Автореферат (1025719)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиУДК 62-822Щербачев Павел ВладимировичРАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГОПРИВОДА С РАЗДЕЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ГРУППАМИПОРШНЕЙСпециальность 05.04.13 – Гидравлические машины и гидропневмоагрегатыАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата технических наукМосква. 2017Работа выполнена вфедеральном государственном бюджетномобразовательномучреждениивысшегообразования«Московскийгосударственныйтехническийуниверситетим.Н.Э.Баумана»(национальный исследовательский университет)Научный руководитель:кандидат технических наук, доцентСеменов Станислав Евгеньевич,заведующий кафедрой «Гидромеханика,гидромашины и гидро- пневмоавтоматика»МГТУ им.

Н.Э. БауманаОфициальные оппоненты: доктор технических наук, профессор кафедры702 «Системы приводов авиационнокосмической техники» ФГБОУ ВО МАИ(Национальный исследовательскийуниверситет) Ермаков Сергей Александрович;кандидат технических наук, профессоркафедры «Гидромеханики и Гидравлическихмашин им. В.С. Квятковского» ФГБОУ ВОМЭИ (Национальный исследовательскийуниверситет)Голубев Владимир ИвановичВедущее предприятие:ОАО «Центральный научно-исследовательскийинститут автоматики и гидравлики»Защита диссертации состоится «07» июня 2017 г.

в 14 час. 30 мин. назаседании диссертационного совета Д 212.141.16 при Московскомгосударственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу:105005, Москва, Лефортовская наб., д.1С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МГТУ им. Н.Э.Баумана и на сайте www.bmstu.ru.Ваш отзыв на автореферат в 2 экз., заверенных печатью учреждения, просимнаправлять по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауманская улица, д.5, стр.1Ученому секретарю диссертационного совета Д 212.141.16.Автореферат разослан «__» __________ 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.141.16кандидат технических наук, доцентМ. А. КолосовОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы.

На современном уровне развития техникигидравлические приводы применяются для решения широкого круга задач.Наиболее типовые из них – это перемещение объектов с большими массами илимоментами инерции в сочетании с позиционными и другими нагрузками. Отпривода может требоваться работа в различных режимах: движение с постояннойскоростью или с постоянным усилием (силой или моментом), слежение поположению, скорости или их комбинация. Примерами устройств с такимитребованиями являются приводы радиолокационных систем слежения инаведения. Постоянно повышаются требования к таким характеристикамприводов, как точность, энергоэффективность, робастность к нагрузке.

Адаптацияк современным требования проводится разными путями. Меняются конструкции,появляются новые компоненты и материалы, совершенствуются средства иметоды управления. Особо стоит отметить все повышающиеся требования кэнергетической эффективности технических устройств, что отражено в указеПрезидента Российской Федерации №899 от 7 июля 2011 года «Об утвержденииприоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РоссийскойФедерации и перечня критических технологий Российской Федерации».Благодаря сочетанию новых компонентов и методов становится возможнымсоздавать электрогидравлические приводы, одновременно удовлетворяющиетаким взаимно противоречивым требованиям, как точное позиционированиевыходного звена, непрерывное движение с высокой скоростью и повышеннаяэнергоэффективность.

Задача разработки таких приводов, а также методовуправления ими несомненно является актуальной на сегодняшний день.Цели и задачи. Целью диссертационной работы является разработкаконцепции электрогидравлического привода с раздельным управлением группамипоршней, а также способов управления им в различных режимах работы.Для достижения намеченной цели в работе были поставлены и решеныследующие задачи:1. Разработка концепции электрогидравлического привода с раздельнымуправлением группами поршней.2. Разработка математической модели привода с раздельным управлениемгруппами поршней. Определение минимально необходимой степениподробности модели для проведения исследований. Верификация модели.3.

Разработка алгоритмов управления приводом в режимах слежения по углуповорота и скорости выходного звена, а также повышающихэнергетическую эффективность.4. Создание экспериментального комплекса и подтверждение адекватностиразработанных концепции, математической модели и алгоритмовуправления.Методы исследования1Для решения поставленных задач на разных этапах используютсяследующие методы: Метод модифицированной функции Лагранжа из теории нелинейногопрограммирования для решения задач условной минимизации. Метод Нелдера-Мида для проведения процедуры безусловнойминимизации. Преобразование Фурье для разложения в ряд периодической функции. Методы теории сплайнов для создания параметризованных кривых. Классические методы численного решения систем дифференциальныхуравнений. Программная реализация алгоритмов при помощи современноговысокоуровневого языка программирования c++. Современные методы проведения эксперимента, а также записи иобработки экспериментальных данных при помощи ЭВМ.Объектом исследования является электрогидравлический привод сраздельным управлением группами поршней.Научная новизнаПри проведении теоретических и экспериментальных исследованийполучены новые научные результаты:1.

Разработана концепция электрогидравлического привода, отличающаяся отизвестных наличием в структуре групп поршней с независимымраспределением жидкости, предоставляющим новые широкие возможностидля синтеза алгоритмов управления.2. Разработана нелинейная математическая модель привода с раздельнымуправлением группами поршней, отличающаяся от известных моделейэлектрогидравлических приводов совместным учетом несколькихнелинейных свойств распределяющих устройств и исполнительногомеханизма, определяющих взаимное нагружение групп поршней. Показанаспецифика создания моделей приводов такого типа.3.

Впервые разработаны эффективные алгоритмы управления приводом сраздельным управлением группами поршней в режимах слежения по углуповорота и скорости вращения выходного звена, а также повышающиеэнергетическую эффективность привода.4. Создан экспериментальный комплекс, с помощью которого подтвержденаадекватность разработанных концепции, математической модели иалгоритмов управления.Практическая ценность.1. Руководствуясь предложенной концепцией можно разработатьэлектрогидравлический привод с раздельным управлением группамипоршней, определить его структуру и провести расчет.

Концепция можетбыть оформлена в виде методики пригодной для использования в КБ припроектировании приводов, а также в учебном процессе.22. Разработанная математическая модель может быть использована на этаперазработки привода, при проведении исследований различных режимовего работы, а также для создания различных алгоритмов управления.3. Разработанный экспериментальный комплекс может быть использовандля проведения исследовательских испытаний приводов с раздельнымуправлением группами поршней.Реализация результатов работы.

Результаты диссертационной работывнедрены на предприятии ОАО «Прибор РСТ» и в учебный процесс кафедрыгидромеханики, гидромашин и гидропневмоавтоматики МГТУ им. Н.Э. Баумана.Апробация работы. Основные положения работы обсуждались: назаседанияхкафедрыгидромеханики,гидромашинигидропневмоавтоматики МГТУ им. Н.Э. Баумана.

(Москва, 2011-2016 г.); на Международной научно-технической конференции Fluid Power andMechatronics (FPM). (Харбин, 2015 г.); на Международной научно-технической конференции «Гидромашины,гидроприводы и гидропневмоавтоматика» (Москва, 2014 г.); на XIV Всероссийской научно-технической конференции студентов иаспирантов«Гидравлическиемашины,гидроприводыигидропневмоавтоматика». (Москва, 2011г.)Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 6научных работах (из них 1 индексирована базой Scopus, 3 статьи из перечня ВАКРФ, 1 монография) общим объёмом 8,88 п.л.Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав,заключения, списка литературы (79 наименований) и приложения. Содержаниеработы изложено на 169 страницах машинописного текста, в том числе 70Рисунков, 5 таблиц.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении показана актуальность темы, определена цель работы,приведено краткое содержание выполненных исследований, отражены основныеположения, которые выносятся на защиту.В первой главе проведен обзор современных тенденций в области созданияэлектрогидравлическихприводов,атакжепредставленаконцепцияэлектрогидравлического привода с раздельным управлением группами поршней.Среди прочих особое внимание уделено двум активно развивающимсятипам приводов: электрогидростатическому (отмечены работы фирмы MOOGсовместно с Дрезденским университетом, А.М.

Селиванова в МАИ, коллективакафедры Э10 МГТУ им. Н.Э. Баумана) и приводу с дискретно-фазовымрегулированием (отмечены работы Инновационного центра корпорации Eaton,совместная работа корпорации Bosch Rexroth с Дармштадтским техническим3университетом и разработки шотландской компании Artemis Intelligent Power).Перечисленные приводы отличаются более широкими возможностями иповышенной энергоэффективностью по сравнению с известными приводами сдроссельным и объемным регулированием. Названные преимущества этихприводов достигаются как за счет использования современной элементной базы иновых материалов, так и за счет разработки специальных методов управления.Отмеченосущественноеотставаниеотечественныхразработокврассматриваемом сегменте.В обзоре также содержатся данные о параметрах современныхгидромоторов, из которых следует, что диапазон достигаемых скоростейвращения для них (отношение максимальной скорости к минимальной) обычнонаходится ниже 1000.

Как исключение, особо отмечена гидромашина AEHP40компании Dusterloh Fluidtechnik, для которой nmin=1 об/мин, nmax=2000 об/мин.Проведенный анализ литературы позволил сделать вывод об актуальностицели диссертационной работы и сформулировать научные задачи.Одним из возможных решений задачи создания многорежимногоэнергоэффективного привода может являться электрогидравлический привод сраздельным управлением группами поршней, концепция создания которогоприведена в продолжении первой главы. Структурная схема такого приводапоказана на Рисунке 1.Рисунок 1. Структурная схема электрогидравлического привода с раздельнымуправлением группами поршней.Электрогидравлический привод с раздельным управлением группамипоршней представляет собой несколько гидравлических цилиндров, выполненныхраздельными агрегатами, либо конструктивно объединенных в блок цилиндров,штоки которых согласованно взаимодействуют с механизмом преобразованиядвижения.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации