ДРОССЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРОПРИВОД
THROTTLING 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 ред. П.Г. Редько. - М., изд-во «Олита», 2004, стр.65-71 - 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, поступающий 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 известных ЭГП (Гидравлические агрегаты и приводы систем управления полетом летательных аппаратов. Информационно-справочное пособие./Под общей ред. П.Г. Редько. - М., изд-во «Олита», 2004, стр.272-274, 405, 408 - прототип), в которых во внутреннем контуре слежения ЭГУ механическая обратная связь заменена электрической обратной связью путем оснащения индукционным датчиком положения золотника, используемым в качестве датчика обратной связи в контуре управления золотником ЭГУ.
Недостатками прототипа являются:
- сложность внутреннего контура, обусловленная наличием прецизионного малогабаритного индукционного датчика, измеряющего малые перемещения высокочастотного генератора питания, фазочувствительного выпрямителя с фильтром и электрического усилителя-сумматора;
- нестабильность динамической характеристики ЭГП, обусловленная тем, что внутренний контур слежения за положением золотника ЭГУ управляет скоростью выходного звена ЭГП по разомкнутому циклу. То есть положение золотника, через расход жидкости в гидродвигатель, определяет косвенно скорость перемещения выходного звена ЭГП. При этом не учитывается, что зависимость скорости выходного звена ЭГП от положения золотника изменяется при изменении условий эксплуатации - температуры жидкости, давления в гидросистеме, величины нагрузки на выходном звене ЭГП.
Целью изобретения является упрощение конструкции, увеличение быстродействия и повышение стабильности динамической характеристики ЭГП.
Поставленная цель достигается тем, что в ЭГП, содержащем рулевой агрегат со свободноплавающим золотником ЭГУ и гидродвигателем (ГД) с датчиком положения выходного звена, замкнутом внутренним и внешним контурами слежения, на вход внутреннего контура ЭГУ в виде отрицательной обратной связи подается выходной сигнал дифференцирующего устройства (ДУ), вход которого соединен с выходом датчика положения выходного звена.
Функциональная схема дроссельного электрогидропривода приведена на чертеже.
У
ду
φ
ЭГП содержит усилитель-сумматор 1, с коэффициентом усиления К, электрогидроусилитель 2 с передаточной функцией , гидродвигатель 3 с передаточной функцией , датчик обратной связи 4 положения выходного звена, дифференцирующее устройство 5 с передаточной функцией Кр, сигнал положения выходного звена 6 с коэффициентом обратной связи К.
Передаточная функция внутреннего контура слежения за скоростью выходного звена ЭГП, приведенного на чертеже, имеет вид
где
- постоянная времени скоростной характеристики контура слежения за скоростью;
- установившееся значение скорости выходного звена гидродвигателя.
Из передаточной функции (1) видно, что гидродвигатель, коэффициент которого
гд
гд
К зависит от условий эксплуатации, будучи охваченным обратной связью по скорости, не влияет на установившееся значение скорости выходного звена и уменьшает постоянную времени Т скоростной характеристики контура слежения за скоростью, увеличивая его быстродействие (К>>1).
Таким образом, отсутствие датчика положения золотника во внутреннем контуре ЭГУ упрощает конструкцию ЭГП, а из-за использования дифференцирующего устройства вместо датчика положения золотника внутренний контур ЭГУ становится контуром слежения за скоростью выходного звена путем ее прямого измерения. При этом ослабляется влияние изменения условий эксплуатации на скорость выходного звена ЭГП и повышается стабильность его динамической характеристики.