ДРОССЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРОПРИВОД Российский патент 2013 года по МПК F15B9/03 

Изобретение относится к дроссельным электрогидроприводам (ЭГП), предназначенным для управления исполнительными органами различных объектов, например рулями летательных аппаратов.

Широко известны ЭГП (Гидравлические агрегаты и приводы систем управления полетом летательных аппаратов. Информационно-справочное пособие. Под общей редакцией Редько П.Г. Москва. Издательство «Олита». 2004 г. Стр.65-72, аналог), содержащие два следящих контура:

- внутренний контур электрогидроусилителя (ЭГУ), осуществляющий преобразование входного электрического сигнала в пропорциональное положение золотника, используя механическую обратную связь с помощью пружин, на которые опираются торцы золотника, или с помощью упругой механической обратной связи по положению золотника;

- внешний (основной) контур, в котором пропорциональность перемещения выходного звена обеспечивается датчиком обратной связи (ДОС), осуществляющий преобразование перемещения выходного звена в пропорциональное значение электрического сигнала, поступающего на вход ЭГП для замыкания контура.

Основными недостатками таких ЭГП являются большая зона нечувствительности, малое быстродействие и нестабильность динамической характеристики при изменении условий эксплуатации.

Указанные недостатки частично устранены в ЭГП (патент РФ №RU 2362054 C1, кл. F15B 9/00, 2008 г. - прототип), в котором на вход внутреннего контура ЭГУ со свободно плавающим золотником в качестве отрицательной обратной связи подается выходной сигнал дифференцирующего устройства, вход которого соединен с выходом датчика положения выходного звена.

Недостатком прототипа является ограниченность его применения из-за необходимости наличия ЭГУ со свободно плавающим золотником.

Целью изобретения является улучшение и стабилизация динамической характеристики ЭГП с ЭГУ, замкнутым механической обратной связью по положению золотника.

Поставленная цель достигается тем, что ЭГП, содержащий рулевой агрегат с ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника и гидродвигателем (ГД) с датчиком положения выходного звена и внутренним и внешним контурами слежения, замкнутыми через усилитель-сумматор сигналами отрицательной обратной связи по скорости и по положению выходного звена соответственно, дополнительно содержит интегрирующее звено, выход которого соединен со входом ЭГУ, а вход соединен с выходом усилителя-сумматора.

Функциональная схема дроссельного электрогидропривода приведена на чертеже.

ЭГП содержит усилитель-сумматор 1, с коэффициентом усиления K_у, интегрирующее звено 2 с передаточной функцией , электрогидроусилитель 3 с передаточной функцией прямой цепи , замкнутый механической обратной связью с коэффициентом усиления , гидродвигатель 4 с передаточной функцией , датчик обратной связи 5 положения выходного звена, дифференцирующее устройство 6 с передаточной функцией К_дур, сигнал положения выходного звена 7 с коэффициентом обратной связи K_φ.

Передаточная функция ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника, приведенного на чертеже, имеет вид:

(1) - передаточная функция ЭГУ,

где

- коэффициент усиления ЭГУ;

- постоянная времени ЭГУ.

Из условия , необходимого для преобразования передаточной функции ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника в передаточную функцию ЭГУ со свободно плавающим золотником, коэффициент усиления К_р интегрирующего звена имеет вид:

Тогда передаточная функция внутреннего контура слежения за скоростью выходного звена ЭГП, приведенного на чертеже, с учетом (1) и (2), имеет вид:

где:

- установившееся значение скорости выходного звена гидродвигателя;

- постоянная времени скоростной характеристики контура слежения за скоростью. Из передаточной функции (3) видно, что гидродвигатель, коэффициент которого К_ГД зависит от условий эксплуатации, будучи охваченным обратной связью по скорости, не влияет на установившееся значение скорости выходного звена и уменьшает постоянную времени T скоростной характеристики контура слежения за скоростью, увеличивая его быстродействие.

Таким образом, наличие интегрирующего звена, обеспечивая преобразование передаточной функции ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника в передаточную функцию ЭГУ со свободно плавающим золотником, обеспечивает улучшение и стабилизацию динамической характеристики дроссельного ЭГП с механической обратной связью по положению золотника.

Дроссельный электрогидропривод с электрогидроусилителем с механической обратной связью по положению золотника предназначен для управления исполнительными органами различных объектов, например рулями летательных аппаратов. Во внутренний контур электрогидроусилителя, замкнутый отрицательной обратной связью по скорости выходного звена, введено интегрирующее звено. С его помощью передаточная функция электрогидроусилителя с механической обратной связью по положению золотника преобразуется в передаточную функцию электрогидроусилителя со свободно плавающим золотником. Технический результат - улучшение и стабилизация динамической характеристики электрогидропривода при изменении условий эксплуатации. 1 ил.

Дроссельный электрогидропривод, содержащий рулевой агрегат с электрогидроусилителем с механической обратной связью по положению золотника и гидродвигателем с датчиком положения выходного звена и внутренним и внешним контурами слежения, замкнутыми через усилитель-сумматор сигналами отрицательной обратной связи по скорости и по положению выходного звена соответственно, отличающийся тем, что содержит дополнительно интегрирующее звено, выход которого соединен с входом электрогидроусилителя, а вход соединен с выходом усилителя-сумматора.