Моделирование динамики гидравлической системы управления шагающей машины

• Автор: Костюк, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ динамических и энергетических характеристик основных типов гидравлических систем управления
1.1. Усилия и скорости, развиваемые гидроцилиндрами
1.2. Анализ основных типов гидравлических систем управления
1.3. Устройство и принцип работы насоса с LS-управлением
1.4. Регулирующая аппаратура. Принцип работы распределителя с пропорциональным управлением
1.5. Структурная схема управления ГСУ
1.6. Исполнительные гидроцилиндры
1.7. Возможные варианты схем
Глава 2. Математические модели гидросистемы управления
шагающей машины
2.1. Нелинейная математическая модель
2.1.1. Математическая модель ГСУ одной степени свободы ноги ШМ с насосом с LS-управлением и ограничителем давления
2.1.2. Математическая модель насоса с LS-управлением
2.1.3. Математическая модель пропорционального распределителя
2.1.4. Математическая модель силового гидроцилиндра
2.1.5. Математические модели нелинейностей
2.2. Линейная модель ГСУ
Глава 3. Алгоритмический и программный комплекс для
моделирования динамики ГСУ
3.1. Структура программы
3.2. Ввод параметров моделирования
3.3. Возможные ошибки
3.4. Методы решения системы дифференциальных уравнений

Глава 4. Результаты моделирования
4.1. Оценки адекватности моделей (Сравнение с каталожными характеристиками)
4.2. Результаты моделирования ГСУ ноги ШМ с одним насосом с
Ьв-управлением
4.3. Гидравлическая система управления поворота стойки
4.4. Гидравлическая система управления бедра
4.5. Г идравлическая система управления голени
4.6. Коэффициент полезного действия ГСУ
4.7. Моделирование ГСУ, ног, принадлежащих одной “трёшке”, и
работающих от одного насоса
4.8. Регулятор положения
4.9. Моделирование различных режимов движения ШМ
4.10. Результаты моделирования линейной модели ГСУ
4.11. Тепловой расчёт
4.12. Анализ массогабаритных показателей различных вариантов гидросхем
4.13. Трансмиссия ШМ
Заключение
Список литературы. Приложения

Введение
Основные преимущества шагающих движителей по сравнению с колесными и гусеничными транспортными средствами. Около половины земной поверхности непроходима для традиционных колесных и гусеничных транспортных средств [1]. В то же время животные и люди могут передвигаться по большей части этой местности. Необходимость создания наземных транспортных средств высокой проходимости заставила обратиться к созданию шагающих машин (ШМ).
Использование ног в качестве движителей машины позволяет повысить профильную проходимость и перемещаться по сильнопересеченной местности [1]. Шагающая машина использует для опоры в процессе движения малую площадь в дискретных точках поверхности местности, которые могут выбираться и варьироваться в соответствии с дорожными условиями. Это обстоятельство делает шагающий транспорт незаменимым, когда непрерывная колея невозможна - движение по «кочкам», по россыпи камней и т.п.
Шагающие машины обладают высокой маневренностью. Они способны перемещаться вперед, назад, вбок и вообще с произвольным углом между направлением движения и продольной осью машины, совершать повороты и развороты на месте изменять клиренс, менять углы наклона корпуса.
Машина имеет богатые возможности выбора опорных точек, положения ног и корпуса для фиксации "позы" и восприятия рабочих усилий при выполнении технологических операций. При этом автоматически может быть обеспечена устойчивость и безопасность работы.
Ноги шагающей машины могут использоваться в качестве рабочего инструмента для подготовки точек опоры (утаптывание, расчистка) или

Кгд = Рогд 'П '“огд ' ^я.вгвл | ^ ^огй.тв _ Хогд ) ~ ПрОВОДИМОСТЬ ОКОН ОГраНИ-

чителя давления; _ Ик K.i,.^~(0-0lxbJm x/s) — ПрОВОдиМОсТЬ

окон LS-золотника; *ф _ Pdp ' JdP -1 проводимость дросселя; ßoäd -

расход жидкости через ограничитель давления; Qis ~ расход через LS-золотник; Qdp ' расход через дроссель; Mis ~ коэффициент расхода окна LS-золотника; “ & — диаметр плунжера LS-золотника; кпк — коэффициент полноты гильзы LS-золотника; рк — давление после LS-золотника; рогд ~ коэффициент расхода окна золотника ограничителя давления; ^ого ~ диаметр плунжера золотника ограничителя давления; кпогд ~ коэффициент полноты гильзы ограничителя давления; рогд ~ давление после золотника ограничителя давления; Р,1Уг “давление в жидкости в
ЦУ№2 р - плотность рабочей жидкости; xblB ах,хждтзх - максимальные
смещения плунжеров LS-золотника и ограничителя давления,
fdp ~ площадь отверстия дросселя; Р0;, ~ коэффициент расхода дросселя.
Если (хй >0.01x,sm„) и (хогд <0.01хоа)тах),то
г2 —
2^ Л.агфМ0-01Хогй.та., -Xotd)-jp,s-poJ ■Sign(pk-p0j,
!~2 f
Q,s = Мі, ‘Я■ db ■ knl j (x/s -0.0іл,т„) />_ -pb ■ sign{pH - pb

Qöp = Pöp ■ fäpл I - ■ iPoz> - Pvl ■ S'gn(Po* - Pwl)

Qoa ~Q,ip = Qis ■
(2.7)