Введение к работе
Актуальность работы . С начала 80-х годов возникла настоятельная
необходимость создания принципиально новых схем следящих приводов , обеспечивающих пространственное движение полезной нагрузки -поступательное или вращательное - относительно нескольких координатных осей . При этом существенно повысились требования к статической и динамической точности таких приводов, к быстродействию , надежности и ресурсу работы .
Эти приводы часто работают в условиях дефицита энергоресурсов или жестких массогабаритных ограничений ( например , на борту летательных аппаратов).
Следящие приводы многокоординатного типа могут функционировать в различных режимах , отрабатывая как стационарные гармонические сигналы, так и широкополосные случайные воздействия, а также ступенчатые сигналы с минимальным временем регулирования . Характер нагрузки в основном инерционный , может иметь место комбинированное трение и постоянная составляющая различного знака.
Можно сформулировать основные требования к многокоординатным приводам нового поколения:
-
. Минимальные ошибки слежения в основных рабочих режимах, не превышающие нескольких угловых минут.
-
. Жесткие динамические требования к приводу при отработке ступенчатых управляющих воздействии в широком диапазоне амплитуд сигнала управления .
-
. Возможность использования цифровых устройств как в контуре системы управления приводом, так и в контуре самого привода.
-
. Относительно большие инерционные нагрузки , воздействующие на привод в сочетании с низким располагаемым уровнем собственного демпфирования .
-
. Высокие требования по габаритно-массовым характеристикам приводов (в условиях компоновки на борту малоразмерных летательных аппаратов).
С точки зрения выполнения указанных требований разработка привода, обеспечивающего трех степенную подвижность инерционному объекту, в условиях ограничения массы агрегата и его габаритов при наибольшей энергонапряженности, представляется весьма актуальной задачей, имеющей важное значение в развитии различных отраслей техники.
Цель работы является разработка 3-х координатного привода с наименьшими массогабаритными характеристиками, обладающего возможно большей энергонапряженностыо и управлением от малоточной электронной техники. Достижение поставленной цели может быть осуществлено за счет:
рационального выбора схемотехнических решений, на основе анализа существующих приводов аналогичного класса,
выбора вмсококачественоП элементной базы , обеспечивающей
выполнение перечня требований к приводу , а также его основные
эксплуатационные характеристики ,
исследования статических , динамических и точностных параметров
агрегата в составе цифрового следящего привода для системы автосопровождения,
разработки и реализации комплекса испытаний агрегата, а также создание специального стендового и электронного оборудования для проведения испытаний.
Методы разработки н исследований
Исследование характеристик, агрегата и привода в целом осуществлялось на основе линейных методов теории автоматического регулирования и управления , а также на основе математического моделирования с применением ряда нелинейных моделей (математического эксперимента) и натурного эксперимента в различных условиях.
Вопросы синтеза энергетических параметров приводов каналов решались методом теоретического исследования, в результате которого были получены аналитические соотношения для оценки энергетических и динамических возможностей приводов.
Научная новизна работы заключается в:
схемотехническом решении агрегата;
применении неполноповоротного лопастного гидравлического двигателя с прогрессивными характеристиками;
применении коррекции по динамическому давлению в системе управления двигателем.
Практическое значение работы состоит в:
повышении энергонапряженности агрегата при минимальных размерах по
сравнению с агрегатами, реализованных на других базовых конструкциях;
повышении статической и динамической точности системы в целом;
рекомендациях по разработке последующих модификаций и
разновидностей электрогидравлических следящих приводов данного класса , в том числе с использованием отработанного комплекса стендового испытательного оборудования , а также программного и математического обеспечения для цифрового моделирования таких устройств;
элементной базе по комплектующим изделиям для многостепенных
агрегатов систем подвижности повышенной точности, в том числе
неполноповоротным лопастным гидродвигателям высокого давления
(28Мпа и выше),
электрогидравлическим усилителям с увеличенным быстродействием
и линейностью статических характеристик,
преобразователям сигналов и датчикам с конструктивными
элементами монтажа в корпус агрегата,
Внедрение работы . Разработанный агрегат в составе цифрового следящего привода был использован в качестве исполнительного устройства для бортовой системы автосопровождения маневренного самолета.
Созданные на его основе аналогичные агрегаты применены в ряде новейших многокоординатных систем подвижности .
Апробация работы . Материалы диссертации докладывались и
обсуждались на заседании кафедры " Системы приводов " в Московском государственном технологическом университете " СТАНКИН ".
Публикации . Основные положения работы отражены в 2 научных публикациях и 2-х авторских свидетельствах .
Структура и объем работы . Диссертация состоит из Введения , 4-х разделов , общих выводов, перечня использованной литературы . Работа выполнена на 196 страницах, включая 102 страницы машинописного текста, 91 рисунок, 3 фотографии, 2 страницы списка литературы ( 28 наименований ).
