WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Струйные гидравлические рулевые машины с устройствами коррекции

1

На правах рукописи

АРЕФЬЕВ Константин Валерьевич

СТРУЙНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РУЛЕВЫЕ МАШИНЫ

С УСТРОЙСТВАМИ КОРРЕКЦИИ

Специальность: 05.04.13. - “Гидравлические машины

и гидропневмоагрегаты”

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2006 2

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», на кафедре прикладной гидромеханики.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

Доктор технических наук, профессор Владимир Александрович Целищев

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор технических наук, профессор Геннадий Григорьевич Куликов Доктор технических наук, с.н.с. Станислав Георгиевич Бажайкин

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

ФГУП «Государственный ракетный центр им. академика В. П. Макеева»

Защита состоится 29 декабря 2006 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.05 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа – центр, ул. К.Маркса, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан “_” 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р техн. наук, проф. Ф.Г. Бакиров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный этап развития авиационной и ракетнокосмической техники связан с широким применением в системах управления беспилотных летательных аппаратов быстродействующих гидроприводов. Однако результаты полетных испытаний с фиксированием поведения рулевых машин показывают, что в реальных условиях на динамику рулевых машин большое влияние оказывают параметры, носящие случайный или переменный характер, такие как: нежесткость связи с нагрузкой, сухое и вязкое трение, переменный модуль упругости сжимаемости жидкости, гидродинамическое воздействие обратных струй на струйную трубку, стохастический разброс параметров электрогидроусилителя, достигающий 40%. Особое внимание следует уделить недостаточно изученным процессам, протекающим в гидрораспределителе, так как именно они влияют на управляемость и устойчивость привода.




Одной из особенностей струйного гидрораспределителя является наличие обратных потоков жидкости в зоне распределения основного потока. Гидродинамические силы, создаваемые реакцией вытекающих из окон приемной платы струй жидкости, сила вязкого трения и инерционная сила воздействуют как на основной поток жидкости, вытекающей из струйной трубки, так и на струйную трубку. Комплекс переменных факторов, оказывающих влияние на струйную трубку, приводит к снижению устойчивости привода и возникновению автоколебаний. Переменные условия эксплуатации усугубляют сложность адекватного исполнения команд, поступающих от системы управления летательного аппарата. Результатом влияния этих факторов является работа рулевых машин по упорам и, как следствие, – «хлопанье» рулевыми плоскостями, зафиксированные при полетных испытаниях. Одним из вариантов устранения данных недостатков является введение дополнительных обратных связей в гидропривод для увеличения устойчивости и управляемости привода, уменьшение статической ошибки, уменьшение зависимости привода от внешних условий. Все это обуславливает актуальность исследований, посвященных изучению влияния нелинейных параметров привода на его динамику с учетом введения дополнительных обратных связей. Дополнительные обратные связи могут быть реализованы в виде электрогидравлических, гидромеханических и электронных корректирующих устройств.

Представленная работа посвящена исследованиям динамических характеристик электрогидравлического следящего привода со струйным гидрораспределителем с дополнительными обратными связями. Разработаны размерные и безразмерные математические модели СГРМ с гидромеханическими и электронными устройствами коррекции, предложены новые конструкции и схемные решения.

При численном моделировании использовались технические данные, полученные на ФГУП «Государственный ракетный центр им. Академика В. П. Макеева».

Целью работы является исследование СГРМ с устройствами коррекции, используемых в системах управления исполнительными механизмами летательных аппаратов, разработка рекомендаций по синтезу и анализу их параметров.

Задачи исследования:

1. Разработать математическую модель рулевой машины с учетом нелинейностей, доступных экспериментальному определению;

2. Разработать математические модели струйных гидравлических рулевых машин с гидромеханическими устройствами коррекции;

3. Разработать математические модели устройств электронной коррекции;

4. Разработать методики расчета параметров рулевой машины с устройствами коррекции.

Объект исследования – быстродействующие гидроприводы, а именно однокаскадные струйные гидравлические рулевые машины (СГРМ) систем управления летательными аппаратами (ЛА).

Основания для выполнения работы. Работа явилась обобщением исследований автора в период с 1999 года по настоящее время и выполнена на кафедре “Прикладная гидромеханика” Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ). Начальная стадия исследований была отражена в магистерской диссертации, выполненной в УГАТУ и защищенной в 2001 году. В работу вошли результаты НИР проведенных на кафедре ПГМ 1994-2005гг. по проектам “Разработка и исследование струйных гидравлических рулевых машин систем автоматического управления летательных аппаратов” и “Кавитационные явления в струйных гидравлических рулевых машинах;





п.14 по программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (2002-2004гг.).

К основным физическим процессам и факторам, определяющим функционирование быстродействующего гидропривода, оснащенного устройствами коррекции, отнесены изменение статических и динамических характеристик рулевой машины при влиянии: нежесткости связи с нагрузкой, сухого трения, переменного модуля упругости сжимаемости жидкости, гидродинамического воздействия обратных струй на струйную трубку и стохастического разброса параметров гидроприводов, а также переменной внешней нагрузки.

Методы исследования. Работа основывается на использовании классических теоретических и экспериментальных методов исследования струйных течений, проведения стендовых испытаний, определения внутренних и внешних параметров гидроприводов.

Теоретические исследования базируются на научных основах теории машино- и ракетостроения, теории гидродинамики сплошных и двухфазных сред, теории проектирования гидроприводов, аппарата теории вероятности и математической статистики, положений классической и экспериментальной механики.

Использованы численные методы, методы дифференциального и интегрального исчислений, специальные функции.

В работе использованы экспериментальные материалы Государственного ракетного центра, накопленные за 40 лет разработки и эксплуатации струйных гидравлических рулевых машин. При подготовке, проведении экспериментов и обработке их результатов применяются методы теории планирования эксперимента и статистической обработки результатов.

Достоверность результатов работы обосновывается соответствием численного моделирования и экспериментальных исследований быстродействующих гидроприводов полученных при натурных испытаниях в ФГУП «Государственный ракетный центр им. Академика В. П. Макеева».

На защиту выносятся результаты исследований способов и эффективности коррекции динамических характеристик быстродействующих гидроприводов с помощью устройств коррекции, а именно:

1. Нелинейная математическая модель рулевой машины;

2. Математические модели устройств коррекции струйных гидравлических рулевых машин;

3. Результаты численного моделирования рулевых машин с гидромеханическими и электронными устройствами коррекции;

4. Методики расчетов параметров рулевой машины с устройствами коррекции.

Научная новизна. Разработана математическая модель с учетом нелинейностей, а именно: нелинейности сухого и вязкого трения, переменного модуля упругости жидкости, нелинейности обобщенной характеристики, а также модель с учетом гидродинамического воздействия обратных струй на струйную трубку. На основе исследований быстродействующих гидроприводов предложены: гидромеханическое устройство коррекции; система электронной коррекции; разработаны рекомендации по проектированию струйных гидравлических рулевых машин.

Научные результаты, определяющие научную новизну:

1. Нелинейная математическая модель с учетом гидродинамического воздействия обратных струй;

2. Обобщенная модель быстродействующего гидропривода в безразмерных комплексах;

3. Представлены новые методики расчета и проектирования быстродействующего гидропривода с устройствами коррекции, новые технические решения позволяющие уменьшить время разработки приводов.

Теоретические основы проектирования СГРМ базируются на научных основах теории машино- и ракетостроения, теории проектирования гидроприводов, положений классической и экспериментальной гидромеханики.

Практическая ценность результатов исследований состоит в том, что новые теоретические положения позволили создать методический и программный комплекс, обеспечивающий интенсификацию производства и применения быстродействующего гидропривода в системах управления летательными аппаратами на основе внедрения наукоемких технологий в условиях освоения новой конкурентоспособной техники.

Полученные результаты позволяют получить существенный технический эффект, заключающийся в следующем:

• рекомендации по выбору рациональных параметров устройств коррекции позволят снизить затраты времени и средств на разработку, проектирование и доводку быстродействующих гидроприводов;

• применение разработанных схем коррекции позволит на этапе доводки подобрать рациональные параметры, моделировать применение различных вариантов корректирующих устройств;

• разработанная математическая модель с учетом гидромеханического воздействия обратных струй на струйную трубку позволяет определить конструктивные параметры привода для исключения этого влияния.

Результаты настоящего исследования могут быть рекомендованы для использования в КБ авиационных двигателей, НИИД, НИАТ, НИТИ и др. отраслевых организациях при создании исполнительных механизмов двигателей и летательных аппаратах нового поколения. Результаты работы используются в учебном процессе Уфимского государственного авиационного технического университета для студентов энергетических специальностей.

Апробация работы. Основные результаты работы апробировались при выполнении хоздоговорных тем с Государственным ракетным центром и госбюджетных тем по исследованию характеристик струйных гидравлических рулевых машин. Отдельные законченные этапы работы докладывались и обсуждались на 7 научно - технических конференциях «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» г. Пермь 2001, 2002, 2003; «Исследование, проектирование и отработка регулируемых энергоустановок» Уфа, 2001; «Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей» Уфа, 2001; «Гидропневмоавтоматика и гидропривод-2005». Ковров, 2005; «Мавлютовские чтения»

УГАТУ, 2006. В полном объеме работа докладывалась на кафедре “Прикладная гидромеханика” УГАТУ, на заседании НМС по направлению 657400 «Гидравлическая, вакуумная и компрессорная техника».

Структура и объем работы. Публикации.

Диссертация изложена на 167 страницах машинописного текста, содержит 164 рисунка, состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы из 92 наименований. Основные положения выполненных теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в 16 работах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены ее цель и задачи, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, их научная новизна и практическая ценность. Приведены основания для выполнения работы, ее апробация и структура.

В первой главе раскрыто центральное место задач разработки струйных гидравлических рулевых машин в процессе научно – технического развития быстродействующих гидроприводов систем управления ЛА. Рассмотрены различные конструкции, схемы и варианты применения СГРМ (рис.1) в системах управления.

Принцип действия СГРМ (рис.3) основан на балансе давлений в полостях гидродвигателя. Рабочая жидкость под давлением подается в струйную трубку 3, струйная трубка преобразовывает статическое давление рабочей жидкости в динамическое давление струи. Струя, обладающая высокой скоростью, направлена 1- усилитель сигнала ошибки, 2- электромеханический преобразователь, 3- струйный гидроусилитель, 4- гидроцилиндр, 5- датчик обратной связи, 6- нагрузка.

на приемную плату с расположенными на ней приемными окнами, соединенные каналами с полостями гидродвигателя. Конструктивно обеспечивается равенство давлений в полостях гидродвигателя при нейтральном положении струйной трубки, гидродвигатель находится в состоянии покоя. При подаче сигнала задатчика, электромеханический преобразователь (ЭМП) отклоняет струйную трубку от нейтрального положения, что приводит к возникновению перепада давлений в полостях гидродвигателя. При этом шток гидроцилиндра перемещается под действием перепада давлений до тех пор, пока сигнал задатчика не будет скомпенсирован сигналом цепи обратной связи по положению, и струйная трубка 3 не вернется в нейтральное положение. Таким образом, основополагающим принципом ЭГСП является баланс давлений в полостях гидродвигателя.

Вопросам проектирования высоконапорных струйных гидроусилителей посвящены работы отечественных ученых: В.Н.Бадаха, А.И.Баженова, В.П.Бочарова, А.Ю.Домогарова, С.А.Ермакова, В.И.Карева, Э.И.Крамского, И.В.Лебедева, Д.Н.Попова, В.Б.Струтинского, В.М.Фомичева и др., а также накопленные Государственным ракетным центром 40 - летний опыт разработки и эксплуатации. Анализ этих работ показывает, что имеющиеся методы расчета при проектировании СГРМ нуждаются в дальнейшем развитии и уточнении.

На основе подробного анализа развития струйных гидравлических рулевых машин был сформирован круг проблем, подлежащих исследованию.

Во второй главе рассмотрены математические модели рулевых машин с учетом: нежесткости связи с нагрузкой, сухого трения, переменного модуля сжимаемости жидкости и стохастического разброса параметров гидроприводов (рис. 2), а также переменной внешней нагрузки. Ниже представлена базовая математическая модель рулевой машины.

ЭМП предназначен для преобразования электрического сигнала управления в механическое перемещение ведомого звена, к которому присоединяются управляющие элементы гидрораспределителя (струйная трубка).

Уравнение электрической цепи ЭМП где: угол поворота якоря ЭМП, рад ; y- перемещение штока гидроцилиндра, м; Uнапряжение на обмотке ЭМП, В; Ku- коэффициент усиления; Ue- сигнал рассогласования, В; Koc-коэффициент обратной связи; Kne-коэффициент противоЭДС; R- сопротивление обмотки управления, Ом; L- индуктивность обмотки управления, Гн.

Уравнение моментов действующих на якорь ЭМП где: J-момент инерции якоря ЭМП, Н м с 2 ; Kmi – коэффициент характеризующий моментную характеристику, Н м А ; Kma– коэффициент характеризующий жесткость пружины, Н м рад; b - коэффициент вязкого трения, Н м с рад; Cn- жесткость внешней пружины, Н м рад ; Mgd – момент гидродинамического воздействия обратных струй на струйную трубку, Н м.

Вследствие малости угла поворота струйной трубки, выражаем поворот среза сопла его перемещением.

Условием баланса расхода в гидроусилителе является равенство расходов на выходе из струйного гидрораспределителя и расхода в гидродвигателе.

где: А- эффективная площадь гидродвигателя, м2; W0 –вредный объем, м3; Q - m коэффициент восстановления расхода; pm - коэффициент восстановления давления;

z -безразмерное значение перемещения; P - безразмерное значение давления; Cgd жесткость стенок гидроцилиндра, Н м ; Q – расход жидкости через струйную трубку, м3/с; E- модуль упругости жидкости. Учитывается изменение модуля объемной упругости в зависимости от давления, а также от величины растворенного в рабочей жидкости воздуха.

Уравнение движения нагрузки где: M- приведенные к оси штока массы нагрузки, жидкости и др., кг; R- усилие на штоке гидроцилиндра, Н; b- сила вязкого трения; Cn- величина позиционной нагрузки, Н м ; Ftr- сила сухого трения, Н.

На основании приведенной модели произведены расчеты статических и динамических характеристик рулевой машины. Выполнен расчет основных статических характеристик (рис. 4-7), построены временные динамические характеристики с учетом сухого трения, изменения модуля объемной упругости и переменных условий эксплуатации.

Безразмерная регулировочная Безразмерная регулировочная характеристика СГРМ по давлению характеристика СГРМ по расходу Обобщенная статическая характери- КПД СГРМ при различных 1-z=0.2; 2-z=0.4; 3-z=0.6; 4-z=0.7;

5-z=-0.2; 6-z=-0.4; 7-z=-0. Суммарный момент гидродинамического воздействия модель для расчета динамических характеристик СГРМ в размерном и безразмерном виде. Представлена математическая модель с учетом гидродинамического воздействия обратных струй на сложный характер и зависит от комплекса внутренних и внешних параметров привода, максимальный гидродинамический момент рассчитывается по эмпирической формуле (6), полученной на струй на перемещение струйной трубки 1-без учета ГДВ, 2- с учетом ГДВ Гидродинамическое влияние обратных 1-без учета ГДВ, 2- с учетом ГДВ Учет гидродинамического воздейстРисунок 10 вия позволяет точнее моделировать быстродействующий привод, производить подбор конструктивных параметров, исключающих возникновение автоколебаний. Результаты численного моделирования с учетом гидродинамического воздействия адекватны данным, полученным при полетных испытаниях рулевых машин.

Третья глава посвящена гидромеханическим устройствам коррекции. Одним из способов улучшения устойчивости, быстродействия и качества переходных процессов является введение в конструкцию рулевой машины устройств коррекции. В частности, для улучшения динамических свойств ЭГСП с большой инерционной или позиционной нагрузкой, необходимо уменьшить постоянную времени и увеличить коэффициент относительного демпфирования гидропривода со струйно-дроссельным регулированием, что конструктивными методами выполнить не всегда возможно. Наиболее эффективно это достигается с помощью корректирующих устройств (КУ), которые вводятся в следящий гидропривод в виде электромеханических, электрогидравлических и гидромеханических обратных связей. Используя коррекцию, можно повысить устойчивость привода, увеличить его быстродействие, расширить полосу пропускания и устранить резонансные пики на опасных для объекта частотах. Поэтому вопросы коррекции гидравлических следящих приводов имеют большое практическое значение.

В главе рассмотрены: принцип действия, устройство и математические модели рулевых машин с гидромеханическими устройствами коррекции. Приводится метоСГРМ с комбинированным устрой- дика расчета основных параметров КУ, даны ны методики расчета конструктивных параметров гидромеханических устройств коррекции для обеспечения требуемого качества 1 - задатчик, 2 - ЭМП, 3 - гидроусилитель, 6-гидроцилиндр, 4, 5 полости гидроцилиндра, 7 - шток где: Mpd- момент коррекции, Н м.

гидроцилиндра, 8 - гидроконденса- Величина корректирующего воздействия тор, 9 - золотник коррекции, 10- определяется по формулам:

где: lz- длина плеча от оси поворота струйной трубки до заслонки, м; - плотность рабочей жидкости, кг/м3; Ac – площадь сечения сопла, м2; z -коэффициент расхода через золотник; X (t) – перемещение золотника коррекции, м; bz – ширина дросселирующей щели золотника, м.

Уравнение баланса сил на гидроконденсаторе и золотнике коррекции где: Fk – площадь поршня гидроконденсатора, м2; Fdg – площадь торцевых поверхностей корректирующего золотника, м2; Fddg – площадь дополнительных торцевых поверхностей корректирующего золотника, м2; Ck – жесткость пружины гидроконденсатора, Н/м; Cdg – жесткость пружины корректирующего золотника, Н/м; K(t) - перемещение поршня гидроконденсатора, м; X(t) - величина перемещения корректирующего золотника, м.

Уравнение баланса давлений на гидроконденсаторе где: fdr – площадь проходного сечения дросселя.

Для возможности комплексного исследования СГРМ и устройств коррекции подробно рассмотрены математические модели устройств передачи корректирующего воздействия, такие как сопло-заслонка и пружинный рычаг.

На рисунке 12, 13, 14 изображены полученные при численном моделировании переходные процессы, характеризующие СГРМ с устройством коррекции по перепаду и производной от перепада давления в полостях гидродвигателя.

Влияние коррекции на Влияние нагрузки R на Перемещение золотника перемещение нагрузки переходный процесс коррекции от нагрузки 1-с коррекцией;

2-без коррекции.

Ввиду того, что рулевая машина представляет собой сбалансированную систему, любое улучшение одних характеристик происходит за счет ухудшения других. Увеличение запаса устойчивости приводит к увеличению постоянной времени гидропривода и наоборот. Таким образом, применяемые устройства коррекции приходится подбирать в зависимости от условий эксплуатации с учетом компромиссов в целях улучшения общих свойств гидропривода.

Четвертая глава посвящена электронной коррекции СГРМ и коррекции по эталонной модели. Структурно, электронные устройства коррекции повторяют гидромеханические; датчики фиксирующие параметры привода, передают данные контролеру, который определяет, в соответствии с запрограммированным алгоритмом, величину корректирующего воздействия.

Для быстродействующего привода предложены следующие параметры, которые будут контролироваться датчиками: положение струйной трубки, давление в полостях гидродвигателя, положение поршня ГЦ, положение нагрузки;

условное расположение датчиков представлено на рисунке 15.

Используя показания 5 датчиков и производные их показаний, определяем 12 параметров для реализации коррекции - это положение струйной трубки, давление в полостях гидродвигателя, положение поршня гидродвигателя, положение нагрузки и производные этих параметров. Особенностью электронных устройств коррекции является то, что корректирующее воздействие всегда направлено на ЭМП, тогда как в гидромеханических устройствах коррекции оно может быть направленно непосредственно на объект коррекции.

Принципиальная схема расположения датчиков в приводе Основой электронного устройства коррекции является контролер, в который заложена программа, реализующая алгоритм коррекции. Алгоритм может имитировать гидромеханическую коррекцию, однако наиболее перспективно использование комплекса коррекций, применение которых выбирается на основании данных поступающих с управляемого привода в процессе эксплуатации.

Моделирование производилось в пакетах MatПереходный процесс Lab 6.5, Simulink4, полученные при моделировании позволяет имитировать реальные условия эксплуатации СГРМ. Внешний вид и сравнительная оценка представленной модели смоделированы электронные устройства коррекции по расходу и давлению, По результатам применения СГРМ с устройПереходный процесс перемеством коррекции по расходу, величина перерегущения инерционной нагрузки выхода на режим увеличилось на 0,2 с. Полученные результаты совпадают с переходными процессами, полученными при моделировании гидромеханических устройств коррекции.

Результаты моделирования ЭГСП с коррекцией по давлению представлены на рисунке 18. Применение коррекции по давлению делает переходную характеристику менее жесткой и уменьшает рекции аналоги гидромеханических корректируюперемещения нагрузки щих устройств показывают адекватное моделирование, обладая при этом меньшей инерционностью, повышенной быстротой реакции, простотой комплекса коррекций, период использования, которых определяется контроллером в зависимости от условий эксплуатации. Применение электронной коррекции позволяет во время настройки рулевой машины подобрать тип гидромеханической модели. Применение параметрической коррекции позволяет улучшить только один из параметров привода, тогда как привод часто применяется в неизвестных условиях эксплуатации, обладает стохастическим разбросом параметров, а также зависим от ряда случайных факторов, таких как сухое трение, нежесткость силовой проводки, переменный модуль сжимаемости жидкости. Таким образом, создаются предпосылки для разработки корректирующих обратных связей с возможностью реализации коррекции комплексно по всем параметрам. Одним из вариантов решения поставленной задачи является применение корректирующей обратной связи относительно эталонной модели. Системы с эталонной моделью известны давно и получили широкое распространение в системах управления с известной структурой привода и неизменными требованиями к переходному процессу.

Применение систем с эталонной моделью позволяет небольшими затратами получить системы управления с требуемыми выходными характеристиками. Разработаны математические модели устройств коррекции с эталонной моделью, проведены численные эксперименты, даны рекомендации по применению.

Рассмотрены устройства с дополнительПереходный процесс ной обратной связью, включенной параллельно перемещения нагрузки 0.9Mmax основному контуру, при этом система обладает большим быстродействием, малой чувствительностью к изменению параметров объекта, входного сигнала ЭМП от вида заданного этабез системы управления; лонного переходного процесса.

2 - эталонная модель;

3 -испытуемая модель; Переходный процесс перемещения нагрузки Рисунок 19 представлен на рисунке 19, моделирование производилось при превышении нагрузки в 5 раз отПереходный процесс переходный процесс перемещения малой нагрузки, привод оснащенный коррекцией имеет статическую ошибку 0.6% (привод без коррекции 2.6%).

В зависимости, от требуемого вида переходного процесса устанавливаем значение коэффициента обратной связи Кос. Зависимость изменения качества переходного процесса от величины коэффициента обратной связи представлена на рибез системы управления; сунке 21. Важно заметить, что увеличение коэфэталонная модель; фициента обратной связи не только приближает 3 -испытуемая модель; вид реального переходного процесса к эталоному, обратной связи на переходный ка 22, влияние изменения коэффициента обратной величину коэффициента Кос необходимо индивидуально подбирать в зависимости от типа привода.

вход ЭМП подается не ступенчатый сигнал, а преобразованный сигнал, который в идеальном приводе позволил бы получить идеальный переходный процесс. Для получения данного сигнала должна быть реализована эталонная модель, результатом работы которой является выраженный в 1-Эталонный переходный процесс, 2- Кос=1; 3- Кос=3; 4- перепаде напряжения вид требуемого переходного Влияние коэффициента Существенным недостатком данной модели можно признать необходимость достаточно сложных схема коррекции по эталонной модели с переменным коэффициентом обратной связи. Структурная схема коррекции по эталонной модели с подРисунок в зависимости от сигнала рассогласования представлена на рисунке 23.

Схема с эталонной моделью и подстраиваемым коэффициентом обратной связи остаточного усиления на величину статической ошибки действительным переходным процессом. Применение такой коррекции приводит к увеличению Рисунок 24 коэффициента обратной связи при больших отклонениях от эталонного переходного процесса и ента остаточного усиления приводит к увеличению статической ошибки, увеличение коэффициента остаточного усиления приводит к нежелательному виду переходного процесса. Влияние 1-Эталонный переходный процесс; эффективно в тех случаях, когда необходимо поК=0,01; 3 – К=0,05; 4 – К=0,1; лучить переходный процесс с минимальным отК=0,5 клонением от эталонного в условиях широкого Разработанная модель позволяет применять быстродействующий привод при неизвестных или быстроменяющихся внешних параметрах, уменьшить время предварительной настройки привода и упростить диагностику неисправностей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны математические модели для расчета статических и динамических параметров СГРМ в размерных и безразмерных комплексах.

Создан методический и компьютерно-программный комплекс, обеспечивающий интенсификацию производства и применения быстродействующего гидропривода в системах управления летательными аппаратами на основе внедрения наукоемких технологий.

2. Разработаны математические модели СГРМ с гидромеханическими, электронными устройствами коррекции, и коррекцией по эталонной модели.

Выявлен существенный технический эффект, заключающийся в следующем: рекомендации по выбору рациональных параметров устройств коррекции позволяют снизить затраты времени и средств на разработку, проектирование и доводку быстродействующих гидроприводов; применение разработанных схем коррекции и методик расчета позволяют на этапе моделирования и доводки подобрать тип коррекции и рациональные параметры корректирующего устройства; разработанная математическая модель СГРМ с учетом гидромеханического воздействия обратных струй на струйную трубку позволяет определить конструктивные параметры привода для исключения этого негативного влияния.

3. Установлено, что применение электронной коррекции и коррекции с эталонной моделью повышает точность работы привода: величина статической ошибки не превышает 1%, при моделировании с предельными значениями нагрузок точность 5%, (без коррекции разброс составляет 26%). Применение электронных устройств коррекции позволяет улучшить массогабаритные характеристики на 7%.

4. Представлены методики расчетов параметров рулевой машины, гидромеханических и электронных устройств коррекции. Результаты моделирования статических и динамических характеристик адекватны характеристикам, полученным на ФГУП «Государственный ракетный центр им. Академика В. П. Макеева».

Список работ опубликованных в издательствах входящих в перечень ВАК:

1. Арефьев К.В., Месропян А.В. Обратная связь в электрогидравлическом следящем приводе. / Арефьев К.В., Месропян А.В. // Вестник ИжГТУ.-2003.- Вып.3.-С.24-27.

2. Арефьев К.В., Месропян А.В., Целищев В.А. Особенности коррекции гидравлических исполнительных механизмов органов управления летательных аппаратов./Арефьев К.В., Месропян А.В., Целищев В.А. // Вестник УГАТУ Уфа. 2005 Т.6, №1(12) -С.55-64.

Список остальных публикаций:

3. Арефьев К.В., Месропян А.В. Стохастический разброс параметров исполнительных механизмов систем гидропневмоавтоматики./ Арефьев К.В., Месропян А.В.

// Проблемы нефтегазовой отрасли.: Сб. трудов Межрегиональной НМК.- Уфа:

УГНТУ, 2000.- С.63.

4. Арефьев К.В., Месропян А.В., Смородинов А.П., Целищев В.А. Анализ влияния обратной связи по перепаду давлений на характеристики рулевой машины. / Арефьев К.В., Месропян А.В., Смородинов А.П., Целищев В.А. // Аэрокосмическая техника и высокие технологии – 2001.: Сб. докл. Всероссийской научно-технической конференции.- Пермь, ПГТУ, 2001.-С.15-21.

5. Арефьев К.В., Месропян А.В. Математическое моделирование стохастических процессов в рулевых приводах систем управления летательных аппаратов./ Арефьев К.В., Месропян А.В. // Исследование, проектирование и отработка регулируемых энергоустановок.: Сб. трудов IX Всероссийской научно-технической конференции. Уфа, УГАТУ, 2001. -С.98-107.

6. Арефьев К.В., Месропян А.В. Адаптация быстродействующих гидроприводов в системах управления летательных аппаратов устройствами коррекции./ Арефьев К.В., Месропян А.В. // Газоструйные импульсные системы. Ижевск, ИжГТУ, 2001. -С.58-66.

7. Арефьев К.В., Месропян А.В. Адаптация быстродействующих гидроприводов в системах управления рабочими процессами тепловых двигателей устройствами коррекции./ Арефьев К.В., Месропян А.В. // Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей.: Сб. трудов Всероссийской научно-технической конференции. -Уфа, УГАТУ, 2001. -С.143-149.

8. Арефьев К.В., Месропян А.В. Адаптация рулевых приводов систем управления./ Арефьев К.В., Месропян А.В. // Аэрокосмическая техника и высокие технологии – 2002.:

Сб. докл. Всероссийской научно-технической конференции.- Пермь, ПГТУ, 2002. -С.59-65.

9. Арефьев К.В., Месропян А.В. Адаптация быстродействующих гидроприводов в системах управления рабочими процессами тепловых двигателей устройствами коррекции./Арефьев К.В., Месропян А.В. // Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей.: Межвуз. сб. науч. статей №19, -Уфа, УГАТУ, 2002. -С.109-115.

10.Арефьев К.В., Месропян А.В. О приближенной постановке задач адаптивного управления струйными гидравлическими рулевыми машинами./ Арефьев К.В., Месропян А.В. // Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей.: Межвуз.

сб. науч. статей №20, -Уфа, УГАТУ, 2002.-С. 316-324.

11. Арефьев К.В. Системы автоматического управления летательных аппаратов специального назначения./Арефьев К.В.// Конкурс научных работ студентов вузов республики Башкортостан 2002.: Сборник материалов. Уфа 2002. Отпечатано ООО «Виртуал». -С.104.

12.Арефьев К.В., Месропян А.В., Целищев В.А. Вопросы адаптивного управления струйными гидравлическими рулевыми машинами./ Арефьев К.В., Месропян А.В., Целищев В.А. // Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей.: Межвуз. сб. науч. статей №21, -Уфа, УГАТУ, 2003.- С.188-197.

13.Арефьев К.В., Месропян А.В. Адаптивное управление гидроприводов в системах управления энергонапряженных установок. /Арефьев К.В., Месропян А.В.// Газоструйные импульсные системы. -Ижевск, ИжГТУ, 2003. -С.58-66.

14.Арефьев К.В., Месропян А.В. Математическое моделирование динамических характеристик быстродействующего гидропривода с коррекцией по расходу./Арефьев К.В., Месропян А.В.// Аэрокосмическая техника и высокие технологии – 2003.: Сб.

докл. Всерос. научно-технич. конференции.- Пермь, ПГТУ, 2003. -С.62-70.

15. Арефьев К.В., Месропян А.В. Системы электронной коррекции быстродействующих авиационных приводов. / Арефьев К.В., Месропян А.В. // Гидропневмоавтоматика и гидропривод-2005.: Труды межд. научно-техн. конф.-Ковров, Ковровская государственная технологическая академия, 2005. -С.181-186.

16. Арефьев К.В., Целищев Д.В. Исследование динамических характеристик СГРМ с учетом гидродинамического воздействия. / Арефьев К.В., Целищев Д.В. // Мавлютовские чтения.: Сб. трудов Российской научно-технической конференции, том 4, УГАТУ, 2006. -С.5-11.

СТРУЙНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РУЛЕВЫЕ МАШИНЫ

С УСТРОЙСТВАМИ КОРРЕКЦИИ

Специальность: 05.04.13. - “Гидравлические машины

АВТОРЕФЕРАТ

ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 28.11.2006 г. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Time New Roman Cyr.

Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр. отт. 1,0. Уч.-изд. л. 0,9.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет.



Похожие работы:

«Строкатов Антон Анатольевич ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОГНЕННЫХ И ТЕПЛОВЫХ СМЕРЧЕЙ 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Томск – 2007 Диссертация выполнена на кафедре физической и вычислительной механики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Томского государственного университета и в лаборатории распространения волн Института оптики...»

«Гаврилова Наталья Николаевна Синтез и коллоидно-химические свойства гидрозолей CeO2-ZrO2 (02.00.11 – Коллоидная химия и физико-химическая механика) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2009 www.sp-department.ru Работа выполнена на кафедре коллоидной химии Российского ХимикоТехнологического Университета им. Д.И. Менделеева Научный руководитель : доктор химических наук, профессор Назаров Виктор Васильевич Официальные оппоненты :...»

«УДК 515.16 Гайфуллин Александр Александрович Комбинаторная реализация циклов 01.01.04 геометрия и топология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва 2008 Работа выполнена на кафедре высшей геометрии и топологии Механикоматематического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Научный...»

«Мельников Василий Алексеевич ПРОЯВЛЕНИЕ ЭФФЕКТОВ ЛОКАЛЬНОГО ПОЛЯ В ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ПОРИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ Специальность 01.04.05 - Оптика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2005 1 Работа выполнена на кафедре общей физики и молекулярной электроники физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Научный руководитель : доктор физико-математических наук,...»

«Тазов Сергей Геннадьевич МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ РЕДУКТОСИНОВ Специальность 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт – Петербург 2003 Работа выполнена в Санкт- Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения и Всероссийском научно-исследовательском, проектноконструкторском и технологическом институте малых электрических машин Научный руководитель :...»

«УДК 523.6 БИРЮКОВ Евгений Евгеньевич ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ КОМЕТ ГАЛЛЕЕВСКОГО ТИПА Специальность: 01.03.01 – “Астрометрия и небесная механика” АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Санкт-Петербург 2008 Работа выполнена в Южно-Уральском государственном университете. Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор Вячеслав Васильевич...»

«БАСИНСКИЙ Константин Юрьевич НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ И ДВУХФАЗНОЙ СМЕСИ 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Тюмень – 2012 Работа выполнена на кафедре математического моделирования ФГБОУ ВПО Тюменский государственный университет Научный руководитель : кандидат физико-математических наук, доцент Баринов Василий Александрович...»

«Дунаева Мария Андреевна ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УСИЛИТЕЛЕЙ СЧИТЫВАНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ РАЗБРОСУ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРОВ 05.13.05 Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2010 Работа выполнена в филиале фирмы Самсунг Электроникс Ко.Лтд. Научный руководитель : кандидат технических наук, старший научный сотрудник...»

«Великанов Петр Геннадьевич РАСЧЕТ ОРТОТРОПНЫХ ПЛАСТИН И ОБОЛОЧЕК МЕТОДОМ ГРАНИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Специальность 01.02.04 – Механика деформируемого твердого тела АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Казань 2008 Работа выполнена на кафедре теоретической механики Казанского государственного университета им. В.И. Ульянова-Ленина. Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор Артюхин Юрий Павлович Официальные...»

«ШОХИНА ЕВГЕНИЯ АЛЕКСАНДРОВНА ПОЛИТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ СЕМЬИ И ОХРАНЫ ДЕТСТВА В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Специальность: 23.00.02 – Политические институты, этнополитическая конфликтология, национальные и политические процессы и технологии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата политических наук Москва 2009 Работа выполнена в Институте социологии РАН Научный руководитель : доктор философских наук КИРИЛЛИНА Валентина Николаевна Официальные...»

«Мусалёва Анна Владимировна Предложения, заявления, ходатайства и жалобы осужденных к лишению свободы в механизме реализации их прав и законных интересов Специальность 12.00.08. – уголовное право и криминология; уголовно-исполнительное право Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Казань 2009 Работа выполнена на кафедре уголовного права и процесса юридического факультета ОАНО Волжский университет имени В.Н. Татищева (институт) Научный...»

«ФЁДОРОВ ВЛАДИСЛАВ НИКОЛАЕВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ДВУХФАЗНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ В СЛОИСТО-НЕОДНОРОДНЫХ ПЛАСТАХ 01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук КАЗАНЬ-2003 Работа выполнена в Отделении механики Научно-исследовательского института математики и механики им. Н.Г. Чеботарева Казанского государственного университета. Научный руководитель...»

«ФИЛИППОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ Магнитоэлектрический эффект в магнитоупорядоченных кристаллах с 3d - ионами и феррит – пьезоэлектрических композитах в области магнитного и электромеханического резонансов Специальность: 01.04.07- Физика конденсированного состояния АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико - математических наук Санкт - Петербург – 2005 2 Работа выполнена в ГОУ ВПО Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого...»

«КУЗЬМИН Дмитрий Геннадьевич МОДЕРНИЗАЦИЯ СРЕДСТВ ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КАБИН МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2013 2 Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тверской государственный технический университет (ФГБОУ ВПО ТвГТУ) кандидат...»

«САМУЙЛОВ СЕРГЕЙ ДМИТРИЕВИЧ Электрофизический метод брикетирования металлической стружки Специальность 01.04.13. Электрофизика, электрофизические установки Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2002 2 Работа выполнена в лаборатории магнитогидродинамических явлений Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН. Научный руководитель : доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Абрамова Клара Борисовна...»

«ЛЕГЕНИНА Татьяна Багировна ГЕНДЕРНАЯ СОЦИАЛИЗАЦИЯ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИЙСКОЙ СЕМЬЕ: СОЦИОКУЛЬТУРНЫЙ АНАЛИЗ Специальность 22.00.06 – Социология культуры, духовной жизни АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата социологических наук Ставрополь – 2004 Введение Социальная трансформация российского общества сопряжена с противоречивыми процессами в духовной сфере и неотделима от преобразования сложившихся ценностных систем. Данные особенности социокультурного...»

«ГАЛИАСКАРОВА ГУЗЕЛИЯ РАФКАТОВНА ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫБРОСОВ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ПЛАВУЧЕСТИ ВДОЛЬ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 01.02.05. Механика жидкости, газа и плазмы АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Уфа -2002 Работа выполнена на кафедре прикладной математики и механики Стерлитамакского государственного педагогического института. Научный руководитель : член-корр. АН РБ, доктор физикоматематических наук, профессор В.Ш....»

«ГЕРВАЛЬД АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ Синтез магнитсодержащих полистирольных микросфер Специальности: 02.00.06 – высокомолекулярные соединения 02.00.11 – коллоидная химия и физико-химическая механика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук МОСКВА 2008 www.sp-department.ru 2 Работа выполнена в Московской государственной академии тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова на кафедре Химия и технология высокомолекулярных соединений им. С.С....»

«КОЗУБ Александр Васильевич Обоснование параметров взрывной подготовки двухуступной выемки в карьерах Специальность: 25.00.20 – Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте проблем комплексного освоения недр РАН (УРАН ИПКОН РАН), Отдел проблем геомеханики и разрушения горных пород...»

«Крючков Сергей Владимирович ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИИ ЧЕРЕЗ ИНТЕРВАЛЫ МАРТЕНСИТНЫХ ПЕРЕХОДОВ Специальность 01.02.04. – Механика деформируемого твердого тела АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук г. УХТА 2006 Работа выполнена в Ухтинском государственном техническом университете Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Андронов И.Н. Официальные оппоненты :...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.