Улучшение динамических свойств и исследование рабочих процессов авиационного рулевого гидропривода с комбинированным регулированием скорости при увеличении внешней нагрузки

• Автор: Алексеенков, Артем Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ современных авиационных рулевых приводов с электрическим энергопитанием

1.1. Электрогидростатические приводы

1.2. Приводы с комбинированным регулированием скорости

1.3. Гибридные приводы

1.4. Выводы

Глава 2. Разработка исследовательского образца гибридного рулевого привода с

комбинированным регулированием скорости

2.1. Задачи экспериментального исследования

2.2. Разработка принципиальной схемы экспериментального привода

2.2.1. Режим работы привода от централизованной гидросистемы
2.2.2. Режим работы привода от электросистемы самолета
2.2.3. Режим кольцевания полостей гидроцилиндра привода
2.2.4. Режим пассивного демпфирования движения выходного звена
2.3. Выводы
Глава 3. Математическое моделирование привода с комбинированным регулированием скорости
3.1. Разработка математической модели привода
3.2. Структура математической модели привода с комбинированным регулированием скорости
3.2.1. Математическая модель блока управления
3.2.2. Математическая модель мехатронного модуля
3.2.3. Математическая модель поршневого насоса
3.2.4. Модель формирования давления жидкости на входе.клапана
3.2.5. Математическая модель клапана реверса....1..Г
3.2.6. Модель линейного электродвигателя
3.2.7. Математическая модель гидроцилиндра
3.2.8. Математическая модель объекта управления
3.2.9. Значения параметров, используемых в модели
3.3. Выводы

Глава 4. Практическая реализация гибридного привода с комбинированным регулированием скорости
4.1. Стендовый комплекс для испытаний экспериментального образца гибридного привода
4.2. Выводы
Глава 5. Экспериментальные исследования характеристик базовых компонентов электрогидравлического привода с комбинированным регулированием скорости
5.1. Объект исследований
5.2. Результаты экспериментальных исследований
5.3. Выводы
Глава 6. Отработка математических моделей компонентов привода и сопоставление результатов моделирования с экспериментом
6.1. Выводы
Глава 7. Исследование характеристик и рабочих процессов привода с комбинированным регулированием скорости
7.1. Теоретические исследования базовой схемы привода
7.1.1. Влияние параметров настройки блока управления приводом на его динамические характеристики
7.1.2. Оценка режимов работы привода с комбинированным регулированием скорости по его частотным характеристикам
7.1.3. Оценка динамических свойств привода с комбинированным регулированием скорости при работе под нагрузкой
7.2. Схемное решение, улучшающее динамические характеристики привода с комбинированным регулированием скорости под нагрузкой
7.3. Влияние параметров настройки блока управления приводом на его динамические характеристики
7.4. Выводы
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы диссертации
Предъявление высоких требований к перспективным пассажирским и транспортным самолетам, с точки зрения эксплуатационных показателей, экологичности и топливной эффективности, ставит перед авиационными специалистами ряд проблем, требующих поиска новых подходов к построению энергетической системы самолета. В связи с этим особую актуальность приобретает концепция большей электрификации бортовых систем, в частности систем управления аэродинамическими поверхностями, взлетно-посадочных устройств, систем кондиционирования воздуха и других. Для систем управления данная концепция подразумевает использование электрической энергии в качестве основной энергии, питающей рулевые приводы. Как следствие, такой подход позволит исключить или минимизировать централизованную гидросистему самолета, что позволит, по некоторым данным, снизить полную взлетную массу, уменьшить потребление топлива и упростить техническое обслуживание [9,11,40,53].
Достижения электротехнических отраслей промышленности позволили производить компактные блоки управления электромашинами, преобразователи напряжения, силовую и управляющую электронику, вычислительные комплексы, способные реализовывать сложные законы управления, производя обработку данных в режиме реального времени, блоки обработки данных и системы контроля, что в целом способствовало возможности повышения уровня электрификации самолётов [11,27,43].
В настоящее время концепция создания самолетов с повышенным уровнем электрификации исполнительной части системы управления (рулевых приводов) из ряда проектных документаций воплощается в реальные конструкторские схемы. Такие решения нашли применение на современном пассажирском самолете Airbus А-380 (электрогидростатические приводы типа ЕНА и ЕВНА производства фирмы Liebherr), маневренном самолете F-

В целом, конструкция привода разрабатывалась при использовании максимально возможного количества серийных элементов, позволяя уменьшить стоимость готового изделия и сроки его изготовления. Кроме того, применение типовых гидроагрегатов с уже известными характеристиками позволило упростить процесс адаптации математической модели рассматриваемого привода.
Экспериментальный образец привода является резервированным [23] и обеспечивает четыре режима работы, среди которых два активных режима:
> Магистральный режим работы с питанием от централизованной гидравлической энергосистемы и использованием дроссельного регулирования скорости выходного звена.
> Режим работы с питанием от силовой электросистемы самолета с использованием комбинированного регулирования скорости выходного звена, называемый автономным.
В предусмотренных пассивных режимах привод не управляет положением своего выходного звена, а в большей или меньшей степени сопротивляется его вынужденному перемещению, вызванному приложенной к этому звену внешней силой, обеспечивая следующие режимы работы:
> Режим малого сопротивления вынужденному перемещению выходного звена для минимизации влияния на перемещение рулевой поверхности, управляемой соседним приводом (режим кольцевания полостей гидроцилиндра).
> Режим дозированного сопротивления вынужденному перемещению выходного звена для демпфирования его колебаний (режим демпфирования).
Для рассматриваемого привода магистральный режим работы является основным, а режим питания от электросистемы самолета является резервным. Данное решение является следствием тенденции плавного внедрения электрогидравлических приводов, новых для авиационной промышленности, в контур управления самолетом. Привод автоматически переводится в режим