ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СТІЙКОСТІ МЕХАТРОННОГО ГІДРОПРИВОДУ
DOI:
https://doi.org/10.31649/2413-4503-2019-9-1-66-76Ключові слова:
мехатронний гідропривід, математична модель, стійкість гідроприводу, режими та умови роботи, параметри регуляторівАнотація
В мобільних та технологічних машинах розширюються застосування мехатронних гідроприводів на основі регульованих насосів, пропорційної апаратури та контролерів. В таких гідроприводах має місце використання декількох регуляторів. Вони працюють в умовах, що характеризуються зміною навантажень та швидкісних режимів в широких діапазонах. В таких гідроприводах на робочі органи та золотники регуляторів діють сили тертя, а робоча рідина та трубопроводи є податливими. Все це породжує проблему забезпечення стійкості механотронних гідроприводів на стадії проектування.
Представлена схема мехатронного гідроприводу на основі регульованого насоса. Гідропривід включає також розподільники, дроселі, гідроциліндр, гідромотор, датчики тиску та контролер. Гідропривід забезпечує одночасну роботу гідроциліндра та гідромотора. Швидкості руху гідроциліндра та гідромотора регулюються в широких діапазонах. Контролер забезпечує зміну швидкості гідроциліндра при зміні навантаження на гідромоторі. Такий режим роботи мехатронного гідроприводу забезпечує адаптацію до зміни зовнішніх умов. В статті наведено математичну модель мехатронного гідроприводу та проведено дослідження стійкості його роботи. Виявлено вплив на стійкість роботи параметрів, що характеризують умови та режими роботи гідроприводу. На стійкість роботи мехатронного гідроприводу впливають момент інерції на валу гідромотора, маса робочого механізму, витрата робочої рідини, зусилля на гідроциліндрі, момент на гідромоторі. Визначено також вплив на стійкість роботи гідроприводу параметрів регуляторів, що входять до його складу. Підвищити стійкість роботи гідроприводу можливо за рахунок вибору дроселів регулятора насоса, коефіцієнта підсилення золотника регулятора насоса, коефіцієнта підсилення клапана, демпфування клапана, величини діаметра клапана.
Посилання
Du C. Variable Supply Pressure Electrohydraulic System for Efficient Multi-axis Motion Control : A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy University of Bath Department of Mechanical Engineering. University of Bath, November 2014. – 221p.
Finzel R., Helduser S. New Electro-Hydraulic Control Systems for Mobile Machinery. Fluid Power and Motion Control. – United Kingdom, 2008. – P. 311–321.
Scherer M., Geimer M., Weis B. Contribution on Control Strategies of Flow-On-Demand Hydraulic Circuits. The 13th Scandinavian International Conference on Fluid Power: June 3–5, 2013. – Sweden, 2013. – P. 531–540.
Stamm von Baumgarten T. Grösbrink B., Lang, T.. Harms H-H. A novel system layout for extended functionality of mobile machines. Fluid Power and Motion Control. – United Kingdom, 2008. – P. 13–25.
Busquets E. Ivantysynova M. Toward Supervisory-Level Control for the Energy Consumption and Performance Optimization of Displacement-Controlled Hydraulic Hybrid Machines. Mobile Hydraulics Paper 10-2: Purdue University, Dresden, 2016. – P. 163–174.
Kozlov L. Energy-saving mechatronic drive of the manipulator. Buletinul institutului politehnic Din Iasi. – Tomul LVII (LXI), Fasc. 3, 2011, – P. 231–239.
Козлов Л. Г. Мехатронна гідросистема мобільної машини. Вісник Східноукраїнського університету імені Володимира Даля. – 2012. – № 6. – С. 22–30.
В. С. Сидоренко, В. И. Грищенко, С. В. Ракуленко, М. С. Полешкин. Адаптивный гидропривод с объемным регулированием подачи инструмента технологической машины. Вестник Дон. гос. техн. ун-та. – 2017. – № 2. –
С. 88–98.
Козлов Л. Г. Наукові основи розробки систем гідроприводів маніпуляторів з адаптивними регуляторами на основі нейромереж для мобільних робочих машин : дис. … доктора техн. наук : 05.02.02. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» ; МОН України. – Київ, 2015.
Halanay, A., Safta, C. A., Ursu, F., & Ursu, I. Stability analysis for a nonlinear model of a hydraulic servomechanism in a servoelastic framework. published 2009/4/1, Nonlinear Analysis: Real World Applications, number 10/2, pages 1197-1209, Pergamon.
Leonid K. Polishchuk, Leonid G. Kozlov, Oleh V. Piontkevych, Konrad Gromaszek, Assel Mussabekova, "Study of the dynamic stability of the conveyor belt adaptive drive", in Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018, Ryszard S. Romaniuk; Maciej Linczuk, Editors, Proceedings of SPIE Vol. 10808 (SPIE, Bellingham, WA 2018), 1080862 .
Chentouf B. Smaoui N. Stability analysis and numerical simulations of a one dimensional open channel hydraulic. Applied Mathematics and Computation. – 2018. – Т. 321. – С. 498–11.
Halanay A. Safta C. A., Ursu F., Ursu I. Stability of equilibria in a four-dimensional model of a hydraulic servomechanism. Engeneering Mathematics. – 2004. № 49. – Р. 391–406.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 261
