ЭЛЕКТРОГИДРЛВЯИЧЕСКЛЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Советский патент 1981 года по МПК F15B9/03 

t Изобретение относится к электрогидравлическим следящим системам, которые используются в широком масштабе в области дистанционного управления и регулирования разнообразных типов производственных машин. Известны электрогидравлические следящие системы, содержащие последо вательно включенные алгебраический сумматор, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и гидродвигатель, охваченные цепями обратных связей по положению и скорости золотника гидроусилителя и по положению и скорости выходного звена гидродвигателя fl и 2. Преобразование электроэнергии, поступающей с выхода алгебратического сумматора, в механическую энергию осуществляется с помощью катушки воз Суждения, которая либо сама движется либо приводит в движение свой неболь шой стержень. Первичное движение представляет собой вход электрогидравлического усилителя с рггзличным принципом функционирования (золотник сопло, клапан), на выходе которого имеет место лишь движение распредели тельного золотника, который управляет гидравлическим двигателем. По вид упомянутого первичного движения выходного элемента катушки, электромеханические преобразователи бывают с первичным прямолинейным движением и с первичным движением маятника. В случае прямолинейного движения надежно измеряется только положение элемента. Скорость его определяют измерением положения, используя дифференциальное звено, что в данном случае является невыгодным, так как вследствие дифференцирующего звена шум резко увеличивается и звено образует также источник задержки времени (постоянная времени примерно 1,10) . Этот фактор невыгоден, так как время регулирования очень коротко (продолжительность переходного процесса всего сервомеханизма составляет примерно 2-3, с). Во втором случае, учитывая очень небольшие откло ения первичного движения 1ниат:орньтх деталей (что характерно для приборостроительной техники) в конструктивном отношении, и механическое подключение другого датчика скорости (например, тахогенератора, является почти мотзыполнимым. Кроме того, в результате этого резко ухудшаются дпилм;- ческио клчоства

электромеханического преобразователя (влияние присоединенных масс, трения, нечувствительности и т,п.) , а следовательно и всей системы целого изобретения.

Цель изобретения - улучшение диналшческих характеристик системы.

Поставленная цель достигается тем, что электрогидравличёская следящая система содержит модель элект(ромеханического преобразователя, вход которой подключен к управляющему каналу катушки возбуждения электромеханического преобразователя, а выход модели электромеханического преобразователя и управляющий канал катушки возбуждения связаны с одними из входов алгебраического сумматора. Кроме того, в системе установлен в цепи обратной связи по положению выходного звена гидродвигателя нелинейный элемент, а вцепи обратной связи по сигналу управления катушкой возбуждения электромеханического преобразователя установлен блок умножения, другой вход.которого связан с выходом нелинейного элемента, а выход - с одним из входов алгебраического сумматора.

На фиг. 1 и 2 показана схема системы.

Система содержит алгебраический сумг1атор 1, последовательно которому включены электромеханический преобразователь (ЭМП) 2, гидроусилитель 3 .и гидродвигатель 4. Вся система охва|чена обратной связью по положению у выходного звена гидродвигателя его скорости, сигнал m которой формируется в нелинейном блоке 5.

Система охвачена также обратными связями по положению h (или перепаду давления) золотника гидроусилителя и по его скорости, сигнал которой Z формируется в внелинейномблоке 6.

В систему введена модель 7 ЭМП 2, на которую поступает сигнал g с управляющего входа катушки возбуждения ЭМП, в модели 7 формируется сигнал о, пропорциональный положению и скорости катушки возбуждения ЭМП.

Сигнал возбуждения катушки ЭМП может быть заведен непосредственно на алгебраический сумматор или через блок 8 умножения, другим сомножителем которого является сигнал с нелинейного элемента 9, установленного в цепи обратной связи по положению выходного звена гидродвигателя.

Сущность использования модели состоит в том, что она позволяет получить неизмеряемые компоненты вектора состояния, т.е. положение и скорость катушки ЭМП. Введение обратных связе от положения и скорости катушки существенным образом улучшают динамическое поведение электрогидравлической система.

Электрогидропреобразователь описывают с помощью дифференциального уравнения 4-го порядка (либо с помощью системы 4 уравнений 1-го порядка) .

4 %з

10

где х - ток катушки возбуходения ЭМП; скорость катушки j

ха: положение катушки ;

хЗ положение золотника гидро5усилителя ;

V сигнал на входе блока 2.

Уравнение модели

1 .

20

. 5

где

х - сигнал на выходе модели,

1. т.е. определение сигнала скорости и положения катушки преобразователя,г и Т-„ - вспомогательные перемен-1ные;

k, k - параметры модели, определенные с точки зрения его стабильности. Блок 8 и нелинейный элемент 9 обеспечивают переменное усиление обратной связи. Блоки позволяют изменять усиление этой связи в зависимости от отклонения регулируемого параметра Y , причем указанная зависимость может быть нелинейной. Эта нелинейная зависимость реализована нелинейным блоком 9. Блок.8 реализован как умножитель, блок 9 реализует нелинейную функцию.

Формула изобретения

1. Электрогидравлическая следящая система, содержащая последовательно включенные алгебраический сумматор, электромеханический преобразователь, гидроусилитель и гидродвигатель, охваченные цепями обратных связей по положению и скорости золотника

5 гидроусилителя и по положению и скорости выходного звена гидродвигателя, отличающаяся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик системы, она содержит модель электромеханического преобразователя, вход которой подключен к управляющему .каналу катушки возбуждения электромехан 1ческого преобразователя, а выход модели электролюханичбского преобразователя и управляющий канал катушки возбуждения связаны с одними из входов алгебраического сумматора.

2. Электрогидравлическая система по П.1/ отличающаяся тем, что в ней в цепи обратной связи по положению выходного звена гидродвигателя установлен нелинейный элемент, а в цепи обратной связи по сигналу управления катушкой возбуждения электромеханического преобразователя установлен блок умножения, другой

1

вход.которого связан с выходом нелинейного элемента, а выход - с одним из входов сшгебраического сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

, 1. Авторское, свидетельство СССР №254000, кл. F 15 В 3/00, 1967,

2. Авторское свидетельство СССР №238382, кл. F 15 В 3/00, 1967 (прототип).