Электрогидравлический усилитель
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсних
Социалистических
Республик
F 15 В 9/03 (22) Заявлено 14. 05, 79 (21) 2767839/18-24 с присоединением заявки .% Гесударстееииыл камитет СССР (23) Приоритет Опубликовано 30.06.81. Бюллетень Ля 24 Дата опубликования описания 07.07. 81 до делам изебретеиий и втхрытий (53) УДК621-525(088.8) и гидроавтоматики (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ Изобретение относится к электрогидравлическим системам автоматического управления и может быть использовано в различных машинах и механизмах с гидравлическими исполнительными органами. Коэффициент усиления разомкнутого электрогидравлического привода является расчетной величиной, так как он определяет устойчивость и динами10 ческие характеристики привода. Поэтому допустимый коэффициент усиления электрогидравлического усилителя, т,е. отношение приращения расхода к приращению управляющего 15 сигнала, обратно пропорционален произведению коэффициентов усиления ос» тапьных звеньев привода, из которых одно звено гидравлическое (гидродвигатель), а остальные — электрические (электронный усилитель, канал обратной связи). Произведение коэффициентов усиле ния электрических звеньев определяет погрешность позиционирования привода, поэтому при наличии статизма в звеньях привода это произведение должно быть возможно большим. Следовательно, про.— изведение коэффициентов усиления гидравлических звеньев должно быть таким, чтобы общий коэффициент усиления разомкнутого привода не превышал допустимой величины. Уменьшение коэффициента усиления гидродвигателя достигается увеличением его рабочего обьема, что не может считаться оптимальным решением, поэтому малый коэффициент усиления должен быть электрогидравлический усилитель, Известен электрогидравлический усилитель мощности с электрической обратной связью, который содержит электромеханический преобразователь, электромеханический датчик положения золотника дросселирующего распределителя, генератор переменного напряжения, питающий датчик, .в выходной цепи которого установлен демодулятор. Нелинейная зависимость перемещения золотника от управляющего сигнала достигается тем, что электрическая цепь обратной связи дополнительно содержит по крайней мере один работающий от управляющего сигнала формирователь уровня постоянного напряжения, логическое устройство ИЛИ и источник постоянного напряжения фиксированного уровня, причем выход логичес- 1О кого устройства ИЛИ соединен с генератором переменного напряжения, один из входов — с источником напряжения фиксированного уровня, а другой — с формирователем уровня постоянного 15 напряжения, превышающего фиксированный уровень. При большом управляющем сигнале формирователь уровня выдает на первый вход логического устройства ИЛИ 20 сигнал нулевого уровня (либо уровня меньше фиксированного). В этом случае амплитуда переменного напряжения генератора определяется величиной фиксированного напряжения, поданного 25 на второй вход логического устройства ИЛИ, а зависимость перемещения золотника от управляющего сигнала определяется углом о, При уменьшении управляющего сигнала до определенной Зо величины срабатывает формирующее устройство и на первый вход логического устройства ИЛИ чоступает напряжение, превьппающее фиксированный уровень, в связи с чем амплитуда переменного 35 напряжения генератора определяется выходным. напряжением формирующего устройства, Перемещение золотника, соответствующее значению управляющего сигнала в момент переключения формирующего устройства уменьшается, так как при повышенном напряжении питания датчика одно и то же напряжение, а после демодулятора будет соответствовать меньшему перемещению чувствительного элемента датчика, соеди ненного с золотником, Зависимость перемещения золотника от управляющего сигнала определяется углом Ф, причем W (c6« Таким образом рассмотренный электрогидравлический усилитель имеет нелиней-, ную зависимость перемещения золотника от55 управляющего сигнала с большим коэффициентом усиления при больших управляющих сигналах и с малым коэффици8422 31 4 ентом усиления при малых управляющих сигнала Pl). Переход электрогидравлического усилителя с одной зависимости перемещения золотника от управляющего сигнала на другую происходит релейно, что ухудшает условие устойчивости ll ll привода в большом Известен электрогидравлический усилитель мощности, содержащий последовательно включенные сумматор, усилитель мощности, ко второму входу которого подключей источник управляющего сигнала управляющий элемент и гидрораспределитепь, датчик обратной связи и. линейный усилитель, подключенный в одному из входов сумматора С2.1. Однако в известном усилителе невозможно получить нелинейную без релейного участка зависимость перемещения золотника от управляющего сигнала что ухуцшает его динамические т характеристики, Цель изобретения — улучшение его динамических характеристик, Поставленная цель достигается за счет того, что в известном электрогидравлическом усилителе установлены последовательно включенные дополнительные линейные усилители и ограничители напряжения, выходы которых подключены к другим входам сумматора, а входы дополнительных линейных усилителей соединены с выходом датчика обратной связи. На фиг. 1 изображена блок-схема электрогидравлического усилителя с электрической обратной связью; на фиг. 2 и 4 - зависимости напряжения, на втором входе электронного усилителя мощности от перемещения золотника; на фиг. 3 и 5 — зависимости перемещения золотника от управляющего сигнала. Электрогидравлический усилитель состоит из управляющего элемента электромеханического преобразователя 1, золотникового дросселирующего гидрораспределителя 2, датчика 3 обратной связи, например электромеханического, усилителя мощности 4, один вход которого соединен.с источником 5 управляющего сигнала, а выход,с электромеханическим преобразователем 1, и электрической цепи обратной связи по положению золотника, содержащей сумматор 6, выход которого соединен со вторым входом усилителя мощности 4, линейные усилители 7 и 8, входы которых Электрогидравлический усилитель, содержащий последовательно включенные сумматор, усилитель мощности, ко второму входу которого подключен источник управляющего сигнала, управляющий элемент и гидрбраспределитель, датчик обратной связи и линейный усилитель, подключенный к одному из входов сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик усилителя, в нем установлены последовательно включенные дополнительно линейные усилители и ограничители напряжения, вы5 84223 соединены с выходом датчика 3 положения золотника, выход усилителя 7 непосредственно соединен с одним иэ входов сумматора Ь, а между выходом усилителя 8 и вторым входом сумматора 6 у становлен ограничитель напряжения 9. Цепей, содержащих усилчтели напряжения 8 и ограничители 9 в цепи обратной связи может быть несколько, Электрогидравлический усилитель 10 работает следующим образом. Сигнал 10 пропорциональный перемещению золотника, поступает на входы усилителей напряжения 7 и 8. С выхода усилитепя 7 напряжение 11 поступает 15 Hd вход сумматора 7. Напряжение с выхода усилителя 8 ограничивается по амплитуде ограничителем напряжения 9 и в виде напряжения 12 поступает на второй вход сумматора 6. 20 Если напряжение 12 складывается с напряжением 11, то напряжение 13 на втором входе. электронного усилителя мощности 4 имеет вид, показанный на фиг. 2. 25 Так как напряжение 13 представляет собой напряжение обратной связи по положению золотника, то зависимость перемещения золотника при линейном датчике 3, или эквивалентное перемеще-30 нию напряжения IO от управляющего сигнала 5, имеет вид, показанный на фиг. 3. Если напряжение 12 вычитается из напряжения 11,,то напряжение 13 имеет з вид, показанный на фиг. 4, а зависимость напряжения 10 от управляющего сигнала 5 изображена на фиг, 5, Наклоны . участков характеристики определяются коэффициентами усиления 40 усилителей 7 и 8 напряжения, устанавливаемыми при настройке электрогидравлического усилителя, реализующего требуемую из условий работы привода зависимость перемещения золотника от 45 управляющего сигнала. Напряжение на выходах усилителей напряжения 7 и 8 зависят от величины перемещения золотника, дросселирующего распределителя 2 и от настраиваемых10 величин коэффициентов усиления этих усилителей. Как видно из графиков на фиг.,3 и 5, предложенный электрогидравлический усилитель имеет нелинейную зависимость перемещения золотника от управляющего сигнала, причем умень« шение или увеличение коэффициента 1 6 усиления при мапых управляющих сигналах достигается инвертированием или неинвертированием сигнала после ограничения . напряжения, Уменьшение коэффициента усиления электрогидравлического усилителя при малых управляющих сигналах (фиг. 2) приводит к стабилизации следящих приводов с большими инерционными нагрузками. Увеличение коэффициента усиления электрогидравлического усилителя при малых управляющих сигнала (фиг. 5) позволяет при необходимости повысить статическую и динамическую жесткость слецящего привода в зоне малых скоростей движения исполнительного органа. . Указанные зависимости не имеют релейного участка, что существенного для стабилизации следящих электрогидравлических приводов. При установке нескольких цепей, состоящих из последовательно соединенных усилителя напряжения и ограничителя напряжения обеспечивается несколько коэффициентов усилителя электрогйдравлического усилителя без релейных участков. Применение в известном электрогидравлическом усилителе с электрической обратной связью сумматора, двух усилителей напряжения ограничителя напряжения и соответствующее их соединение позволяет получить нелинейную беэ релейного участка зависимость перемещения золотника от управляющего сигнала. Это, в свою очередь, позволяет стабилизировать электрогидравлический привод при больших коэффициентах усиления его электрических звеньев, определяющих погрешность позиционирования привода. Формула изобретения Риа Х ВНИИПИ Заказ 5011/31 Тирам 749 Подписное Филиал ППП "Патент, г, Укгород, ул. Проектная,4 7 84 ходы которых подключены к другим входам сумматора,а входы дополнительных линейных усилителей соединены с выходом датчика обратной связи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 2231 8 l. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2531435/25-06, кл, F 15 В 9/03, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2570211/24, кл. F 15 В 9/03, 1977 (прототип).
