Диссертация (Улучшение динамических свойств и исследование рабочих процессов авиационного рулевого гидропривода с комбинированным регулированием скорости при увеличении внешней нагрузки), страница 18

Приэтом перепад давления в 50 атм. на клапане реверса позволяетобеспечить эффективную работу привода при сохранении хорошихэнергетических показателей. Для расширения диапазона амплитуд входных сигналов, для которыхтребуется улучшение динамических характеристик, необходимоувеличивать область дроссельного регулирования скорости выходногозвена путем повышения минимальных оборотов электродвигателя исоздания на клапане реверса избыточного давления. Одним извозможных решений является повышение минимальных оборотовдвигателя с целью создания избыточного давления перед клапаномреверса. Однако при этом способе возрастает энергопотреблениепривода для всего диапазона входных сигналов.7.4.

Выводы1.Принагруженииэлектрогидравлическогоприводаскомбинированным регулированием скорости происходит сокращение областипреимущественно дроссельного регулированияскорости и, как следствие,ухудшение его частотных характеристик, особенно при малых амплитудахуправляющего сигнала.1402. Предлагаемое автором решение по доработке алгоритмов управленияприводом обеспечивает расширение области дроссельного регулированияскорости выходного звена за счет увеличения начального давления на входеклапана реверса Pn. Например, при увеличении Pn с 50 атм., применяемого визвестном варианте настройки до 100атм., привод сохраняет высокиединамические характеристики вплоть до 40%-ной величины нагружениявыходного звена.

Однако при этом ухудшаются энергетические показателипривода: потребляемая в режиме удержания нагруженного выходного звенамощность возрастает в 3,3 – 1,2 раза, особенно при малых величинах нагрузок.3. Для минимизации амплитудных и фазочастотных искажений,вносимых приводом при отработке гармонического сигнала при работе поднагрузкой, необходимо использовать схемное решение, способное сохранитьвсе преимущества приводов с комбинированным регулированием скорости почасти энергетической эффективности и улучшить с требуемой степенью егодинамические характеристики. Таким решением является цифровой регулятор,входящий в блок управления приводом и обеспечивающий комплексноеуправление приводом по трём координатам состояния - перемещениюзолотника клапана реверса, скорости вращения вала электродвигателя иперепаду давления на клапане реверса.

Это схемное решение обеспечиваетсохранение высоких динамических характеристик привода в требуемомдиапазоне рабочих нагрузок, обладает гибкой настройкой и возможностьюобеспечить умеренное энергопотребление.4.Разработанноеэлектрогидравлическогоновоесхемноерулевогорешениеприводасблокауправлениякомбинированнымрегулированием скорости позволяет настраивать его выходные характеристики,такие как диапазон нагрузок, для которых требуется улучшение частотныххарактеристик, степень улучшения частотных характеристик в области малыхамплитуд входных сигналов, ограничивать энергопотребление.5.

Гибкость настройки параметров управления приводом позволяетнастраивать его работу под требования системы управления ЛА вплоть до141динамической подстройки по фактическому режиму полета, что делает привод,по сути, адаптивным.6. Разработанная корректирующая структура использует сигналы двухдатчиков перепада давления: на насосе и в полостях гидроцилиндра. Этидатчики, помимо указанной функции, используются и в других сервисныхалгоритмах привода, в частности они задействованы в системе встроенногоконтроля, т.е. корректирующая структура не увеличивает номенклатуруприводного оборудования и не является избыточной.8.

Представленные алгоритмы позволяют автоматически подстраиватьвходное давление на клапане реверса в соответствии с табличной функции, чтоне требует предварительной настройки привода.9. Установлены соответствия между способами преимущественногорегулирования скорости выходного звена и частотными характеристикамипривода. Данная оценка позволяет определять диапазон областей, для которыхизменение параметров настройки и сами параметры, будут наиболееэффективными.10. Определено качественное влияние параметров настройки базовойсхемы ЭГРП-КРС на его динамические и энергетические характеристики.Выработанырекомендациипонастройкеивыборупараметровкорректирующего модуля.11. Установлено, что величина перепада давления в 50 атм.

на клапанереверса достаточна для обеспечения эффективной работы привода поднагрузкой при условии ее поддержания.12. Рекомендуемый диапазон значений настройки ОДРК составляет0.4...0.7.142ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1.Длядинамическихрешенияпроблемыобеспечениявысококачественныххарактеристик привода с электрическим энергетическимканалом в зоне малых амплитуд сигналов управления целесообразноиспользовать приводы с комбинированным регулированием скорости.Дляулучшениячастотныххарактеристиктакогоприводапринагружении его выходного звена постоянной или медленно меняющейсянагрузкой, предлагается осуществлять дополнительное управление приводнымэлектродвигателем по перепаду давления на клапане реверса в зависимости отвеличины нагрузки. Указанная система обеспечивает управление рулевымиповерхностями при амплитудах сигналов управления от 0.2 до 5% 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 дает возможность управлять рабочими процессамипривода, изменяя их под конкретные требования системы управления самолетавплоть до динамической подстройки по фактическому режиму полета.3.

Для оценки влияния настроек параметров управления приводом 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 ивеличину нагрузки Fn. С этой точки зрения для решения задачи выбора143параметров настройки рекомендуется использовать разработанную авторомметодологию трёхмерного графического представления зависимости частотныххарактеристик привода от амплитуды управляющего сигнала.4. Трехмерное графическое представление областей преимущественногоспособа регулирования скорости выходного звена, получаемое на основаниифазочастотных и амплитудно-частотных характеристик привода, позволяетосуществлять настройку блока управления приводом в соответствии стребованиями к диапазону амплитуд входных сигналов и полосе частотизменения управляющего сигнала.5.

В результате исследования определено влияние параметров настройкиблокауправленияэлектрогидравлическимрулевымприводомскомбинированным регулированием скорости (КРС) на его динамические иэнергетические характеристики и получены рекомендации по настройкеразработанной автором системы регулирования скорости выходного звена,улучшающей характеристики привода с КРС при увеличении внешнейнагрузки.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;малыхулучшение частотных характеристик привода в областивходныхсигналовцелесообразнопроизводитьнастройкой144коэффициента относительного диапазона регулирования клапана реверса(ОДРК). Рекомендуемые значения коэффициента ОДРК=0.4...0.7.145Литература[1]Алексеенков А.С. Разработка демонстрационного стенда длядвухрежимного электрогидравлического привода // Московская молодёжнаянаучно-практическая конференция «Инновации в авиации и космонавтике –2013», Сборник тезисов докладов. Москва, МАИ, 2013[2]Алексеенков А.С., Молодяков Д.С. Разработка программногообеспечения для гидравлических стендов на основе технологии LabView // 11-яМеждународная конференция «Авиация и космонавтика – 2012».

Тезисыдокладов. – СПб.: Мастерская печати, 2012. – 385 с. МАИ, 2012[3]Алексеенков А.С., Найденов А.В., Селиванов А.М. Оценка областидроссельного регулирования в приводе с комбинированным регулированиемскоростивыходногозвена//ИзвестияТульскогогосударственногоуниверситета. Технические науки, вып. 5, ч. 1, Тула: изд-во ТугГУ, 2011[4]Алексеенков А.С., Найденов А.В., Селиванов А.М. Перспективыразвития автономных электрогидравлических приводов // Известия Тульскогогосударственного университета.

Технические науки, вып. 5, ч. 1, Тула: изд-воТугГУ, 2011[5]Андреев А.Б., Верклов И.Н., Федосеева Н.В.. Рулевые приводырационально электрофицированных маневренных и транспортных самолетовпятого поколения // МГТУ им. Н.Э.Баумана, каф.Э10[6]Вашкевич О.В., Ермаков С.А., Живов Ю.Г., Квасов Г.В.,Константинов Г.С., Кувшинов В.М., Кузнецов В.Е., Митриченко А.Н., ПетровВ.Н., Редько П.Г., Селиванов А.М., Хомутов В.С.. Концепция развития системрулевыхприводовперспективныхсамолетов//СборниктезисовIXмеждународного научно-технического симпозиума «Авиационные технологииXXI века ASTEC’07», ЦАГИ, г.