Попов Д.Н. - Динамика и регулирование гидропневмосистем (1067565), страница 73
Текст из файла (страница 73)
14.17. Коэффициент пере- Ркс. !4.!7. Упрощенная структурная схема влектрогндравлнческого следящего привода с дроссельным регулированием дачи Кхи пропорционального звена прямой цепи в такой структурной схеме определяется соотношением куск!адле Кхи — !!К К К Если гидроцилиндр не нагружен (и = й,р — — с„= О) и постоянные времени Тг„р и Т„малы по сравнению с постоянными времени Т„и Т,„, то структурная схема электрогндравлического следящего привода может быть с помощью правил преобразований соединений звеньев сведена к контуру, изображенному на рис. 14.18. В этом контуре и хч и усА ги гу !+К К хКх Т" !+К К „К„ После того, как построена структурная схема привода и вычислены все постоянные времени и коэффициенты передачи, можно, применяя частотные методы исследования систем автматического регулирования, проверить устойчивость привода н найти переход.
ный процесс, вызванный скачком управляющего напряжения. При проектировании привода, если целесообразно, применяют следующую Рис. 14.!8. Отруктурная схема ненагружен- последовательность дина- ного злектрогидравлического следящего при. мического расчета с невода с дроссельным регулированием псльзованием структурнпй схемы 1рис. !4.16): 1. Вычисляют все постоянные времени и коэффициенты передачи, кроме К„ „ и Кгы 2. Строят логарифмические амплитудные и фазовые частотные характеристики всех звеньев, кроме пропорциональных звеньев с коэффициентами передачи К„ „ и К,. 3.
По логарифмическим амплитуднйм и фазовым частотным характеристикам разомкнутого контура электрогидравлического усилителя проверяют .устойчивость. Если электрогидравличе- йЯ ский усилитель устойчив, то по номограммам замыкания находят логарифмические амплитуд- ыс 1уос ные и фазовые частотные характеристики соответствующего замкнутого контура. При неустойчивом электрогидравличе- 1 1 оком усилителе производят корректирование его параметров. 1 4. К логарифмическим ам- 1 плитудным и фазовым частотным о характеристикам замкнутого --уг Л г о~ с контура электрогидравлического с с усилителя прибавляют такие же характеристики апериодическо- Рис. 14лз.
ОпРеделение козФФициен- гов Кос и Ку, по логарифмическим го, интегрирующего, колебатель. амплитудным н фазовым частотным ного и форсирующего второго характеристикам разомкнутого конпорядка звеньев, описывающих тура соответственно обмотки управления и нагруженный гидроцнлнндр. В результате получают логарифмические амплитудные и фазовые частотные характеристики разомкнутого контура всего электрогидравлического привода при Ко, осКус 5. Ось частот на логарифмической амплитудной характеристике этого разомкнутого контура смещают параллельно себе вниз так, чтобы обеспечивались рекомендуемые запасы по амплитуде (6 — 8 дБ) и по фазе (30 — 40').
По смещению оси частот (рис. 14.19) ~'ос 20 (н Кп. осКус находят произведение коэффициентов К„„К„, значение каждого из которых затем выбирают в зависимости от типа используемого усилителя, конструкции потенциометра и напряжения его питания. 6. Если логарифмические амплитудные и фазовые частотные характеристики разомкнутого контура привода, построенные при К, „К, = 1, не позволяют получить рекомендуемые запасы по амплитуде и по фазе, то необходимо вводить корректирующие звенья. Такими звеньями могут служить электрические устройства, включаемые в прямую цепь или в цепь обратной связи привода.
Применяют также дополнительные обратные связи в виде встроенных в привод гидромеханических устройств. Электрогидравлические приводы с дополнительными обратными связями рассмотрены ниже. $447Ь ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД С ДРОССЕЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ И С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО РАСХОДУ ЖИДКОСТИ Схема привода дана на рис. 14.20. В этом приводе, кроме элементов, содержащихся в рассмотренном выше электрогидравлическом приводе, имнются датчики обратной связи по расходу жидкости. Каждый датчик представляет собой клапан 1, нагруженный двумя пружинами 2 и 3.
Клапаны перекрывают каналы, сообщающие золотниковый распределитель со сливной магистралью, поэтому при отклонении золотника 5 от нейтрального положения один из клапанов поднимается под действием давления жидкости, направляемой из гидроцилиндра на слив. При подъеме клапана Рис. 14.20. схема электрогидрзвлического слеувеличивается сжатие дяпхего привода с дополнительной обратной опирающейся на него связью по расходу жидкости пружины 2, и к заслонке 4 прикладывается дополнительный момент, стремящийся вернуть ее к нейтральному положению. Чем больше будет расход жидкости, поступающей на слив, тем больше будет этот момент. Во время движения поршня гидроцилиндра всегда поднимается только один клапан, так как другой клапан при этом отключен золотником б от гидроцилиндра.
Сила от действия давления на клапан в основном уравновешивается силой пружины 3. Пружины 2 выполняются более слабыми, чем пружины 3, так как они предназначены только для воздействия на заслонку, управляемую маломощным электромеханическим преобразователем.
Таким образом, в данном гидроприводе дополнительно к основной обратной связи по положению штока гидроцилиндра, осуществляемой с помощью потенциометра б, введена отрицательная обратная связь по расходу жидкости, вытесняемой из гидроцилиндра в сливную магистраль. При наличии этой обратной связи момент М„ в уравнении (!4.4) электромеханического преобразователя зависит от сил, приложенных к заслонке со стороны жидкости, выте.
кающей из сопл, и пружин 2 жесткостью с„,. С учетом обозначений на рис. 14.20 и соотношения (14.30) можем записать М„= Ь;г",1 р, + 21гсмрй, + 1,с„',г. Вследствие малых углов отклонения якоря и жестко связанной с ним заслонки й, =- 1, <р„, поэтому М„= Ьрг,(р + 21!с"рср„+ 1гс„'рг. (14.66) Подставив зависимость (14.66) в уравнение (14.4) и проведя преобразование по Лапласу при нулевых начальных условиях, получим ((Т„')Рзг+ 2~„Т„'з+ 1) <р„(з) = =К'л (з) — К" р (з) — К,г(з), (14.67) где Т„'— постоянная времени якоря с учетом действия пружин 2; Ь„" — коэффициент относительного демпфирования якоря с учетом действия пружин 2; К", — коэффициент передачи электромеханического преобразователя при наличии обратной связи по расходу жидкости; К р — коэффициент передачи внутренней обратной связи, обусловленной воздействием потока жидкости на заслонку; К, — коэффициент передачи датчиков обратной связи по расходу жидкости; дв Т"„= У К +2рс" ' эст К +2рс' ' рс К +2рс' мр 1мр мр ! ср мр 1пр Для определения изображения г (з), входящего в правую часть уравнения (14.67), найдем уравнение обратной связи по расходу жидкости.
Расход жидкости, пропускаемой клапаном обратной связи, при давлении р„, перед клапаном (р,„=р! или рмм = р(), выражается обычной для дроссельного устройства зависимостью Якл = Лкмг р р — рсм~ (14.68) 388 где й„', — проводимость клапана, приведенная к единице его перемещения; ькл = Рклбкл Ф ЙР) здесь 1с„, — коэффициент расхода клапана; Ь„, — ширина окон, открываемых клапаном.
С целью получения более простого уравнения обратной связи по расходу жидкости будем пренебрегать изменениями давления р„, перед клапаном. Это допущение можно оправдать, если клапан обладает малой массой, а силы трения гидродииамического воздействия потока жидкости и пружины 2 малы по сравнению с силой предварительного натяжения пружины 3, которая имеет малую жесткость, и, следовательно, при малых перемещениях клапана ее усилие изменяется незначительно. Кроме того, примем, что ~ф 'скл — ~ч,ц ° (14.69) Соотношение (14.69), очевидно, является приближенным, так как не учитывает влияния сжимаемости жидкости, дополнительного расхода, вызванного перемещением гидроцилиндра из-за упругости опоры, и расхода жидкости, заполняющей пространство под клапаном при его движении. Подставив значение расхода Я„, согласно соотношению (14.69) в зависимость (14.68), получаем уравнение обратной связи по расходу жидкости: 0у Т вЂ” „г, (14.
70) где ҄— постоянная времени обратной связи по расходу жидкости; саа 7 ас ь„, у"넄— р„ Уравнение (14.70) отражает основную особенность рассматриваемой обратной связи, состоящую в том, что перемещением клапана измеряется скорость движения порщня гидроцилиндра, т.
е. осуществляется обратная связь по скорости поршня гидроцилиндра. В изображениях по Лапласу при нулевых начальных условиях уравнение (14.70) принимает вид Тасзц (з) = 2 (а). Кроме изменений, учитываемых уравнением (14.67) электромехаиического преобразователя и уравнением (14.71), наличие обратной связи по расходу жидкости не вызывает никаких других изменений в элементах привода.
Вследствие этого при составлении структурной схемы привода можно использовать все полученные в предыдущих параграфах передаточные функции, кроме передаточной функции электромеханического преобразователя, определяемой по уравнению (14.67). По уравнению (14.7!) в структурную схему привода вводится цепь дополнительной обратной связи. На рис. 14.21 дана структурная схема привода с дополнительной обратной связью по расходу жидкости, полученная на основании структурной схемы, изображенной на рис.
14.1б. На схеме Рис. !4.21. Структурная схема электрогидравлического следящего привода с до- полнительной обратной связью по расходу жидкости измененные звенья представлены передаточными функциями, параметры которых отмечены двумя штрихами. Цепь обратной связи по расходу жидкости образует второй внутренний контур. В тех случаях, когда допустимо пренебрегать постоянной времени Т,„р и не учитывать форсирующее звено второго порядка в цепи основной обратной связи, структурная схема привода может быть преобразована в схему, изображенную на рис.
14.22, Из последней Рис. 14.22. Преобразованная структурная схема электрогидравлического следящего привода с дополнительной обратной связью (Дг=йы Д",) ги ф схемы видно, что с введением обратной связи по расходу жидкости в основном контуре привода появляется форсирующее звено первого порядка, которое позволяет несколько увеличить запас по фазе, но одновременно может вызвать уменьшение запаса по амплитуде.
Следовательно, влияние обратной связи по расходу жидкости на, устойчивость привода будет зависеть от вида логарифмических амплитудных и фазовых частотных характеристик прямой цепи. Оценка этого влияния легко производится после построения указанных характеристик.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
