SU842231A1 - Электрогидравлический усилитель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электрогидравлическим системам автоматического управлени  и может быть использ в&но в различных машинах и механизмах с гидравлическими исполнительными органами. Коэффициент усилени  разомкнутого электрогидравлического привода  вл етс  расчетной величиной, так как он определ ет устойчивость и динамические характеристики привода. Поэтому допустимый коэффициент усилени  электрогидравлического усилител , т,е, отношение приращени  расхода к приращению управл ющего сигнала, обратно пропорционален произведению коэффициентов усилени  остальных звеньев привода, из которых одно звено гидравлическое (гидродвигатель ) , а остальные - электрические (электронный усилитель, канал обратной св зи). Произведение коэффициентов усилени  электрических звеньев определ ет погрешность позиционировани  привода, поэтому при наличии статизма в звень х привода это произведение должно быть возможно большим. Следовательно, прог изведение коэффициентов усилени  гидравлических звеньев должно быть таким , чтобы общий коэффициент усилени  разомкнутого привода не превышал допустимой величины. Уменьшение коэффициента усилени  гидродвигател  достигаетс  увеличением его рабочего объема, что не может считатьс  оптимальным решением, поэтому малый коэффициент усилени  должен быть электрогидравлический усилитель. Известен элёктрогидравлический усилитель мощности с электрической обратной св зью, который содержит электромеханический преобразователь, электромеханический датчик положени  золотника дросселирующего распределител , генератор переменного напр жени , питающий датчик, в выходной цепи которого установлен демодул тор, Нели3 нейна  зависимость перемещени  золот ника от управл ющего сигнала достигаетс  тем, что электрическа  цепь обратной св зи дополнительно содержит по крайней мере один работающий от управл ющего сигнала формировател уровн  посто нного напр жени , логическое устройство ИЛИ и источник посто нного напр жени  фиксированного уровн , причем выход логического устройства ИЛИ соединен с генератором переменного напр жени , один из входов - с источником напр жени  фиксированного уровн , а другой - с формирователем уровн  посто нного напр жени , превышающего фиксированный уровень. При большом управл ющем сигнале формирователь уровн  выдает на первый вход логического устройства ИЛИ сигнал нулевого уровн  (либо уровн  меньше фикc.иpoвaннoгo , В этом случае амплитуда переменного напр жени  генератора определ етс  величиной фиксированного напр жени , поданного на второй вход логического устройств ИЛИ, а зависимость перемещени  золотника от управл ю01его сигнала опре дел етс  углом о6 , При уменьшении управл ющего сигнала до определенной величины срабатывает формирующее устройство и на первый вход логическ го устройства ИЛИ поступает напр жение ,, превышающее фиксированный урове в св зи с чем амплитуда переменного напр жени  генератора определ етс  выходным, напр жением формирующего у тройства. Перемещение золотника, соответствующее значению управл ющего сигнала в момент переключени  формирующего устройства уменьщаетс , т как при повышенном напр жении питани  датчика одно и то же напр жение, а после демодул тора будет соответств вать меньшему перемещению чувствительного элемента датчика, соединенного с золотником. Зависимость перемещени  золотника от управл ющего сигнала определ етс  углом ot/, , причем oL 4. csi Таким образом рассмотренный электр гидравлический усилитель имеет нелине кую зависимость перемещени  золотника управл ющего сигнала с большим коэф фициентом усилени  при больших упр л ющих сигналах и с мальм коэффици14 . нтом усилени  при малых управл ющих сигнала 1. Переход электрогидравлического силител  с одной зависимости перемещени  золотника от управл ющего сигнала на другую происходит релейно, что ухудшает условие устойчивости привода в большом. Известен электрогидравлический усилитель мощности, содержащий последовательно включенные сумматор, усилитель мощности, ко второму входу которого подклТоченйсточник управл ющего сигнала управл ющий элемент и гидрораспределитепь , датчик обратной св зи и. линейный усилитель, подключенный в одному из входов сумматора С23. Однако в известном усилителе невозможно получить нелинейную без релейного участка зависимость перемещени  золотника от управл ющего сигнала , ЧТОухудшает его динамические характеристики. Цель изобретени  - улучшение его динамических характеристик. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в известном электрогидравлическом усилителе установлены последовательно включеннь1е допрлнительные линейные усилители и ограничители напр жени , выходы которых подключены к другим входам сумматора, а входы дополнительных линейных усилителей соединень с выходом датчика обратной св зи. На фиг, 1 изображена блок-схема электрогидравлического усилител  с электрической обратной св зью; на фиг, 2 и А- зависимости, напр жени , на втором входе электронного усилител  мощности от перемещени  золотника; на фиг, 3 и 5 - зависимости перемещени  золотника от управл нщего сигнала. Электрогидравлйческий усилитель состоит из управл ющего элемента электромеханического преобразовател  1, золотникового дросселирующего гидрораспределител  2, датчика 3 обратной св зи , например электромеханического, усилител  мощности 4, один вход которого соединен.с источником 5 управл ющего сигнала, а выход с электромеханическим преобразователем 1, и электрической цепи обратной св зи по положению золотника, содержащей сумматор 6, выход которого соединен со вторьм входом усилител  мощности 4, линейШ )1е усилители 7 и 8, входы которых

соединены с выходом датчика 3 положени  золотника, выход усилител  7 непосредственно соединен с одним из входов сумматора 6, а между выходом усилител  8 и вторым входом сумматора 6 установлен ограничитель напр жени  9. Цепей, содержащих усилители напр жe: и  8 и ограничители 9 в цепи обратной св зи может быть несколько.

Элёктрогидравлический усилитель работает следующим образом.

Сигнал 10 пропорциональный перемещению золотника, поступает на входы усилителей напр жени  7 и 8. С выхода усилител  7 напр жение 11 поступает на вход сумматора 7. Напр жение с выхода усилител  8 ограничиваетс  по амплитуде ограничителем напр жени  9 и в виде напр жени  12 поступает на второй вход сумматора 6.

Если напр жение 12 складываетс  с напр жением 11, то напр жение 13 на втором входе электронного усилител  мощности 4 имеет вид, показанный на фиг. 2. .

Т к как напр жение 13 представл ет собой напр жение обратной св зи по положению золотника, то зависимость .перемещени  золотника при линейном датчике-3, или эквивалентное перемеще нию напр жени  10 от управл ющего сигнала 5, имеет вид, показанный на фиг. 3,

Если напр жение 12 вычитаетс  из напр жени  11, .то напр жение 13 имеет вид, показанный на фиг. 4, а зависимость напр жени  10 от управл ющего сигнала 5 изображена на фиг, 5,

Наклоны . участков характеристики определ ютс  коэффициентами усилени  усилителей 7 и 8 напр жени , устанавливаемыми при настройке электрогидравлического усилител , реализующего требуемую из условий работы привода зависимость перемещени  золотника от управл ющего сигнала.

Напр жение на выходах усилителей напр жени  7 и 8 завис т от величины перемещени  золотника, дросселирующего распредели.тел  2 и от настраиваемы величин коэффициентов усилени  этих усилителей..

Как видно из графиков на фиг..3 и 5, предложенный электрогидравлический усилитель имеет нелинейную завйсимость перемещени  золотника от управл ющего сигнала, причем уменьшение или увеличение коэффициента

усилени  при малых управл ющих сигналах достигаетс  инвертированием или неинвертированием сигнала после огра . ничени .напр жени .

Уменьшение коэффициента усилени  электрогидравлического усилител  при малых управл ющих сигналах (фиг, 2) приводит к стабилизации след щих приводов с большими инерционными нагрузками . Увеличение коэффициента усилен электрогидравлического усилител  при малых управл юи№1х сигнала (фиг. 5) позвол ет при необходимости повысить статическую и динамическую жесткость след щего привода в зоне малых скоростей движени  исполнительного органа .

Указанные зависимости не имеют релейного участка, что существенного .дл  стабилизации след щих электрогидравлическнх приводов, .

При установке нескольких цепей, состо щих из последовательно соединенных усилител  напр жени  и ограничител  напр жени  обеспечиваетс  несколько коэффициентов усилител  элёктрогйдравлического усилител  без релейных участков.

Применение в известном электрогидраалическом усилителе с электрической обратной св зью сумматора, двух усилителей напр жени  ограничител  напр жени  и соответствукицее их соединение позвол ет получить нелинейную без релейного участка зависимость перемещени  золотника от управл ющего сигнала. Это, в свою очередь, позвол ет стабилизировать элек1 рогидравлический привод при больших коэффициентах усилени  его электрических звеньев, определ ющих погрешность позиционировани  привода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электрогидравлический усилитель, :содержащий последовательно включенные сумматор, усилитель мощности, ко второму входу которого подключен источник управл ющего сигнала, управл ющий элемент и гидрбраспределитель, датчик обратной св зи и линейный усилитель , подключенный к одному из входов сумматора, отличающийс   тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик усилител , в нем установлены последовательно включенные дополнительно линейные усилители и ограничители напр жени , вы