Устройство для диагностики технического состояния объемного гидропривода

 

Изобретение может быть использовано для диагностики объемных КПД гидроприводов транспортных средств. Целью изобретения является повышение точности и надежности диагностики. Для этого устр-во снабжено тремя блоками 8-10 умножения, тремя интеграторами 11-13 и генератором затухающих функций (ГЗФ) 7. Входы блоков 8- 10 соединены с ГЗФ 7 и с датчиком 1 давления, а выходы через интег раторы 11-13 - с информационными входами блоков 3-5 выборки-хранения. Один из выходов ГЗФ 7 соединен с входом анализатора 2, выход к-рого подключен к стробирующим входам блоков 3-5. Это позволяет производить диагностику как по колебательному, так и по апериодическому переходному процессу давления, определять диагностируемые параметры при начальном изменении давления в обе стороны и обеспечить малую их чувствительность к отклонению параметров тестового режима диагностики . 1 ил. СЛ

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (50 4 Р 15 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3954060/25-06 (22) 18.09.85 (46) 07.02.87. Бюл. 1Ф 5 (7)) Ленинградский механический институт (72) О.М. Бабаев, Ю.В. Загашвили, Л.Н. Игнатов, А.С. Маркелов, А.В. Мороз и Б.Н. Савельев (53) 621.22.018(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 756091, кл. F 15 В 19/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА (57) Изобретение может быть использовано для диагностики объемных КПД гидроприводов транспортных средств.

Целью изобретения является повышение точности и надежности диагностики.

Для этого устр-во снабжено тремя блоками 8-10 умножения, тремя интеграторами 11-13 v генератором затухающих функций (ГЗФ) 7. Входы блоков 810 соединены с ГЗФ 7 и с датчиком 1 давления, а выходы через интеграторы 11-13 — с информационными входами блоков 3-5 выборки-хранения. Один из выходов ГЗФ 7 соединен с входом анализатора 2, выход к-рого подключен к стробирующим входам блоков 3-5. Это позволяет производить диагностику как по колебательному, так и по апериодическому переходному процессу давления, определять диагностируемые параметры при начальном изменении давления в обе стороны и обеспечить малую их чувствительность к отклонению параметров тестового режима диагностики. 1 ил . (2) 50

1 12

Изобретение относится к области экспериментального исследования гидроприводов и может быть использовано для диагностики объемных КПД гидроприводов транспортных средств.

Цель изобретения — повышение точности и надежности .

На чертеже изображена схема устройства для диагностики технического состояния объемного гидропривода.

Устройство содержит датчик 1 давления, анализатор 2 функций, параллельно включенные блоки 3-5 выборкихранения, блок 6 индикации, генератор 7 затухающих функций, блоки 8-10 умножения и интеграторы 11-13. При этом выходы генератора 7 соединены с первыми входами блоков 8-10, вторые входы которых соединены с датчиком 1, а выходы через интеграторы 11-13.— с информационными входами блоков 3-5, стробирующие входы которых подключены к выходу анализатора 2, вход которого соединен с одним из выходов генератора 7.

Устройство для диагностики технического состояния объемного гидро.привода работает следующим образом.

Импульсный сигнал начала скачкообразного воздействия на гидропривод поступает на вход генератора 7 затухающих функций. На соответствующих выходах генератора 7 появляются сигналы затухающих функций q,(t), q,(t), q (t), которые поступают на первые г входы соответствуюших блоков 8-10 умножения, Одновременно с датчика .I давления на вторые входы блоков 8-!О умножения поступает сигнал переходного процесса давления p(t). На выходах блоков 8-10 умножения формируются сигналы произведений q (t)P(t)

<р (t)P(t),(р !,С)Р(). Эти сигналы по ступают на входы предварительно обнуленных интеграторов 11-13. Сигна! на выходе каждого интегратора по истечении времени t с момента начала переходного процесса равен е

Jte)t (a)dr. tt) о

Анализатор 2 по истечении времени Т, определяемого временем затухания третьей функции q (t), формирует импульсный сигнал, который поступает на стробирующие входы блоков 3-5 выборки-хранения. При этом на выходах блоков 3-5 выборки-хранения по88388 2 являются сигналы Вычисляемых момен тпо m, и mã

j q (t)P(t)dt; о т

m = J q,(t)P(t)dt; о т

J q,(t)P(t)dt. о

В качестве системы затухания функ10 ций q,, q,, g могут быть выбраны различные типы функций, например функции

Лагерра 1 „ (t). B этом случае моменты m, m,, m будут совпадать с коэффициентами разложения „ переходного

15 процесса P(t) в ряд по функциям ЛагеРРа f,,„(t ) .

Динамические свойства широкого класса объемных гидроприводов аппроксимируются свойствами звена второго

20 порядка. При этом передаточные функции гидропривода по нагружающему и управляющему воздействиямимеют следующий вид: (!) P (S) К м

25 W (3) тп 1! (S) 1+ с S+7 $21 н t z

<21 Ги) К S

W (4)

t tt U(S) !. л S + л 82 У где P(S) — изображение по Лапласу

30 функции Р (t) — давления в гидроприводе;

M„(S) — изображение по Лапласу функции M„(t) — момента нагружающего воздействия на

35 валу гидромотора;

U(S) — изображение по Лапласу функции U(t) — параметра регулирования гидропередачи;

Ж „(8) —. передаточная функция гидропривода по моменту нагрузки; (2)

W„ (S) — передаточная функция гидропривода по параметру ре45 гулирования, определена для регулируемых гидрообьемных передач;

К, К„ — статические коэффициенты передачи по моменту нагрузки и скорости изменения параметра регулирования;

С„ !,г — постоянные, зависящие от конструктивных констант

55 привода, диагностируемых показателей технического состояния и характеристик объекта нагружения, которые опре. деляются из соотношений

1288388

CI

C ! < 1 (5) IÝ8

С

Q1 (6) где (,) — конструктивная постоянная объемного исполнительного гидродвигателя, например характерный объем аксиально-поршневого гидромотора; — приведенный момент инерции гидропривода;

С вЂ” коэффициент утечек гидропривода;

6 — жесткость гидропривода.

ВЕЛИЧИНЫ С И г2 яВЛяЮтСя дИаГНОСтируемыми, т.е. позволяют судить о техническом состоянии гидропривода.

Величины I и И являются априорно известными. Из уравнений (5) и (6) следуют соотношения для определения диагностируемых показателей С и 0

С

f$ (7) г

g a

И

7.. (8)

Поскольку величины Я и I априорно известны, то определение диагностируемых показателей С и 12 сводится л к определению коэффициентов г, и г2 характеристического полинома передаточных функций (3) или (4) из соотношений

2 7

2 Р.— Р +PP. — PА.

2 о + Pi + 2 Р PîP2

Г 1 Ро Рl +!о! г Ðo! 1 ь °,. (1О)

2!, + P +2PоP -Pî Р2 где . — параметр функций Лагерра, коэффициенты разложения функций в ряд Лагерра.

Поскольку переходная функция звена является интегралом от весовой функции, то она может рассматриваться как весовая функция системы, образованной последовательным соединением колебательного и интегрирующего звена.

Обозначая коэффициенты разложения весовой функции последовательно соединенных колебательного и интегрирующего звена в ряд Лагерра через Ск, определяются соотношения к к = oc (2; С вЂ” С ) к

Pa-

Р = 4(2С, + С,) (2= ос(2Сг) + 2С< + С ), (11)

Формулы (9), (10) и (11) приводят к выражениям, связывающим параметры с, и с передаточной функции (I ) г вычисленными коэффициентами (7„

С, =

2 3С .+С, +3С.С „-С. С, 8С,+С, +2СаС, -СдС2 г г . 1 (12)

2

1 2С +С + 2СдС,-CoC2 ()

< г 8С, +С; + 2С С,-СОС2

С учетом формул (7) и (8) искомые соотношения примут вид

fp > «!» 21 о+ l +2go8< 8aHz

o 8)*+ +), +21оp о/4

И 5. 4 3Ро Р З доД (5)

oL 8/3 + iÚ +2(3 !9,-рор2

Коэффициенты !3„ входят в выраже15 ния (-44) и (15), определяющие диагностируемые показатели С и 9 в виде отношения. Это означает, что они мо< гут быть определены лишь с точностью до постоянного множителя. Следова тельно, значения диагностируемых показателей С и 9 слабо зависят от величины скачка давления, что является - достоинством предлагаемого устройства.

По измеренным величинам моментов переходного процесса давления определяются числовые значения диагностируемых параметров гидропривода — коэффициента утечек С и жесткости 8 .

Если известны параметры режима работы гидропривода, то может быть определен и его объемный КПД

СЬР

1 1 о C3 U

И где (— характерный объем гидронасоса (априорно известная конструктивная константа); Р, д, и — соответственно перепад давления в гидролиниях, параметр регулирования н скорость вращения вала гидронасоса диагностируемого объемного гидропривода — задаваемые (рас-! четные) параметры регламентированно, го статического режима работы гидропривода, для которого оценивается объемный КПД, числовое значение которого формируется на индикаторе 6.

Диагностируемые показатели гидропривода С и сг могут быть определены на основе моментов переходного процесса, вычисленных с помощью различных систем затухающих функций. В качестве таковых могут быть выбраны, например, следующие системы функций:

-ог,t o.„ t

q(t) е, q(t) =е

q7(t) - e

-apt

5 с, (t ) * te "

1288388 или у () е Ы

Формула изобретения

Составитель С. Рождественский

Редактор А. Сабо Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Заказ 7787/32 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.. Ужгород, ул. Проектная, 4

q,(t) t e

-ы и т.п. Соотношения для определения

С и В через моменты m, m„ m име- 5 ют в этих случаях вид, аналогичный (14) и (15). Использование предлагаемого изобретения обеспечит определение диагностируемых показателей гидропривода как по колебательному,так и по априодическому переходному процессу давления, определение диагностируемых показателей гидропривода при начальном изменении давления как в одну, так и в другую сторону; малую чувствительность оцениваемых диагностируемых показателей к отклонению параметров тестового режйма диагностики;.повышение точности и помехоустойчивости определения диагностируемых показателей технического состояния гидропривода коэффициента утечек С, жесткости В и в ряде случаев объемного KIIg); произведение а циагностики как по колебательному, так и по апериодическому переходному процессам давления (в зависимости от момента инерции объекта нагружения).

Устройство для диагностики технического состояния объемного гидропривода, содержащее датчик давления,анализатор функций, преобразователь сигналов, три параллельно включенных блока выборки-хранения, блок индикации и генератор сигналов, соединенный через преобразователь с информационными входами блоков выборки-хранения, выходы которых подключены к блоку индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, преобразователь выполнен в виде трех блоков умножения и трех интеграторов, а генератор сигналов — в виде генератора затухающих функций, при этом выходы последнего соединены с первыми входами блоков умножения, вторые входы которых соединены с датчиком давления, а выходы через интеграторы — с информационными входами блоков выборкихранения, стробирующие входы которых подключены к выходу анализатора, вход которого соединен с одним из выходов генератора затухающих функций.