАИ, 16–18 апреля 2013 г. -C. 9-10.3. I. Ogoltsov, S. Samsonovich, A. Selivanov, A. Alekseenkov Newdevelopments of powered electrohydraulic and electromechanical actuators for themore electrical aircraft / ICAS 2014 PROCEEDINGS22.