Попов Д.Н. - Динамика и регулирование гидропневмосистем (1067565), страница 62
Текст из файла (страница 62)
В качестве возмущений, вызывающих колебания в рассматриваемой системе, примем переменную внешнюю нагрузку на гидро- привод в отсутствие сигнала управления (ЛЬ = О). При этом колебания золотника происходят около нейтрального положения, и если расходно-перепадная характеристика распределителя близка к характеристике идеального распределителя, то можно положить Кор —— -- О. Принимая эти предположения, из уравнений (12,142)— (!2.145) находим передаточную функцию д0э (з) (12.146) 327 где Л ( ) ~~рзззв (з) .
Рзззз в вз д, вв з+ зз [ в г, г„г„' Уравнения напорной и сливной линий запишем, принимая начало координат соответственно в сечениях А — А и  — В. Тогда, применяя для каждой линии уравнения вида (10.64) — (!0.65), получим В~~О (з) Лр„(з, 1)=Лрд(з, 0)с[з[д(з) 11 — Лод(з, 0)з)з[д(з)11; (12.147) Лов(з, 1) =Лод(з, 0)сп[6(з) 1) — О ) Лрд(з, 0)зп[д(з)1); (12.148) Ло„(з, 1)=Лов(зз 0)сп[б(з)11+В в ЛР„(з, 1)зп[б(з)1[; (12.149) Лрзз(з 1) =Лрв(з, 0)си [0(з)1)+ з Лов(з, 0) зи [д(з) 1], (12,150) Взрз) (з) где Лрв (з, 1), Лрл (3, О), Лр,„(з, 1) Лрв (3, О), Ло„(з, О); Лол (3, О), Ло„(з, 1) и Лов (3, О) — изображения отклонений давлений и скоростей в концевых сечениях линий.
Если пренебречь потерями давления на входе в напорную линию и иа выходе из сливной линии, то отклонения давления Лрд и Лрв можно принять равными нулю. При этом "( ' — — — '~ 1[з [д(з)1); (12.151) 1'и [д (3) 1[. (12.152) Из передаточных функций (12.151) и (12.152) следует (г = пгй) Гз Л() (3)= В О())к[О(.)))ЛР" (' 1) (12158) гз Мз (3).= В Е (з) )и [б (з) )1 Лрзз (зз 1) (12 154) В соответствии с передаточными функциями (12.146), (12.151), (12.152) отклонения давлений в сечениях напорной и сливной линии у гидропривода будут отличаться только по знаку.
Следовательно, можно ограничиться определением передаточных функций для одной линии. Возьмем напорную линию. В этом случае из передаточной функции (12.146) и уравнения (12.153) получаем 1 з ~~оввц ~ [- — з — " " Взге (з) зЬ [Е (з) з[ 323 Передаточная функция (12.155) позволяет определить изменение давления в сечении напорной линии у входа в гидропривод при изменении внешней нагрузки, характеризуемом изображением орван (з). Передаточная функция (12.155) показывает, что при ~ 0 Коп~ц — — =О (12.156) давления в напорной и сливной линиях не будут изменяться при любых возмущениях по нагрузке на привод. Уравнение (12.156) определяет такие соотношения в жесткости элементов привода, при которых золотник не отклоняется от нейтрального положения из-за просадки поршня гидроцилиндра под действием возмущающей нагрузки.
Однако при реализации этого условия исключается возможность повышения демпфирования гидропривода за счет использования эффекта дополнительной обратной связи по производной от перепада давления, рассмотренной в й !2.6. Передаточная функция показывает, что уменьшению колебаний давления способствует уменьшение добротности привода (увеличение Р„/Ко„К„), так как амплитуда колебаний уменьшается с увеличением модуля знаменателя после замены в нем з на (га. Глава ХП! ГИДРОПРИВОДЫ С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ 1 13.1. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ И РАСЧЕТНАЯ СХЕМЫ СИЛОВОИ ЧАСТИ ГИДРОПРИВОДА С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ В следящем гидроприводе с объемным регулированием можно выделить силовую и управляющую части. Силовая часть включает в себя объемный насос с регулируемой подачей, вспомогательные устройства и гидродвигатель объемного типа.
Наибольшее применение в следящих гидроприводах получили аксиально-поршневые насосы, подача которых регулируется изменением угла наклона блока цилиндров или изменением угла наклона шайбы. В качестве гидродвигателей обычно используются гидроцилиндры с поступательным движением выходного звена, моментные гидроцилиндры и аксиально-поршневые или радиально-поршневые гидромоторы. К вспомогательным устройствам относятся клапаны, фильтр, насос и бак системы подпитки рабочей жидкостью силовой части гидро- привода. Управляющая часть следящего гидропривода с объемным регулированием может состоять из механических устройств, электрических и электрогидравлических устройств. Соответственно гидроприводыс объемным регулированием, как и с дроссельным регулированием, подразделяются на гидроприводы с механическим и с электрическим управлением.
Во втором случае они называются электро- гидравлическими приводами с объемным регулированием или электрогидравлическими объемными приводами. На рис. !3.1 дана схема силовой части гидропривода с объемным регулированием, содержащая две аксиально-поршневые гидромашины: основной насос 2 и гидромотор 5. Вал насоса приводится во вращение от асинхронного электродвигателя Е Подача насоса регулируется изменением угла наклона блока цилиндров с помощью механизма 3, которым может быть также гидроусилитель, состоящий из гидроцилиндра и золотника. Насос двумя трубопроводами 4 соединен с гидромотором, имеющим постоянный рабочий объем. Направление вращения вала гидромотора зависит от того, в какую сторону отклонен блок цилиндров насоса.
Вал гидромотора через зубчатую передачу 6 соединен с управляемым объектом 7. Для восполнения утечек рабочей жидкости служит вспомогательный шестереиный насос И, приводимый во вращение от асинхронного электродвигателя основного насоса. Если угол наклона блока цилиндров основного насоса регулируется с помощью гидроусилителя, то вспомогательный насос используется также для питания гидроусилителя жидкостью под давлением. Давление в напорной магистрали шестеренного насоса поддерживается переливным клапаном 10. Эта магистраль через два подпиточных клапана 9 подключена к трубопроводам, соединяющим основной насос и гидромотор. Прн падении давления в одном из трубопроводов ниже допустимого соответствующий подпиточный клапан открывается и пропускает жидкость под давлением из напорной магистрали вспомогательного насоса до тех пор, пока в трубопроводе не восстановится необходимое давление.
После этого подпиточный клапан под действием давления в трубопроводе закрывается. Подпиточные клапаны должны поддерживать в трубопроводе такое минимальное давление, чтобы в основном насосе Рис. 13.1. Схема гидронривода с объемным регулированием не возникала кавитация. С этой целью устанавливается необходимое давление в напорной магистрали вспомогательного насоса путем регулировки натяжения пружины переливного клапана 10. От возникновения чрезмерно высокого давления трубопроводы гидропривода защищены двумя предохранительными клапанами 8. При недопустимом повышении давления в одном из трубопроводов открывается соответствующий предохранительный клапан, пропускающий жидкость в другой трубопровод с низким давлением.
В линии нагнетания шестеренного насоса также имеется предохранительный клапан !2, который защищает нааос от повышения давления при засорении фильтра 11. Перед тем как перейти к составлению математической модели гидропривода, сведем рассмотренную принципиальную схему к расчетной, учитывая следующие допущения. Асинхронный электродвигатель 1 вращает вал насоса 2 с постоянной угловой скоростью й„. При работе гидропривода давления в трубопроводах 4 не достигают значений, при которых открываются предохранительные клапаны 8. Давление р„„„в магистрали перед подпиточными клапанами поддерживается постоянным.
Усилия, преодолеваемые гидромотором 5 при управлении объектом 7, могут быть представлены суммой моментов от действия приведенных к валу гидромотора инерционной нагрузки, позиционной нагрузки и гидравлического трения. Расчетная схема дана на рис. !3.2; стрелками показаны рп й!е~,~ 6к рг 4~11аг11 д =фи Рис.
!3.2. Расчетнаи схема гидроприиода с ооьемным регулиро- ванием направления потоков жидкости в тот момент, когда давление р, больше давления ра. Трубопроводы сначала будем принимать настолько короткими, чтобы можно было пренебрегать инерцией жидкости и потерями. давления в них из-за сопротивления трения. При всех сделанных выше допущениях составлению линейной модели гидропривода мешает одна существенно нелинейная характеристика, определяющая зависимость расхода Я„„„жидкости, протекающей через подпиточный клапан, от давления пг или ра в трубопроводах.
Эта характеристика приведена на рис. 13.3. Если уровень давления р' в трубопроводах оказывается ниже давления рп„п перед подпиточными клапанами (прямая ! на характеристике), то дппап при малых изменениях давлений можно дп применить соотношения Рис. !З.З. Характеристика — гл подпиточного клапана (Юпопп)е = ппп (Рпопп Ра) в которых й„, — проводимость подпиточного клапана; Я„„„г и Я„,п„п — расходы жидкости, протекающей соответственно в трубопроводы с давлениями р, и р,. Если уровень давления в трубопроводах превышает давление рп,„п (прямая 2 на рис. 13.3), то (Спопп)1 (Епохп)а (13.2) так как подпиточные клапаны закрыты под действием давления в трубопроводах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
