Разработка и исследование адаптивных электрогидравлических следящих приводов летательных аппаратов

• Автор: Бурмистров, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СЛЕДЯЩИЕ ПРИВОДЫ (ЭГСП)

КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Функциональная схема и классификация ЭГСП

1.2. Достоинства и области применения ЭГСП

1.3. Факторы не стационарности и нелинейности в ЭГСП ЛА

1.4. Технические требования, предъявляемые к ЭГСП ЛА

1.5. ЭГСП с адаптивными алгоритмами

1.6. Выводы по 1 главе

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И СИНТЕЗ АДАПТИВНОЙ СТРУКТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫМ ЭГСП
2.1. Математические модели позиционного ЭГСП и обоснование принятых допущений
2.2. Постановка задачи и методы ее решения; синтез и обоснование устойчивости ЭГУ с
релейным регулятором
2.3. Синтез структуры адаптивного управления
позиционным ЭГСП
2.4. Выводы по 2 главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ
АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭГСП РЕГУЛИРОВАНИЯ СИЛЫ
3.1. Математические модели и постановка задачи
коррекции ЭГСП регулирования силы
3.2. Анализ возможных методов коррекции ЭГСП регулирования силы
3.3. Модификация параметрического алгоритма
3.4. Синтез структуры адаптивного управления ЭГСП регулирования силы
3.5. Выводы по 3 главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МАКЕТОВ АДАПТИВНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНЫХ ЭГСП
4.1. Макета адаптивных регуляторов для ЭГСП
4.2. Экспериментальное исследование макета адаптивного регулятора в составе позиционного следящего ЭГСП (рулевой машины АРМ150Б)
4.3. Стендовые испытания макета адаптивного регулятора
на ЭГСП регулирования силы
4.4. Выводы и результаты по 4 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ.
1. Сборочный чертеж, схема электрическая принципиальная и таблица электрических элементов адаптивного регулятора для ЭГСП регулирования силы
2. Схема электрическая принципиальная и таблица электрических элементов адаптивного регулятора позиционного
ЭГСП
3. Протокол испытаний адаптивного регулятора в составе следящей системы с электронасосной электро-гидравлической рулевой машиной АРМ150Б
4. Акты, подтверждающие практическую значимость диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Большинство электрогидравлических следящих приводов (ЭГСП) используется в качестве исполнительных систем гражданских и военных самолетов, где от приводов требуется точность и высокое быстродействие при передаче значительных усилий. Актуальность работ, посвященных динамике и устойчивости ЭГШ объясняется повышенными требованиями к надежности рулевых ЛА. По данным зарубежных источников [343, до 20% случаев потери самолетов связаны с отказами и повреждениями САУ приводов управляющих поверхностей ЛА. Успешной разработке и внедрению во многие отрасли промышленности ЭГСП способствовали работы ученых Т.М.Башты, Д.Н.Попова, В.А.Лещенко, В.А.Хохлова, В.М.Карева, В.Н.Прокофьева, Н.С.Гамынина, Ю.И.Чупракова, А.М.Потапова, С.А.Ермакова, С.В.Демидова, В.И.Разинцева и др., посвященные синтезу математических моделей, принципам построения, методам анализа устойчивости и исследованиям характеристик ЭГСП [4,16,19,23, 28, 39,52,56,64,68,74
Сравнительное исследование электрических, гидравлических и пневматических приводов, приведенное в [793, показало, что только гидравлические приводы способны развивать значительную механическую мощность при малых массах и габаритах (показатель удельной мощности равен 5 кВт/кг [463). В настоящее время конкуренцию ЭГСП начинают оказывать системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. В конструкции этих двигателей используются материалы для постоянных магнитов с высокой магнитной энергией, что позволяет создать электроприводы, соизмеримые по всем основным показателям с гидравлическими. Однако ЭГСП имеют ряд недостатков, сдерживающих их распространение и заставляющих разработчиков автоматических систем выбирать между тремя видами приводов. Следует отметить следующие основные недостатки ЭГСП [513:

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И СИНТЕЗ АДАПТИВНОЙ СТРУКТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫМ ЭГСП
2.1. Математические модели позиционного ЭГСП и обоснование
принятых допущений Объектом исследования диссертационной работы являются две ЭГСП. Первая ЭГСП с обратной связью по положению, вторая - с обратной связью по силе. В обоих системах используется однокаскадный ЭГУ с непосредственно управляемым ЭМП четырехщелевым гидрораспределителем (ГР) золотникового типа. Составлению уравнений динамики ЭГСП с дроссельным регулированием скорости движения выходного звена посвящено множество монографий [19,37,56,61 ,68,743.На их основе можно получить адекватные модели ЭГСП, рассматриваемых в данной работе.
Рассмотрим функциональную схему гидропривода, приведенную на рис. 2.1.

_х х_

[АЛА]

ш АДА
00000

Рис. 2.1. Функциональная схема гидропривода: Рп, Рсд - давление
подачи насоса и слива; с, с , с
’ пр’ оп
жесткости нагрузки, проводки
и опоры соответственно; у , у , у - перемещения ГЦ, штока ГЦ и

нагрузки соответственно; ЭГУ - электрогидравлический усилитель Динамику ЭМП, якорь которого жестко связан с золотником (ГР), при пренебрежении коэффициентом противоЭДС и силой контактного трения золотника можно описать передаточной функцией вида [22,743: