Электрогидравлическая система

 

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в гидравлических приводах горных, дорожностроительных машин, кузнечно-прессового оборудования, а также металлеи деревообрабатывающих станков. Целью изобретения является повышение быстродействия. В соответствии с сигналом задатчика осуществляется управление с помощью электрогидравлических усилителей 4, 25, либо подачей насоса 6, либо рабочим объемом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц5 F 15 В 9/03

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4740085/29 (22) 20.09.89 (46) 23,07.93. Бюл. ¹ 27 (71) Производственное объединение "Ижорский завод", Институт горного дела им, А,А.Скочинского и Харьковский автомобильно-дорожный институт (72) А.И.Сапожников, М.И,Сандовский, В.М,Штейнцайг, Д.Н.Шапаренко, Д.А,Каминская и В,В.Васильева (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1779805, кл. F 15 В 9/03, с приоритетом от 27.06,89.

„„5U„„1828956 А1 (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в гидравлических приводах горных, дорожностроительныхых машин, кузнечно-прессового оборудования, а также металло- и деревообрабатывающих станков. Целью изобретения является повышение быстродействия. В соответствии с сигналом задатчика осуществляется управление с помощью электрогидравлических усилителей 4, 25, либо подачей насоса 6, либо рабочим объемом

1828956 гидромотора 10, при котором обеспечивается регулирование частоты вращения гидромотора 10 путем изменения подачи насоса

6 при неизменном, номинальном рабочем объеме гидромотора 10, в области частот вращения гидромотора 10 меньших номинальной (а,м < c0 ном), а также регулирование частоты вращения гидромотора 10 путем изменения его рабочего объема при неизменной, номинальной подаче насоса 6, Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в гидравлических приводах горных дорожностроительных машин, кузнечно-прессового оборудования, а также металло- и деревообрабатывающих станков.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 изображена принципиальная схема электрогидравлической системы; на фиг.2 — графики зависимостей напряжений на выходах первого суммирующего усилителя, второго блока выделения модуля и третьего суммирующего усилителя от напряжения на выходе фазочувствительного выпрямителя; на фиг,3 — зависимость давления в напорной гидравлической линии от частоты вращения гидромотора; на фиг,4 — зависимость между моментом гидромотора и частотой его вращения; на фиг,5 — характеристика первого релейного элемента; на фиг,6 — характеристика второго релейного элемента; на фиг.7 — график переходного процесса прототипа; на фиг.8 — график переходного процесса данной электрогидравлической системы.

Электрогидравлическая система содержит последовательно соединенные задатчик 1 и фазочувствительный выпрямитель 2, а также первый суммирующий усилитель 3 и последовательно соединенные электрогидравлический усилитель 4, гидравлический механизм 5 изменения расхода регулируемого насоса 6, соединенного гидравлическими линиями 7, 8 с предохранительным клапаном 9 с регулируемым гидромотором

10, вал которого соединен с рабочим органом 11 (с большим моментом инерции), и соединенные с линиями 7, 8 датчики 12, 13 давления, выходы которых через первый и второй нелинейные элементы 14, 15 типа

"зона нечувствительности" соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующего усилителя 3. Система содержит также последовательно включенные датчик 16 тока электромагнита (не изо5

45 в области частот вращения гидромотора 10, выше номинальной (Й) гм > Оэ ном), а также поддержание на обоих этих этапах регулирования заданного давления в напорной линии 7 (8) путем воздействия с помощью отрицательной нелинейной обратной связи по давлению на подачу насоса 6 (в области

N гм < N ном), либо на рабочий объем гидромотора 10 (в области в гм > ш ном). 8 ил, бражен) усилителя 4, первый релейный элемент 17, первый логический элемент НЕ 18, логический элемент И 19 и логический элемент ИЛИ 20, последовательно соединенные первый блок 21 выделения модуля, второй суммирующий усилитель 22, третий суммирующий усилитель 23, первый блок 24 выборки-хранения, электрогидравлический усилитель 25 и гидравлический механизм 26 управления, т.е. изменения рабочего объема регулируемого гидромотора 10, последовательно включенные датчик 27 тока электромагнита (не изображен) усилителя

25 и второй релейный элемент 28, а также второй логический элемент НЕ 29, четвертый суммирующий усилитель 30, в цепь обратной связи которого включен третий нелинейный элемент 31 типа "зона нечувствительности", второй блок 32 выделения MQдуля и второй блок 33 выборки-хранения, при этом второй вход логического элемента

ИЛИ 20 подключен к выходу первого релейного элемента 17, выход логического элемента ИЛИ 20 подсоединен к управляющему входу первого блока 24 выборки хранения, вход пепрвого блока 21 выделения модуля соединен с выходом первого нелинейного элемента 14, второй вход второго суммирующего усилителя 22 подсоединен к выходу второго нелинейного элемента 15, второй вход третьего суммирующего усилителя 23 подключен к источнику (не изображен) опорного напряжения 0оп, выход второго релейного элемента 28 подключен ко входу второго логического элемента Н Е 29, выход которого подсоединен ко второму входу логического элемента ИЛ И 20, выход фазочувствительного выпрямителя 2 соединен со входом четвертого суммирующего усилителя 30, выход кот.орого подключен к третьему входу первого суммирующего усилителя 3, выход третьего нелинейного элемента 31 соединен со входом второго блока 32 выделения модуля, выход которого подсоединен к третьему входу третьего суммирующего уси1828956

0»1= 03

О») = сопзт, 20

55 лителя 23, выход пепрвого суммирующего усилителя 3 подключен ко входу второго блока ЗЗ вбыорки-хранения, выход которого соединен со входом блока 4, а управляющий вход блока 33 подсоединен к выходу второго релейного элемента 28, На фиг.2 кривой 34 изображена зависимость напряжения 0 управления подачей насоса 6 от напряжения Uz фазочувствительного выпрямителя 2, кривой 35 — зависимость напряжения Um блока 32 от напряжения Uz, а кривой 36 — зависимость напряжения управления рабочим объемом гидромотора 10 от напряжения Uz, На фиг,З кривой 37 изображена зависимость давления в напорной линии 7(8) P от частоты в rM вращения гидромотора 10 на первом этапе, а кривой 38 — на втором этапе разгона рабочего органа 11.

На фиг.4 кривой 39 изображена зависимость момента MrM гидромотора 10 от частоты его вращения ж г на первом, а кривой

40 — на втором этапе разгона рабочего органа 11.

На фиг.7 кривыми 41, 42 изображено изменение во времени момента и частоты вращения гидромотора в известной системе — прототипе (в относительных величинах), На фиг.8 кривыми 43, 44 изображено изменение во времени момента Мг и частоты вращения и rM гидромотора 10 в данной описываемой системе (в относительных величинах).

Электрогидравлическая система работает следующим образом.

На выходе задатчика 1 формируется переменное напряжение, величина которого пропорциональна заданной частоте вращения ю гм гидромотора 10, а фаза зависит от требуемого направления его вращения. Напряжение U<> поступает на вход фазочувствительного выпрямителя 2. Постоянное напряжение Uz на выходе выпрямителя 2 имеет полярность, которая зависит от фазы переменного напряжения 0к на его входе, т.е, от требуемого направления вращения гидромотора 10.

Напряжение Uz поступает на вход усилителя 30, имеющего на линейном участке коэффициент усиления, равный единице.

Напряжение U>< на выходе этого усилителя пропорционально заданной подаче QH насоса 6. Напряжение U>< подается на третий вход усилителя 3, Напряжение выхода усилителя 3 — 0з поступает на информационный в>.эд блока 33 выборки-хранения.

Режим работы этого блока зависит от уровня сигнала на его управляющем входе, который поступает с выхода релейного элемента

28, При единичном уровне этого сигнала (Uzs = 1) блок 33 работает в режиме выборки, т.е. является безынерционным усилителем с коэффициентом усиления, равным единице, В этом режиме сигнал на выходе блока

33 — О» равен сигналу на его информационном входе, т.е. выходному напряжению усилителя 3 — 0з:

При нулевом уровне сигнала на управляющем входе блока 33 (Uze = О) блок 33 работает в режиме хранения. В этом режиме на выходе блока 33 сохраняется неизменное значение напряжения которое имело место в момент скачкообразного изменения уровня сигнала на управляющем входе блока 33 (от уровня Uzs = 1 до уровня 028 = О).

Напряжение U><> с выхода блока 33 выборки-хранения подается на электромагнит усилителя 4. Давление управления Ру на выходе усилителя 4 пропорционально току электромагнита 1,4 этого усилителя, т,е, пропорционально подведенному к усилителю 4 напряжению U»>. Давление управления РУ1 подается на вход гидравлического механизма 5, который осуществляет пропорциональное этому давлению изменение параметра регулирования у1 насоса 6, Величина параметра регулирования y > и пропорциональное ему значение подачи насоса

0 изменяются, таким образом. пропорционально напряжению СЬм1.

При изменении полярности напряжения Uz изменяются полярности напряжения

0зн и 0эм, что вызывает изменение знака угла у, т,е. изменение направления подачи насоса 6 и изменение направления вращения гидромотора 10.

При напряжении Uz на выходе фазочувствительного выпрямителя 2, меньшем граничного значения Uzrp (фиг.2), т.е. ширины зоны нечувствительности нелинейного элемента 31. превышающей напряжение выхода усилителя 30 — U><, напряжение Uz> на выходе нелинейного элемента 31 равно нулю и этот элемент не оказывает влияния на работу системы. При этом напряжение 0з4 на выходе усилителя 30 изменяетсч пропорционально напряжению на его входе Uz (кривая 34 фиг.2).

При напряжении Uz < Uzrp напряжение на выходе блока 32 выделения модуля — Ugz

1828956

20

25 (6) Оэы2 = Сопзт, (2) UsM = 02гр = СОПЗт (3) 031 = 02 U2rp, равно нулю (кривая 35 фиг,2), Напряжение

U3«усилителя 23 задает значение рабочего объема qrM гидромотора 10, пропорциональное разности опорного напряжения 0< и напряжения 03z на выходе блока 32. Следовательно, пРи 032=0, т.е. в области 02< U2rp поддерживается неизменное, максимальное заданное значение рабочего объема гидромотора 10, пропорциональное опорному напряжению Ооп (кривая 36 фиг.2).

Таким образом, в области значений

U2 < UZrp ОбЕСПЕЧИВаЕтСЯ ИЗМЕНЕНИЕ ЗаДаНной подачи насоса 6, пропорциональное напряжению Uz, т.е. напряжению U и поддержание неизменного номинального (максимальНОГО) рабОЧЕГО ОбЪЕМа ГИдрОМОтсра qrM =

=qI MHGM

ПРи напРЯжении U2 > U2rp поЯвлЯетсЯ напряжение на выходе нелинейного элемента 31 — 031, т,е. замыкается нелинейная отрицательная обратная связь, охватывающая усилитель 30. Коэффициент усиления усилителя 30 резко снижается, практически до нуля. Поэтому дальнейшее увеличение напряжения на входе этого усилителя 02 перестает оказываеть влияние íà его выходное напряжение, т.е, в области значений Uz > Uzrp на выхоДе УсилителЯ 30 поддерживается неизменное напряжение (кривая 34 фиг.2).

ПРи Uz > Uzrp поЯвлЯетсЯ напРЯжение на выходе нелинейного элемента 31 — 031, которое определяется в этой области уравнением

Модуль напряжения U3z на выходе блока 32 выделения модуля равен модулю напряжения U31 и имеет всегда полярность, противоположную полярности опорного напряжения 0<, независимо от полярности напряжения Uz, которая зависит от заданного направления вращения гидромотора 10.

В области Uz > Uzrp с учетом равенств !

032 != !031 и Озгм = Ооп U3z, получим:

03гм = Uon (02 — U2rp), (4) т.е, по мере роста напряжения Окэ задатчика и пропорционального ему увеличения наПРЯжЕНИЯ UZ В ОбЛаСтИ UZ > U2rp ПРОИСХОДИТ уменьшение напряжения 03rM управления рабочим объемом гидромотора 10.

Напряжение на выходе усилителя

23 — U23 в области давлений Рц < Ротс (т.е.

55 при отсутствии напряжения на первом входе усилителя 23) пропорционально разности напряжений на его втором и третьем входах, т.е, напряжению U3rM по уравнению (4). Напряжение U23 поступает на информационный вход блока 24 выборки-хранения.

Режим работы этого блока зависит от уровня сигнала на его управляющем входе Uzo, который поступает с выхода логического элемента ИЛИ 20, При единичном уровне этого сигнала (Uzo = 1) блок 24 работает в режиме выборки, т.е. является безынерционным усилителем с коэффициентом усиления, равным единице.

В этом режиме сигнал на выходе блока

24 Оэм2 РаВЕН СИГНаЛУ На ЕГО ИНфОРОМаЦИонном входе, т.е, выходному напряжению усилителя 23 — U23:

Оэм2 023 (5) При нулевом уровне сигнала на управляющем входе блока 24 (Uzo = 0) он работает в режиме хранения. В этом режиме на выходе блока 24 сохраняется неизменное напряжение которое имело место в момент скачкообразного изменения уровня сигнала на управляющем входе блока 24 (от уровня Uzo = 1 до уровня Uzo = 0).

Напряжение 0»z с выхода блока 24 выборки-хранения подается на электромагнит усилителя 25. Давление управления Ру2 на выходе усилителя 25 пропорционально току

ЕГО ЭЛЕКтРОМаГНИта (э2Ц, т.Е. ПРОПОРЦИОнально подведенному напряжению 0>М2.

Давление управления Ру2 подается на вход гидравлического механизма 26 изменения рабочего объема гидоомотора 10, который осуществляет пропорциональное этому давлению изменение параметра регулирования у 2 гидромотора 10, Величина параметра регулирования у 2 и пропорциональное ему значение рабочего объема qrM гидромотора 10 изменяются, таким образом, пропорционально напряжению Оэм2 по УРавнению (4).

В исходном состоянии задатчика 1 (Окэ = 0) под действием опорного напряжения О» на выходе усилителя 23 устанавливается напряжение Uz3, пропорциональное максимальному, т,е. номинальному рабочему объему гидромотора qrMHoM. Сигналы на выходе релейных элементов 17 и 28 в момент подачи опорного напряжения 0» имеют нулевой уровень. Эти сигналы поступают

1828956

10 соответственно на входы логических элементов НЕ 18 и 29, на выходах которых появляются сигналы логической единицы.

Сигналы с выхода элементов 18 и 29 поступают на входы логического элемента И 19, который при наличии сигналов единичногоуровня на обоих его входах имеет сигнал единичного уровня на выходе. Этот сигнал поступает на вход логического элемента

ИЛИ 20 и на выходе последнего устанавливается сигнал логической единицы, благодаря чему блок 24 выборки-хранения начинает работать в режиме "выборка".

При этом на выходе блока 24 устанавливается напряжение, равное напряжению

О2З и пропорциональное максимальному рабочему объему гидромотора цгмном, на выходе усилителя 25 появляется номинальное давление управления Ру2, устанавливается максимальное значение параметра регулирования гидромотора у2 и соответствующее ему номинальное, т.е. максимальное значение рабочего объема гидромотора цгмном Rocfle достижения этого значения рабочего объема гидромотора 10 на выходе релейного элемента 28 появляется сигнал единичного уровня (О2в = 1), который приводит к появлению на входе логического элемента НЕ 29 сигнала "логический нуль".

Поэтому на выходе логического элемента И

19 также появляется сигнал "логический нуль", вследствие чего напряжение на выходе логического элемента ИЛИ 20 — О2л также становится равным логическому нулю и блок 24 выборки-хранения переходит в режим хранения, В этом режиме работы блока

24 сохраняется максимальный рабочий объем гидромотора цгмном

После появления сигнала единичного уровня на выходе релейного элемента 28 блок 33 выборки-хранения переходит в режим выборки, поэтому при переводе задатчика 1 из нулевого состония в состояние, при котором появляются напряжения U<>, О2, Оз4, под действием напряжения U « =

=Оз начинает возрастать подача насоса Он и давление в напорной линии Р>, При увеличении давления Ре до значения Ps > PoTc появляется напряжение на выходе нелинейного элемента 14 (либо 15), полярность которого противоположна полярности напряжения

О2 на третьем входе усилителя 30, т.е . замыкается цепь нелинейной отрицательной обратной связи по давлению, Эта обратная связь формирует характеристику 37 фиг,3, т.е, механическую характеристику, соответствующую кривой 39 фиг.4, которая обеспечивает разгон рабочего органа 11 с большим моментом инерции при практически неиз5

55 менном динамическом моменте гидромотора 10.

В течение всего процесса разгона рабочего органа 11 до номинальной скорости сохраняется неизменный, максимальный рабочий объем гидромотора 10 с поддержанием заданного давления регулированием расхода (подачи) насоса 6.

Если напряжение Uz превышает граничное значение О2гр, то в рассматриваемом режиме на выходе усилителя 30 устанавливается максимальное напряжение, равное

О2гр, т.е. на УпРавление подачей насоса 6 поступает сигнал, пропорциональный номинальному заданному значению подачи насоса 6, а напряжение Озган по уравнению (4) имеет значение, пропорциональное заданному рабочему объему гидромотора 10, т.е. заданной частоте вращения гидромотора

10, которая в случае U2 > Uzrp превышает номинальную частоту вращения гидромотора ВHov.

Последостижения номинальной подачи насоса 6, т.е. номинальной частоты вращения гидромотора 10, на выходе релейного элемента 17 появляется сигнал единичного уровня (О т = 1). Этот сигнал поступает на вход логического элемента 20, на выходе которого появляется сигнал логической единицы, после чего блок 24 выборки-хранения переходит из режима хранения в режим выборки, На выходе блока 24 появляется напряжение, которое начинает уменьшать ток электромагнита !»л усилителя 25, давление управления Ру2 и параметр регулирования гидромотора у z. Вследствие снижения тока электромагнита 4»25 на выходе релейного элемента 28 появляется сигнал нулевого уровня (О2в = О), при этом блок 33 выборкихранения переходит в режим хранения и сохраняет на своем выходе неизменное значение напряжения U»<, соответствующее номинальной подаче насоса 0НОМ. Вследствие снижения рабочего объема гидромотора

10 давление Р> стремится возрасти, Когда это давление превысит значение давления отсечки Porc, появляется напряжение на выходе нелинейного элемента 14, которое через блок 21 выделения модуля поступает на первый вход усилителя 22 (поскольку появляется напряжение на выходе нелинейного элемента 15, поступающее на второй вход усилителя 22). Напряжение Uzz имеет полярность, совпадающую с полярностью опорного напряжения (независимо от направления вращения гидромотора 10). При наличии напряжения U22 напряжение О23 HB выходе усилителя 23 описывается уравнением:

1828956

023 = Кгз(03гм+ 22) (7) где

Ягмном шгм

К2гм Ягм (12) Мгм = К1гм PS, Цгмном

®гм — Мгмном а (13) 40 где

QHHOM г гмном

К2гм (14) гОгмном

Мгм — К1гм РВ

Шгм (15) 55

Цгм

Мгм = К1гм РВ агм-м (10) U22 = К1(Рв — PoTc), (8) K1 — коэффициент пропорциональности.

С учетом уравнения (4) Огз = Кгз(0оп U2+ U2rp+ К1(Рв Ротс)). (9) При возрастании давления Рв сигнал нелинейной отрицательной обратной связи по давлению воздействует на рабочий объем гидромотора 10 в направлении увеличения этого объема, т.е. в направлении снижения давления в линии 7 (8).

Благодаря этому формируется характеристика 38 фиг,3 и соответствующая ей механическая характеристика 40 фиг.4, т,е. обеспечивается увеличение скорости гидромотора 10 путем снижения его рабочего объема при поддержании практически неизменного давления с помощью нелинейной отрицательной обратной связи по давлению, которая воздействует на рабочий объем гидромотора

10, После окончания процесса разгона устанавливается заданная, определенная величиной напряжения U2, частота вращения гидромотора а зад > ю ном (фиг.4), В режиме торможения механизма (фиг,8) система работает аналогично описанному, причепм на первом этапе процесса торможения частота вращения снижается в результате постепенного увеличения рабочего объема гидромотора 10, а на втором этапе— путем снижения подачи насоса 6.

Давление отсечки Ротс насоса 6 пропорционально ширине зоны нечувствительности нелинейных элементов 14 и 15.

Стопорное значение давления Рст гидромотора 10 соответствует моменту начала разгона рабочего органа 11 с большим моментом инерции, когда частота вращения гидромотора 10 ра в на нул ю.

Разность давлений Рс, — Ротс представляет собой статизм (т.е. ошибку регулирования) замкнутого контура автоматического регулирования давления. Обычно давление

Ротс бЛИЗКО К Рст, ТЕ, В ПРОЦЕССЕ РЗЗГОНа поддерживается практически неизменное давление в напорной линии (7 или 8).

Момент гидромотора М, и давление в напорной линии Рв связаны соотношением: где цгм — текущее значение рабочего объема гидромотора 10, Цгмном НОМИНаЛЬНОЕ, МаКСИмаЛЬНОЕ значение рабочего объема гидромотора 10, 5 К1гм — КОЭффИЦИЕНт ПРОПОРЦИОНаЛЬНОсти, Частота со l-M вращения гидромотора 10 связана с подачей QH насоса 6 и рабочим объемом цгм гидромотора 10 зависимостью

10 гДе K2гм — коэффи Циент пРопоРЦиональности.

При постоянном номинальном рабочем объеме гидромотора 10, т.е. ц = цгмном =

= const, что соответствует первому этапу процесса разгона, уравнение (10) принимает вид т,е, момент гидромотора 10 изменяется пропорционально давлению Рв.

В течение процесса разгона от нулевой до номинальной частоты вращения момент гидромотора Мгм изменяется от стопорного момента Мст до момента отсечки М,, которые пропорциональны соответственно давлениям Рст и Ротс.

На втором этапе процесса разгона, которому соответствует номинальная, неизМЕННаЯ ПОДаЧа (РаСХОД) QH = Онном = СОПзт насоса 6, уравнение (11) принимает вид номинальная частота вращения гидромотора 10, которая имеет место при номинальной подаче насоса 6 и номинальном, максимальном рабочем объеме гидромотора 10, Из уравнений (10) и (13) следует уравнение механической характеристики гидромотора 10 на втором этапе процесса разгона. т.е. по мере увеличения частоты вращения

ГИДРОМОтОРа СОl-ì В ОбЛаСтИ Вгм > Игм„м момент гидромотора 10 снижается. При

1828956

14 поддержании практически неизменного давления в напорной гидролинии Рв = Рст это уравнение принимает вид: у M ГОгмнОм гм — ст сг гм (16) т,е. механическая характеристика гидромотора 10 на этом этапе описывается гиперболой (кривая 40 фиг,4).

Напряжение U16 на входе элемента 17 (фиг,5) пропорционально текущему значению подачи 0Н насоса 6, при подаче QH <

<Оном насоса 6 входное напряжение элемента 17 U16 < 016HQMI при этом напряжение

017 на выходе релейного элемента 17 соответствует логическому нулю (017 = О).

После достижения подачей насоса 6 номинального значения С4 = Q<>«, т.е. при достижении значения напряжения 016 =

=016ном, НаПРЯжЕНИЕ U17 СтаНОВИтСЯ Раеным логической единице 1017 = 1I, причем полярность этого напряжения не зависит от полярности входного напряжения 016.

Напряжение U 27 на входе элемента 28 (фиг,6) пропорционально текущему значению рабочего объема гидромотора qnM. При значениях рабочего обьема гидромотора

Цгм < qlMHo ВХОДНОЕ НаПряжЕНИЕ U27 <

Обозначим: т == относительное

tn1

ЗНаЧЕНИЕ ТЕКУЩЕГО ВРЕМЕНИ t, tn1 — ПОЛНОЕ время позиционирования прототипа, tT1

= — — и тт1 = — относительtn1 tn1 ные значения интервалов времени разгона от нулевой до номинальной частоты вращения и торможения, от номинальной частоты вращения до нулевой. Эти интервалы времени для фиг.7, 8 имеют равные значения; туст г „= — относительное значение тп1 интервала времени, соответствующего вращению гидромотора 10 с установившейся номинальной частотой вращения.

На этом интервале времени момент гидромотора 10 практически равен нулю, поскольк влияние сил статического сопротивления движению невеплико и им можно пренебречь;

CdHoì тр1 — тт1—

Я1 (16) 20 у ст где 81 = — ускорение на первом э апе

J (Г1РИ Cd гм < Cd ном)

J — момент инерции рабочего органа 11.

УГЛОВОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ а т1 РабОЧЕГО ОРГаНа 11 На ЭТОМ ЭтаПЕ (ПРИ Ш гм < Cd HoM) И угловое перемещение а» на этапе торможения) определяется соотношением:

30

I t ар1=а1= f cddt= f eitdt= о о

81 t Р1 « ном tp1

2 2 поскольку (18) CdHOM = с1 тр1

Угловое перемещение ауст рабочего органа в установившемся режиме (для фиг.7) 45 ауст = а — (ар1 + а,1 ) = а — 2 Qp1 = (19) — а CdHîì tp1 где а — заданный угловой путь перемещения (т.е, позиционирования) рабочего органа.

Время установившегося движения рабочего органа (для фиг.7) а„„а

55 CdHoì сг>ном (20) В данной системе (фиг.1) интервалы путИ, РаВНЫЕ ар1 И ат1 НЕ ИЗМЕНЯЮТСЯ (фиг,8). тв ц = — — относительно значение ин<п1 тервала времени, соответствующего второму этапу работы — при неизменной номинальной

5 подаче насоса 6 и регулировании частоты вращения гидромотора 10 в области выше номинальной путем изменения (уменьшения) рабочего объема гидромотора 10.

Лтп

Л гп = — относительное значение тп1 времени сокращения цикла позиционирования, обеспечиваемое данной системой по сравнению с прототипом, Время разгона и торможения на первом

ЭтаПЕ, Т.Е. ПРИ Ш гм < Cd ном tp1 И t» OnPe деляется уравнениями:

1828956

16 tll = tpll + till = 2т р11

5 т.е. тп =2 0,1251рi +0,28125 — " — 8—

10 гмном (27) Сокращение времени Лсп позиционирования рабочего органа 11, которое обеспечивается предложенной системой по сравнению

15 C BPOTOTNnOM .

Лт, = tn — Сн2, (28) CI Гг>гм с3 t (21) Л tn круст tl I (29) 30 или

Atn— сОном

ГАЕ Q) гм = Ю ном НаЧаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ ЧаС35 таты вращения гидромотора 10, соответствующее моменту =ðåìåíè т = О.

Уравнению (23) соответствует следующая зависимость для скорости гидромотора 10 на втором этапе работы (при ю г» > гт> ном) V 2 югм =вно — t —, 1, (24) тр

Угловое перемещение рабочего органа

11 на этом этапе определяется уравнением (26) - 0,5 tp1

Поэтому на втором этапе работы (т.е. в области й> гм > со ном рабочий орган 11 также проходит путь, рaâíûé а уст. Половину

G ñò этого пУти ар11 — —" он пРохоДит в Режиме постепенного снижения рабочего обьема

ГИдрОМОтОра 10 От НОМИНаЛЬНОГΠ— С1гм дО минимального — цгмм (при поддержании номинальной подачи насоса 6) и соответствующего уравнению (13) роста частоты враЩЕНИЯ Ni-».

Яст

ВтОРУЮПОЛОВИНУЭтОГОПУтИ Сйт11 = — — Ра2 бочий орган 11 проходит в режиме постепенного увеличения рабочего объема

ГИДРОМОтОРа 10 От С1гмгп1п ДО С1гмном (ПРИ ПОДдержании номинальной подачи насоса 6) и соответствующего уравнению (13) сни>кения частоты вращения и> гм.

Уравнение дви>кения рабочего органа 11: с учетом зависимости (15) принимает вид

MCT WHO» й>гм б й>гм 8 t, (22) + (23)

2 J 2

11 р ХКст

< "р11 = 3 М-м d t =, (25) о

2 откуда после соответствующих преобразований, получаем зависимость для времени разгона t pll у

0,125 р1 + 0,28125 гмном

Общее время работы системы на этом этапе где п, — время позиционирования прототипа (Ю n) — его относительное время позиционирования), tnz — врепмя позиционирования системы фиг.1 (т nz — ее относительное время позиционирования), С учетом приведенных выше зависимостей сокращение времени позиционирования может быть представлено в виде;

3 — 2 0.125 > pi + 0,28125 — 2- - — Р- 1301

О>ГMHOM

Формула изобретения

Электрогидравлическая система, содержащая последовательно связанные задатчик, фазочувствительный выпрямитель, первый суммирующий усилитель, электрогидравлический усилитель с датчиком тока его электромагнита и гидравлический механизм изменения расхода регулируемого насоса, соединенного гидравлическими линиями с гидромотором, вал которого соединен с рабочим органом, а также второй и третий суммирующие усилители и датчики давления в гидравлических линиях, связанные через первый и второй нелинейные элементы типа "зона нечувствительности" с двумя входами первого суммирующего усилителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, она снабжена двумя блоками выделения модуля, двумя релейными элементами, двумя блоками выборки-хранения, двумя логическими элементами

1828956

О

Фиг. Г

НЕ, логическим элементом ИЛИ, логическим элементом И и четвертым суммирующим усилителем с третьим нелинейным элементом типа "зона нечувствительности" в цепи обратной связи, а гидромотор выполнен регулируемым и снабжен гидравлическим механизмом управления рабочим объемом и электрогидравлическим усилителем с датчиком тока его электромагнита, при этом выход третьего суммирующего усилителя через первый блок выборки-хранения соединен с электрогидравлическим усилителем гидромотора, пепрвый суммирующий усилитель связан входом с фазочувствительным выпрямителем через четвертый суммирующий усилитель и выходом с электрогидравлическим усилителем насоса через второй блок выборки-хранения, к выходам датчиков тока электромагнитов электрогидравлических усилителей насоса и гидромотора подключены входы первого и второго релейных элементов соответственно, один датчик давления через последовательно включенные первый нелинейный элемент типа "эона нечувствительности" и первый блок выделения модуля, а другой датчик давления через

5 второй нелинейный элемент типа "зона нечувствительности" связаны с входами второго суммирующего усилителя, выход которого подключен к одному входу третьего суммирующего усилителя, другой вход ко10 торого через второй блок выделения модуля подключен к выходу третьего нелинейного элемента типа "зона нечувствительности", управляющий вход первого блока выборкихранения подключен к выходу элемента

15 ИЛИ, один вход которого соединен с выходом первого релейного элемента и с входом первого элемента Н Е, а другой — с выходом элемента И, входы которого соединены с выходами элементов НЕ, причем вход вто20 рого элемента НЕ и управляющий вход второго блока выборки-хранения подключены к выходу второго релейного элемента, 1828956 бСт lcm

7 Q

ul6 gd

1828956

6) rp1 Pyre

6)ffop1

-7 max Г 7 4ау

)Я

0,f5

Составитель С. Рождественский

Техред М.Моргентал Корректор Л,Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2472 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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