RU2125667C1

RU2125667C1 - Electrohydraulic servo drive

Info

Publication number: RU2125667C1
Application number: RU97106231A
Authority: RU
Inventors: А.В. Месропян; В.А. Целищев
Original assignee: Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1999-01-27

Abstract

FIELD: aircraft industry; hydraulic systems of aircraft. SUBSTANCE: drive has series connected setter, comparator-amplifier, electromechanical converter, hydraulic booster and pressure differential rate feedback. hydraulic booster is coupled with electromechanical converter and with hydraulic cylinder spaces. Rod of hydraulic cylinder is connected through position negative feedback with comparator-amplifier. Auxiliary feedback has hydraulic condenser made in form of spring-loaded piston. Both spaces of hydraulic condenser are coupled, through unadjustable throttles, with main hydraulic cylinder and, simultaneously, with spaces of additionally hydraulic cylinder. End chambers of additional hydraulic cylinder are connected with spaces of main hydraulic cylinder. Rod is made in form of throttle needles. Needles change areas of adjustable throttles. Feedback nozzles are connected to throttles. Spaces of adjustable throttles are coupled with control pressure. EFFECT: enhanced accuracy of operation at static load and nonrigid coupling of hydraulic motor with engine, increased damping at resonance frequencies. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в гидросистемах летательных аппаратов. The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in hydraulic systems of aircraft.

Известен электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные задатчик, сравнивающий усилитель, электромеханический преобразователь и струйный усилитель с поворотной струйной трубкой, связанной с электромеханическим преобразователем, и приемной платой, окна которой соединены с полостями гидроцилиндра, шток которого связан цепью отрицательной обратной связи по положению со сравнивающим усилителем [Баженов А.И. и др. Проектирование следящих гидравлических приводов летательных аппаратов, М.: Машиностроение, 1978, с. 199, рис. 4.2]. Known electro-hydraulic follow-up drive, containing a serially connected master, a comparison amplifier, an electromechanical converter and a jet amplifier with a rotary jet tube associated with an electromechanical converter, and a receiving board, the windows of which are connected to the cavities of the hydraulic cylinder, the rod of which is connected by a negative feedback circuit in position with a comparison amplifier [Bazhenov A.I. et al. Design of servo hydraulic drives for aircraft, Moscow: Mashinostroenie, 1978, p. 199, fig. 4.2].

Недостатком данного привода является зависимость скорости движения исполнительного гидродвигателя от нагрузки на выходном звене. The disadvantage of this drive is the dependence of the speed of the actuator on the load on the output link.

Известен электрогидравлический следящий привод, отличающийся от предыдущего наличием устройства обратной связи по перепаду давлений [Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства автоматики, М.: Машиностроение, 1979, с. 109, рис. 76]. Known electro-hydraulic follow-up drive, which differs from the previous one by the presence of a feedback device for differential pressure [Chuprakov Yu.I. Hydraulic drive and automation equipment, M .: Mechanical Engineering, 1979, p. 109, fig. 76].

Недостатком данного привода является нежесткость характеристик привода, зависящих от величины контактного трения в гидродвигателе и в опорах нагрузки, и увеличенная ошибка по выходной координате. The disadvantage of this drive is the non-rigidity of the drive characteristics, depending on the magnitude of contact friction in the hydraulic motor and in the load supports, and the increased error in the output coordinate.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является электрогидравлический следящий привод, содержащий устройство обратной связи по производной от перепада давлений, выполненное в виде гидравлического конденсатора, дополнительного гидроцилиндра и нерегулируемого дросселя [Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства автоматики, М.: Машиностроение, 1979, с. 162, рис. 112]. The closest in technical essence and the achieved effect is an electro-hydraulic servo drive containing a feedback device for the derivative of the differential pressure, made in the form of a hydraulic condenser, an additional hydraulic cylinder and an unregulated throttle [Chuprakov Yu.I. Hydraulic drive and automation equipment, M .: Mechanical Engineering, 1979, p. 162, fig. 112].

Недостатком прототипа является наличие ошибки по выходной координате при статической нагрузке и нежесткой связи гидродвигателя с нагрузкой, а также недостаточное демпфирование на резонансных частотах. The disadvantage of the prototype is the presence of an error in the output coordinate with a static load and a non-rigid connection between the hydraulic motor and the load, as well as insufficient damping at resonant frequencies.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности работы привода при статической нагрузке и нежесткой связи гидродвигателя с нагрузкой, а также увеличение демпфирования на резонансных частотах. The task to which the invention is directed is to increase the accuracy of the drive under static load and non-rigid connection of the hydraulic motor with the load, as well as increase the damping at resonant frequencies.

Поставленная задача достигается тем, что имеется электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные задатчик, сравнивающий усилитель, электромеханический преобразователь и гидроусилитель, связанный с электромеханическим преобразователем и с полостями основного гидроцилиндра, шток которого связан цепью отрицательной обратной связи по положению со сравнивающим усилителем, а также устройство дополнительной обратной связи по производной от перепада давлений, содержащее гидравлический конденсатор, выполненный в виде подпружиненного поршня, в отличие от прототипа обе полости гидравлического конденсатора через нерегулируемые дроссели связаны с основным гидроцилиндром и в то же время связаны с полостями дополнительного гидроцилиндра, торцевые камеры которого соединены с полостями основного гидроцилиндра, а шток выполнен в виде дроссельных игл, изменяющих площади регулируемых дросселей, к которым подключены сопла обратной связи, а полости регулируемых дросселей связаны с давлением управления. The problem is achieved by the fact that there is an electro-hydraulic follow-up drive containing a serially connected master, comparing an amplifier, an electromechanical converter and a hydraulic booster associated with an electromechanical converter and with the cavities of the main hydraulic cylinder, the rod of which is connected by a negative feedback circuit in position with a comparative amplifier, as well as a device additional feedback on the differential pressure derivative containing a hydraulic condenser in the form of a spring-loaded piston, unlike the prototype, both cavities of the hydraulic condenser are connected through the uncontrolled throttles to the main hydraulic cylinder and at the same time are connected to the cavities of the additional hydraulic cylinder, the end chambers of which are connected to the cavities of the main hydraulic cylinder, and the rod is made in the form of throttle needles that change areas of adjustable chokes, to which feedback nozzles are connected, and cavities of adjustable chokes are connected with control pressure.

Существо устройства поясняется чертежом, где изображена схема предлагаемого привода. The essence of the device is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the proposed drive.

Электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные задатчик (на чертеже не показан), сравнивающий усилитель 1, электрически связанный с электромеханическим преобразователем 2, гидроусилитель 3, связанный с электромеханическим преобразователем 2 и с полостями 4, 5 основного гидроцилиндра 6, шток 7 которого связан цепью 8 отрицательной обратной связи по положению со сравнивающим усилителем 1, а также устройство дополнительной обратной связи по производной от перепада давлений, содержащее гидравлический конденсатор 9, выполненный в виде подпружиненного поршня 10, в отличие от прототипа обе полости гидравлического конденсатора 9 через нерегулируемые дроссели 11, 12 связаны с основным гидроцилиндром 6 и в то же время связаны с полостями дополнительного гидроцилиндра 13, торцевые камеры 14, 15 которой соединены с полостями 4, 5 основного гидроцилиндра 6, а шток 16 выполнен в виде дроссельных игл 17, 18, изменяющих площади регулируемых дросселей 19, 20, к которым подключены сопла обратной связи 21, 22, а полости регулируемых дросселей 19, 20 связаны с давлением управления. An electro-hydraulic servo drive containing a serially connected master (not shown), a comparison amplifier 1, electrically connected to an electromechanical converter 2, a hydraulic booster 3, connected to an electromechanical converter 2 and to the cavities 4, 5 of the main hydraulic cylinder 6, the rod 7 of which is connected by a circuit 8 negative position feedback with the comparison amplifier 1, as well as a device for additional feedback on the differential pressure derivative containing hydraulic condensate OP 9, made in the form of a spring-loaded piston 10, in contrast to the prototype, both cavities of the hydraulic condenser 9 are connected through the unregulated chokes 11, 12 to the main hydraulic cylinder 6 and at the same time are connected to the cavities of the additional hydraulic cylinder 13, the end chambers 14, 15 of which are connected to cavities 4, 5 of the main hydraulic cylinder 6, and the rod 16 is made in the form of throttle needles 17, 18, changing the area of the adjustable chokes 19, 20, to which feedback nozzles 21, 22 are connected, and the cavities of the adjustable chokes 19, 20 are connected with the control pressure.

Электрогидравлический следящий привод работает следующим образом. Electro-hydraulic servo drive operates as follows.

Рабочая жидкость под давлением подается в гидроусилитель 3, при отсутствии сигнала задатчика давления в полостях 4, 5 одинаковы и шток 7 неподвижен. При подаче сигнала задатчика на электромеханический преобразователь 2 возникает перепад давления в полостях 4 и 5. Шток 7 перемещается под действием перепада давлений до тех пор, пока сигнал задатчика не будет скомпенсирован сигналом цепи 8 обратной связи и сигналом дополнительной обратной связи. При подаче сигнала задатчика шток 7 под действием возникшего перепада давлений перемещается, например, вправо, давления в полостях гидравлического конденсатора 9 равны давлениям в соответствующих полостях основного гидроцилиндра 6, т.е. P1^*=P1, P^*2=P2, шток 16 дополнительного гидроцилиндра 13, выполненный в виде дроссельных игл 17, 18, перемещается вправо, вследствие чего изменяются площади регулируемых дросселей 19, 20. Это, в свою очередь, приводит к увеличению расхода через сопло 22 обратной связи и уменьшению расхода через сопло 21 обратной связи. В результате, давление в полости 4 увеличивается, шток 7 основного гидроцилиндра 6 перемещается вправо, тем самым реализуется положительная обратная связь по перепаду давлений на малых частотах привода.The working fluid under pressure is supplied to the hydraulic booster 3, in the absence of a signal from the pressure adjuster in the cavities 4, 5 are the same and the rod 7 is stationary. When the setpoint signal is applied to the electromechanical transducer 2, a pressure drop occurs in the cavities 4 and 5. The rod 7 moves under the action of a pressure drop until the setpoint signal is compensated by the feedback circuit signal 8 and the additional feedback signal. When the setpoint signal is applied, the rod 7 under the action of the resulting pressure differential moves, for example, to the right, the pressures in the cavities of the hydraulic condenser 9 are equal to the pressures in the corresponding cavities of the main hydraulic cylinder 6, i.e. P1 ^* = P1, P ^* 2 = P2, the rod 16 of the additional hydraulic cylinder 13, made in the form of throttle needles 17, 18, moves to the right, as a result of which the areas of the adjustable throttles 19, 20 change. This, in turn, leads to an increase in flow rate through feedback nozzle 22 and reducing flow through the feedback nozzle 21. As a result, the pressure in the cavity 4 increases, the rod 7 of the main hydraulic cylinder 6 moves to the right, thereby realizing positive feedback on the differential pressure at low frequencies of the drive.

При работе привода на больших частотах давления в полостях 4, 5 гидроцилиндра 6 отличаются от давлений в соответствующих полостях гидравлического конденсатора 9, т.е. P1 ≠ P1^*, P2 ≠ P^*2, а давления в торцевых камерах 14, 15 дополнительного гидроцилиндра 13 равны давлениям в соответствующих полостях гидроцилиндра 6. Искажения давлений в полостях гидравлического конденсатора 9 по сравнению с давлениями в полостях 4, 5 гидроцилиндра 6 при больших частотах достигают такой величины, что при P1 > P2 шток дополнительного гидроцилиндра 13 будет за счет разницы площадей, а также перепада давлений в торцевых камерах 14, 15 дополнительного гидроцилиндра 13 перемещаться влево, знак обратной связи изменится с плюса на минус. Тем самым реализуется отрицательная обратная связь по производной от перепада давлений на больших частотах работы привода.When the drive is operating at high frequency frequencies, the pressures in the cavities 4, 5 of the hydraulic cylinder 6 differ from the pressures in the corresponding cavities of the hydraulic condenser 9, i.e. P1 ≠ P1 ^* , P2 ≠ P ^* 2, and the pressures in the end chambers 14, 15 of the additional hydraulic cylinder 13 are equal to the pressures in the corresponding cavities of the hydraulic cylinder 6. Pressure distortions in the cavities of the hydraulic condenser 9 compared to the pressures in the cavities 4, 5 of the hydraulic cylinder 6 at large the frequencies reach such a value that at P1> P2 the rod of the additional hydraulic cylinder 13 will move to the left due to the difference in area and the pressure difference in the end chambers 14, 15 of the additional hydraulic cylinder 13, the feedback sign will change from plus to minus. This implements negative feedback on the derivative of the differential pressure at high frequencies of the drive.

Claims

An electro-hydraulic follow-up drive containing a serially connected master, a comparison amplifier, an electromechanical converter and a hydraulic booster connected to an electro-mechanical converter and to the cavities of the hydraulic cylinder, the rod of which is connected by a negative position feedback circuit with a comparison amplifier, as well as an additional feedback device based on the differential pressure derivative containing a hydraulic capacitor made in the form of a spring-loaded piston, characterized in that about e cavities of the hydraulic condenser through unregulated throttles are connected to the main hydraulic cylinder and at the same time are connected to the cavities of the additional hydraulic cylinder, the end chambers of which are connected to the cavities of the main hydraulic cylinder, and the rod is made in the form of throttle needles that change the area of the adjustable throttles to which feedback nozzles are connected , and the cavities of the adjustable throttles are connected with the control pressure.