ДРОССЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРОПРИВОД
THROTTLE ELECTROHYDRAULIC DRIVE

Изобретение относится к дроссельным электрогидроприводам (ЭГП), предназначенным для управления исполнительными органами различных объектов, например рулями летательных аппаратов.
Широко известны ЭГП (Гидравлические агрегаты и приводы систем управления полетом летательных аппаратов. Информационно-справочное пособие. Под общей редакцией Редько П.Г. Москва. Издательство «Олита». 2004 г. Стр.65-72, аналог), содержащие два следящих контура:
- внутренний контур электрогидроусилителя (ЭГУ), осуществляющий преобразование входного электрического сигнала в пропорциональное положение золотника, используя механическую обратную связь с помощью пружин, на которые опираются торцы золотника, или с помощью упругой механической обратной связи по положению золотника;
- внешний (основной) контур, в котором пропорциональность перемещения выходного звена обеспечивается датчиком обратной связи (ДОС), осуществляющий преобразование перемещения выходного звена в пропорциональное значение электрического сигнала, поступающего на вход ЭГП для замыкания контура.
Основными недостатками таких ЭГП являются большая зона нечувствительности, малое быстродействие и нестабильность динамической характеристики при изменении условий эксплуатации.
Указанные недостатки частично устранены в ЭГП (патент РФ №RU 2362054 C1, кл. F15B 9/00, 2008 г. - прототип), в котором на вход внутреннего контура ЭГУ со свободно плавающим золотником в качестве отрицательной обратной связи подается выходной сигнал дифференцирующего устройства, вход которого соединен с выходом датчика положения выходного звена.
Недостатком прототипа является ограниченность его применения из-за необходимости наличия ЭГУ со свободно плавающим золотником.
Целью изобретения является улучшение и стабилизация динамической характеристики ЭГП с ЭГУ, замкнутым механической обратной связью по положению золотника.
Поставленная цель достигается тем, что ЭГП, содержащий рулевой агрегат с ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника и гидродвигателем (ГД) с датчиком положения выходного звена и внутренним и внешним контурами слежения, замкнутыми через усилитель-сумматор сигналами отрицательной обратной связи по скорости и по положению выходного звена соответственно, дополнительно содержит интегрирующее звено, выход которого соединен со входом ЭГУ, а вход соединен с выходом усилителя-сумматора.
Функциональная схема дроссельного электрогидропривода приведена на чертеже.
у
ду
φ
ЭГП содержит усилитель-сумматор 1, с коэффициентом усиления K, интегрирующее звено 2 с передаточной функцией
, электрогидроусилитель 3 с передаточной функцией прямой цепи
, замкнутый механической обратной связью с коэффициентом усиления
, гидродвигатель 4 с передаточной функцией
, датчик обратной связи 5 положения выходного звена, дифференцирующее устройство 6 с передаточной функцией Кр, сигнал положения выходного звена 7 с коэффициентом обратной связи K.
Передаточная функция ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника, приведенного на чертеже, имеет вид:
(1) - передаточная функция ЭГУ,
где
- коэффициент усиления ЭГУ;
- постоянная времени ЭГУ.
р
Из условия
, необходимого для преобразования передаточной функции ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника в передаточную функцию ЭГУ со свободно плавающим золотником, коэффициент усиления К интегрирующего звена имеет вид:
Тогда передаточная функция внутреннего контура слежения за скоростью выходного звена ЭГП, приведенного на чертеже, с учетом (1) и (2), имеет вид:
где:
- установившееся значение скорости выходного звена гидродвигателя;
ГД
- постоянная времени скоростной характеристики контура слежения за скоростью. Из передаточной функции (3) видно, что гидродвигатель, коэффициент которого К зависит от условий эксплуатации, будучи охваченным обратной связью по скорости, не влияет на установившееся значение скорости выходного звена и уменьшает постоянную времени T скоростной характеристики контура слежения за скоростью, увеличивая его быстродействие.
Таким образом, наличие интегрирующего звена, обеспечивая преобразование передаточной функции ЭГУ с механической обратной связью по положению золотника в передаточную функцию ЭГУ со свободно плавающим золотником, обеспечивает улучшение и стабилизацию динамической характеристики дроссельного ЭГП с механической обратной связью по положению золотника.