Динамика источников гидропитания при работе вблизи упоров, ограничивающих подачу насоса

Аннотация

Приведены результаты исследования динамических характеристик источников гидропитания на базе объемных регулируемых насосов. Механизм управления подачей таких насосов содержит упоры, ограничивающие перемещение поршня гидроцилиндра регулятора. Показано, что учет ограничений на перемещение с использованием нелинейной функции насыщения не позволяет адекватно описать динамику системы. Рассмотрены случаи учета симметричных и односторонних упоров в механизме управления при гармоническом входном сигнале и получены коэффициенты гармонической линеаризации. Случай одностороннего упора соответствует работе источника гидропитания вблизи нулевой подачи и характеризуется наличием постоянного смещения координаты золотника в область отрицательных значений. Определено, что выходной сигнал претерпевает не только амплитудные, но и фазовые искажения, что не соответствует звену типа "насыщение". Построены амплитудно-частотные характеристики источника гидропитания при работе в условиях вынужденных колебаний, вызванных возмущающим гармоническим изменением потребляемого расхода. Выявлено, что резонансные пики давления из-за наличия упоров тем меньше, чем выше показатель колебательности линейной системы. Показано, что особенностью несимметричных колебаний при работе насоса вблизи нулевой подачи является наличие не только периодической, но и постоянной составляющих. Приведена последовательность построения амплитудно-частотных характеристик для данного случая. Приведены амплитудно-частотные характеристики источника гидропитания с односторонними упорами и их сравнение с результатами проведенных экспериментальных исследований

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Феденков В.В., Черкасских С.Н., Шейкин М.О. и др. Динамика источников гидропитания при работе вблизи упоров, ограничивающих подачу насоса. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2025, № 3 (154), c. 93--111. EDN: QKGSNW

Литература

[1] Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением. М., Машиностроение, 1975.

[2] Нейман В.Г. Гидроприводы авиационных систем управления. М., Машиностроение, 1973.

[3] Zedgenizov V.G., Kokourov D.V., Biryukov D.S. Mathematical modeling of the axial-piston pump power regulator. J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 2061, art. 012060. DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/2061/1/012060

[4] Николенко И.В., Рыжаков А.Н. Математическое моделирование рабочего процесса в гидроприводе на основе регулируемых аксиально-поршневых гидромашин. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015, № 9. EDN: UXRTZP

[5] Башта Т.М., ред. Объемные гидравлические приводы. М., Машиностроение, 1968.

[6] Прокофьев В.Н., Данилов Ю.А. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод. М., Машиностроение, 1969.

[7] Нгуен В.Х., Сосновский Н.Г. Исследования гидропривода с объемным регулированием с различными регуляторами аксиально-поршневого насоса. Матер. Междунар. науч. конф. "Фундаментальные и прикладные задачи механики". М., Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2021, с. 45--48. EDN: YMCGLN

[8] Феофилов Д.С. Особенности моделирования звеньев с ограничителями. Матер. XXI Междунар. науч.-метод. конф. "Информатика: проблемы, методы, технологии". Воронеж, Вэлборн, 2021, с. 644--649. EDN: VNMIEJ

[9] Арановский С.В., Фрейдович Л.Б., Никифорова Л.В. и др. Моделирование и идентификация динамики золотникового гидрораспределителя. Часть I. Моделирование. Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 2013, т. 56, № 4, с. 52--56. EDN: PYBERD

[10] Арзуманов Э.С. Гидравлические регулирующие органы систем автоматического управления. М., Машиностроение, 1985.

[11] Чемоданов Б.К., ред. Следящие приводы. Кн. 2. М., Энергия, 1976.

[12] Льюис Э., Стерн Л.Х. Гидравлические системы управления. М., Мир, 1966.

[13] Гойдо М.Е. Проектирование объемных гидроприводов. М., Машиностроение, 2009.

[14] Арзуманов Ю.Л., Халатов Е.М., Чекмазов В.И. Основы проектирования систем пневмо- и гидроавтоматики. М., Спектр, 2017.

[15] Гамынин Н.С. Основы следящего гидравлического привода. М., Оборонгиз, 1962.

[16] Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М., Наука, 1975.

[17] Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования. М., Наука, 1966.

[18] Нетушила А.В. Теория автоматического управления. Ч. 2. М., Высшая школа, 1972.

[19] Солодовников В.В. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Кн. 3. Ч. 1. Теория нестационарных, нелинейных и самонастраивающихся систем автоматического регулирования. М., Машиностроение, 1969.

[20] Попов Е.П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. М., Наука, 1973.