Электрогидравлическая следящаясистема

Электрогидравлическая следящаясистема

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик (11)849134

* г

Ф (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Заявлено 25.10.79(21)2833178/18 24 (51) М. Кл.

805 В ХL/OL с присоединением заявки .%—

Государственный комитет

СССР(23) Приоритет ао делам изобретений и открытий (53) Уд К62.50 (088.8) Опубликовано 23,07.8l. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 23.07.8з. (72) Авторы изобретения

H. М. Фомин и М. Н. Фролов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ

СИСТЕМА системы (2).

Изобретение относится к технике следяших приводов, в частности к электро- гидравлическим следяшим системам, предназначено для автоматического управления машинами и аппаратами, может найти применение в системах автоматического управления.

Известны электрогидравлические следящие системы, содержащие датчики входного сигнала, электронные усилители сит 10 нала рассогласования, гидродвигатели с электромеханическим преобразователем на входе и с гидроусилителем, датчики выходного сигнала, нагрузку P.).

Недостатком этих ус зройств является температурная нестабильность статических и динамических характеристик, которые> определяются в основном температурной нестабильностью скоростных характеристик>0 гидродвигателя с гидроусилителем, т.е. завйсимости скорости гидродвигателя от тока управления, подаваемого в обмотку управления электромеханического преобразовазеля от электронного усилителя и изменением коэффициента добротности следящего привода в зависимости от условий эксплуатации. Известно, что для улучшения чувствительности и динамики электрогидравлической следящей системы вводятся осциллирующие движеии (вибрации) золотника гидроусилителя с большой частотой и малой амплитудой. Температурная стабильность скоростной характеристики гидродвигателя в этом случае практичес.ки не изменяется.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является электрогидравлическая следяшая система, содержашая последовательно соединенные генератор осциллирующего сигнала, преобразователь напряжение-ток, . электромехани ческий преобразователь, гидродвигатель с гидроусилителем, датчик обратной связи, выход которого соединен со вторым вхо» дом преобразователя напряжение-ток, третий вход которого соединен со Ъходом

a40i84

Недостатком этого устройства является температурная нестабильность характеристик (скорости отработки задающего сигнала, переходного процесса, частотных характеристик, быстродействия), вызван5 ная зависимостью скоростной характеристики гидродвигателя при постоянном входном токе управления от температуры рабочей жидкости в гидродвигателе. В связи с тем, что рабочая жидкость в ис- ур полнительном гидродвигателе с гидроусилителем, как правило, циркулирует в замкнутом ограниченном объеме и гидродвигцтель подвергается воздействию высоких температур, например, при управлении ру- 15 лями летательных аппаратов, его скорост ная характеристика может изменяться в значительных пределах (в два и более раза}. Кроме того, постоянная времени обмотки управления электромеханического преобразователя, величина которой зависит от внутреннего сопротивления усилителя в рассматриваемой следящей системе, значительно ухудшает ее быстродействие, так как она практическй не компенсирует 5 ся из-за низкого выходного сопротивления усилителя. Все это ограничивает применение рассматриваемой следящей системы в высокочастотных быстродействующих системах автоматического управления 30 машинами и аппаратами.

Цель изобретения — повышение точности электрогидравлической следящей системы.

Указанная цель достигается тем, что система содержит последовательно соединенные фильтр вьщелення высокой часто ты, амплитудный детектор с усреднением, инвертор и первый нелинейный усилитель с зоной нечувствительности, а также источник опорного напряжения и второй, третий и четвертый нелинейные усилители с зоной нечувствительности, причем вход фильтра вьщеления высокой частоты соВ динен с выходом преобразователя напряжениегок, выходы первого и второго нелинейного усилителя с зоной нечувстви тельности соединены, соответственно, с четвертым и пятым входами преобразователя н прикениегок, а ключевые входы— с выходами третьего и четвертого нелинейного усилителя с зоной нечувствительности, входы которых соединены с выходом датчика обратной связи, вход второго нелинейного усилителя с зоной нечувствительности соединен со входом инвертора, первый выход источника опорного напряжении соединен.со вторыми входами первого и третьего нелинейного усилителя с зоной нечувствительности, а второй выход — со вторыми входами второго и четвертого нелинейного усилителя с зоной нечувствительности.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно состоит из преобразователя 1 напряжениегок, электромеханического преобразователя 2, гидродвигателя с гидроусилителем 3, нагрузки 4, датчика 5 обратной связи, фильтра 6 выделения высоких частот, амплитудного детектора 7 с усреднением инвертора 8, нелинейных усилителей 9 — 12 с зоной нечувствитель ности, источника 13 опорного напряжения, генератора 14 осциллируюших. колебаний.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном положении на вход преобразователя 1 напряжениегок с генератора

14 осциллирующих колебаний поступает синусоидальный сигнал 0о „, частота которого значительно превышает частоту рабочего сигнала Ugg, а амплитуда тока осциллирующего сигнала I с сц в обмотке управления электромеханического преобразователя 2. обычно составляет часть от максимального ToKG управления I ìÎêñ т.е.|ос@ — (01?у макс В процессе работы устройства происходит разогрев рабочей жидкости и, следовательно, изменение сопротивления обмотки управления электромеханического преобразователя 2, которая, как правило, выполняется медным проводом. В связи с тем, что преобразователь 1 напряжение гок поддерживает амплитуду тока 1с сцв обмотке управ.ления электромеханического преобразователя 2 неизменной, то изменение напряжения осциллирующего сигнала пропсрционально изменению температуры рабочей жидкости в гидродвигателе и, следовательно, изменение его скоростной характеристики. Изменение напряжения осциллируюшего сигнала выделяется с помощью фильм ра 6 выделения высоких частот и амплитудного детектора с усреднением 7, так что на его выходе образуется медленно: меняющееся напряжение Ь 0, пропорциональное зависимости скоростной характеристики гидродвигателя иг температуры рабочей жидкости.

Нелинейные усилители 9 — 12 с зоной нечувствительности пропускают сигналы одной полярности, причем блоки 9 и 11 пропускают отрицательно сигналы, а блоки 10 и 12 — положительные сигналы.

5 8491

Опорные напряжения + 0о„„, поступающие с источника 13 опорных напряжений, подключены ко вторым входам блоков 9 - 12 и выбраны такой величины, чтобы при отсутствии входного сигнала эти блоки не реагировали на случайные флуктуирующие сигналы в зоне нечувствительности устройства. Кроме того, блоки 9 и 10 имеют ключевые входы, при подаче сигнала на которые эти блоки запираются. Бло- р кн 9 - 12 инвертируют входной сигнал.

При наличии входного сигнала положительной полярности + UB> на выходе дат чика обратной связи образуется сигнал отрицательной полярности - Upped, на вы-ходе блока 12 сигнал Uon закрывавший ключ 10, отсутствует и с выхода детектора 7 компенсирующее напряжение 4 U проходит через блок 10 на вход преобра» зователя 1 напряжениегок, при этом изменяется его коэффициент передачи и уменыцается сигнал управления таким образом, что сохраняется скоростная характеристика гидродвигателя неизменной.

Следовательно, неизменным сохраняется zs и коэффициент добротности следящей системы, что свидетельствует о температурной стабильности характеристик устройст ва. Кроме того, высокое выходное сопротивление преобразователя 1 напряжениеток резко снижает и стабилизирует постоянную времени обмотки управления электромеханического преобразователя 2, при этом повышается быстродействие устройст ва. На выходе ключа 11 присутствует сигнал U „, который закрывает блок 9, и компенсирующее напряжение h Q с выхода инвертора 8 не проходит на вход преобразователя 1 напряжение гок. При подачена вход устройства сигнала отрица». 4р тельной полярности — Цр,с на выходе датчика обратной связи 5 образуется сигнал полсюкительной полярности + 0 BblX который поступает на входы ключей 11 и

12. В этом случае на выходе блока 12 45 образуется сигнал — U „, который закрывает блок 10 и компенсирующее напряжение ЬО не поступает на вход преобразователя 1 напряжение-ток. В то же время сигнал с выхода ключа 11 не поступает gp на ключевой вход блока и компенсирующее напряжение — b. U с инвертора 8 через блок 9 поступает на вход преобразователи

1 напряжение-ток, компенсируя изменение скоростной характеристики гидродвигателя.;

Элементы предлагаемого устройства, также как преобразователь напряжениеток, амплитудный детектор, нелинейные

34 6 усилители с зоной нечувствительности, инвертор, фильтр выделения высокой частоты могут быть выполнены на единой микросхемной элементной базе, в частности, на интегральных операционных усилиТОЛЯХ.

По сравнению с известным устройством в предлагаемой электрогидравлической следящей системе повышена температурная стабильность в связи с введением сигнала на вход преобразователя напряжениегок, компенсирующего изменение скоростной характеристики гидродвигателя при разогреве рабочей жидкости, и быстродействие за счет высокого внутреннего сопротивления преобразователя напряжениегок. Все это позволяет повысить точность устройства и испольэовать его в высокочастотных ароматических системах управления машинами -и аппаратами. Кроме гого, применение единой микроэлект ронной базы позволяет повысить .уровень микроминиатюризации устройства. формула изобретения

Электрогидравлическая следящая система, содержащая последовательно соединенные генератор осциллируюшего сигнала, преобразователь напряжение ток, электромеханический преобразователь, гидродвигатель с гидроусилителем, датчик обратной связи, выход которого соединен со вторым входом преобразователя напряжение гок, третий вход которого соединен со входом системы, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью пои шения точности, система содержит последовательно соединенные фильтр выделения высокой частоты, QM» плитудный детектор с усреднением, инвертор и первый нелинейный усилитель с зоной нечувствительности, а также источник опорного напряжения и второй, третий и четвертый нелинейные усилители с зоной нечувствительности, причем вход фильтра выделения высокой частоты соединен с выходом преобраэсвателя напряжение-ток, выходы первого и второго нелинейного усилителя с зоной нечувствительности соединены, соответственно, с четвертым и пятым входам и преобразователя напряжениегок, а ключевые входы — с выходами третьего и четвертого нелинейного усилителя с зоной нечувствительности, выходы которых соединены с выходом датчика обратной связи, вход второго нелинейного усилителя с зоной нечувствительности соединен со входом инвертора, первый выход источника опорного напряжения соедийен со вторыми входами первого и третьего нелинейного усилителя с зоной нечувствительности, а второй выход — со вторыми входами второго и четвертого нелинейного усилителя с зоной нечувствительности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

849 l34 8

1. Авторское свидетмьство СССР

N9 292139, кл. GO5 В 4.3./01, 3.971.

2. Гамынин H. С. Основы следящего гидравлического привода. М., Оборонгиз, 1962, с. 122, рис. 5.1 (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 6089/59 Тираж 940 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4