ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.06.2020
Просмотров: 649
Скачиваний: 4
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время многие промышленные системы автоматического управления имеют в своей структуре элементы, принцип действия которых основаны на использовании основных законов гидравлики.
Центральным узлом различных гидравлических систем являются гидравлические усилители, выполняющие усиление сигналов и управление гидравлическими исполнительными механизмами.
Гидравлический усилитель представляет собой следящий силовой гидропривод, с помощью которого ведомому звену (исполнительному двигателю) сообщаются движения, согласованные с определенной точностью с перемещением входа (органа управления) при требуемом усилении выходной мощности (усилия или момента), получаемом путем использования энергии подаваемой жидкости.
Электрогидравлические усилители мощности (ЭГУМ) в электрогидравлических системах автоматического регулирования при помощи микропроцессора выполняют функции связующего звена между электронным управляющим устройством и исполнительным гидравлическим механизмом. В настоящее время наибольшее распространение в гидроприводе получили три схемы ЭГУМ: золотниковый, струйная трубка, сопло-заслонка.
В золотниковом ЭГУМ силовой поток энергии распределяется золотником на два направления. Управление осуществляется двумя электромагнитами с напряжениями U1 и U2, либо одним реверсивным магнитоэлектрическим соленоидом. В настоящее время золотниковые ЭГУМ практически не используются, но сам принцип распределения силового потока энергии посредством золотника в гидроусилителях занял доминирующее положение.
ЭГУМ со струйной трубкой распределяет силовой поток энергии путем радиального перемещения струйной трубки электромагнитами с напряжениями U1 и U2. Достоинством является низкая вероятность засорения гидравлического тракта, поскольку проходные сечения значительно превышают подобные величины у других усилителей.
ЭГУМ «сопло-заслонка» основан на перераспределении силового потока энергии между нагрузкой и дренажными гидравлическими сопротивлениями сопло-заслонка, управляемыми электромагнитами с напряжениями U1 и U2.
Из множества разнообразных усилителей одним из самых простых и надежных является электрогидроусилитель типа «сопло-магнитожидкостная заслонка». Существует много модификаций исполнительных устройств типа сопло-заслонка, которые в разных отраслях машиностроения отличаются не только техническими параметрами и назначением, но также конструктивными формами и способами исполнения.
В данной работе проводится исследование ЭГУ типа «сопло - магнитожидкостная заслонка» из-за сравнительной простоты изготовления конструкции и регулировки, высокой чувствительности, быстродействия и значительного ресурса работы в широком диапазоне давления и температур.
Разработанный электрогидавлический усилитель типа «сопло - магнитожидкостная заслонка» может применяться как устройство, преобразующее управляющий сигнал в пропорциональный ему поток жидкости и усиливающее его по мощности для управления исполнительными механизмами.
Электрогидроусилитель типа "сопло – магнитожидкостная заслонка" можно применять в системах автоматического управления различного назначения, в самых разнообразных отраслях промышленности, на железнодорожном и авто транспорте в авиации, связи и строительстве.
Целью работы дипломного проекта является разработка системы автоматического управления топливоподачи дизельного двигателя автомобиля КамАЗ с помощью электрогидроусилителя типа "сопло – магнитожидкостная заслонка", который отличается простотой конструкции, надежностью в работе и быстродействием, а также обеспечивает плотное прилегание магнитожидкостной заслонки к соплам за счет своей эластичной структуры. К нему можно подводить жидкость с большим давлением питания. В устройстве сопло–заслонка отсутствуют трущиеся пары, что обеспечивает его высокую чувствительность.
1 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
В зависимости от характера изменения управляющего воздействия (CАР) системы автоматического регулирования могут быть подразделены на следующие три основных класса: автоматической стабилизации, программного регулирования и следящие системы.
В системах автоматической стабилизации, или собственно в системах автоматического регулирования, управляющие воздействия представляют собой заданные постоянные величины.
В системах программного регулирования задающие воздействия являются известными функциями времени (изменяются по программе);
В следящих системах задающие воздействия представляют собой заранее неизвестные функции времени.
Прямое и непрямое регулирование САР. Всякая система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и регулятора. Регулятор имеет чувствительный элемент, который измеряет отклонение регулируемой величины от требуемого закона изменения. Чувствительный элемент воздействует на регулирующий орган, изменяющий параметр таким образом, чтобы значение регулируемой величины стало равно заданному. В простейших регуляторах чувствительный элемент непосредственно осуществляет перемещение регулирующего органа. Такие системы автоматического регулирования, где чувствительный элемент воздействует непосредственно на изменение положения регулирующего органа, называются системами прямого регулирования, а регуляторы – регуляторами прямого действия. В этих регуляторах энергия, необходимая для изменения положения регулирующего органа, поступает непосредственно от чувствительного элемента.
В системах непрямого регулирования для перемещения регулирующего органа используются вспомогательные устройства, которые работают от дополнительного источника энергии. При этом чувствительный элемент воздействует на управляющий орган вспомогательного устройства, а вспомогательное устройство осуществляет перемещение регулирующего органа.
Системы непрямого регулирования необходимо применять в тех случаях, когда мощность чувствительного элемента недостаточна для перемещения регулирующего органа и необходимо иметь высокую чувствительность измерительного элемента.
Одноконтурные и многоконтурные САР. Современные системы автоматического регулирования, помимо главных обратных связей, часто имеют местные обратные связи или параллельные корректирующие устройства. Системы автоматического регулирования с одной регулируемой величиной, имеющие только одну главную обратную связь и не имеющие местных обратных связей (системы с одним контуром регулирования), называют одноконтурными. В этих системах воздействие, приложенное к какой-либо точке системы, может обойти систему и вернуться в первоначальную точку, следуя только по одному пути обхода.
Системы автоматического регулирования, которые помимо одного контура главной обратной связи имеют еще главные обратные связи или местные обратные связи, называют многоконтурными. В многоконтурных системах воздействие, приложенное к какой-либо точке, может обойти систему и вернуться в эту точку, следуя по нескольким различным путям обхода.
Системы несвязанного и связанного автоматического регулирования. Системы с несколькими регулируемыми величинами подразделить на системы несвязанного и связанного регулирования. Системами несвязанного регулирования называют такие, в которых регуляторы, предназначенные для регулирования различных величин, не связаны друг с другом и могут взаимодействовать через общий объект регулирования. Системы несвязанного регулирования можно подразделить на зависимые и независимые.
В зависимых системах несвязанного регулирования на изменение одной из регулируемых величин влияют изменения остальных. Поэтому в таких системах процессы регулирования различных регулируемых параметров нельзя рассматривать изолированно друг от друга.
Примером зависимой системы несвязанного регулирования является самолет с автопилотом, который имеет самостоятельные каналы управления рулями. Предположим, что самолет отклонился от заданного курса. При этом автопилот вызовет отклонение руля поворота. При возвращении к заданному курсу угловые скорости обеих несущих поверхностей самолета, а следовательно, и действующие на них подъемные силы будут неодинаковыми. Это вызовет крен самолета. Автопилот отклонит элероны. В результате отклонения руля поворота и элеронов лобовое сопротивление самолета возрастает. Самолет начинает терять высоту и его продольная ось отклонится от горизонтали. При этом автопилот отклонит руль высоты. Таким образом, процессы регулирования трех регулируемых величин – курса, бокового крена и тангажа нельзя считать независимыми друг от друга, несмотря на наличие самостоятельных каналов управления.
В независимых системах несвязанного регулирования изменение каждой из регулируемых величин не зависит от изменения остальных. Поэтому процессы регулирования различных величин можно рассматривать отдельно друг от друга.
В системах связанного регулирования регуляторы различных величин имеют друг с другом взаимные связи, которые осуществляют взаимодействие между ними вне объекта регулирования.
Статические и астатические САР. Системы автоматического регулирования подразделяются на статические и астатические в зависимости от того, имеют они или нет ошибку в установившемся состоянии при определенного рода воздействиях.
Характерные особенности статической системы регулирования: равновесие системы статического регулирования может быть при различных значениях регулируемой величины; каждому значению регулируемой величины соответствует единственное определенное значение регулирующего органа; контур регулирования системы должен состоять из статических звеньев.
Характерные особенности астатической системы регулирования:
– равновесие системы астатического регулирования имеет место при единственном значении регулируемой величины, равном заданному;
– регулирующий орган в астатической системе должен иметь возможность занимать различные положения при одном и том же значении регулируемой величины.
В реальных астатических системах первое условие выполняется с некоторой погрешностью, так как чувствительный элемент обладает разрешающей способностью (нечувствительностью). Для осуществления указанной связи между чувствительным элементом и регулирующим органом в контур регулирования должно быть введено астатическое звено. В данном случае таким звеном является электродвигатель. При отсутствии напряжения вал электродвигателя неподвижен в любом положении, при наличии напряжения он непрерывно вращается. Астатическое звено находится в состоянии безразличного равновесия при отсутствии на него внешнего воздействия и выходит из равновесия при наличии воздействия.
Следует различать системы статические и астатические по отношению к возмущающему и управляющему воздействиям. В системах, статических по отношению к возмущающим воздействиям, не одинаковым по постоянной величине, возмущающим воздействиям соответствует различное значение регулируемой величины. В астатических системах по отношению к возмущающим воздействиям значение регулируемой величины не зависит от величины возмущающего воздействия. Значение регулируемой величины остается постоянным, равным заданному.
Линейные и нелинейные САР. Системы автоматического регулирования также подразделяют на линейные и нелинейные в зависимости от того, какую математическую модель выбирают при их исследовании (в зависимости от уравнения, которые применяют при их математическом описании).
Линейные и нелинейные в зависимости от прохождения и характера сигналов системы автоматического регулирования могут подразделяться на непрерывные, дискретные, и дискретно-непрерывные. Непрерывные системы описываются дифференциальными уравнениями; дискретные – дифференциально-разностными, а дискретно – непрерывные – обоими видами уравнений. Каждый из этих трех классов подразделяют на подклассы:
– стационарные системы с сосредоточенными параметрами;
– стационарные системы с сосредоточенными и распределенными параметрами;
– нестационарные, или переменные, системы с сосредоточенными параметрами;
– нестационарные, или переменные, системы, с сосредоточенными нераспределенными параметрами.
Кроме того, системы каждого из классов и подклассов могут, подразделены на детерминированные и статистические.
Математическую модель системы называют детерминированной, если приложенные к ней воздействия и параметры модели являются постоянными или детерминированными функциями переменных состояния и времени. Математическую модель системы называют статистической, если приложенные к ней воздействия и параметры модели являются случайными функциями или случайными величинами.
В зависимости от прохождения и характера сигналов системы автоматического регулирования могут подразделяться на непрерывные и дискретные, или прерывистые.
Если в процессе регулирования структура всех связей в системе остается неизменной, то такая система является системой непрерывного регулирования. Сигналы на выходе элементов такой системы являются непрерывными функциями воздействий и времени. Между элементами на входе и выходе системы существует непрерывная функциональная связь.
Системы прерывистого регулирования отличаются тем, что в них через дискретные промежутки времени происходит размыкание или замыкание цепи воздействий.
Системы прерывистого действия подразделяют на импульсные и релейные. В импульсных системах размыкание цепи воздействий производится принудительно и периодически специальным прерывающим устройством. В течение передачи импульсов процессы в этих системах протекают так же, как и в непрерывных САР. Импульсные системы содержат импульсные элементы и осуществляют квантование сигнала по времени. В системах релейного действия размыкание или замыкание цепи воздействия производится одним из элементов системы при непрерывном значении входного воздействия. Размыкание или замыкание осуществляется с помощью реле или элемента, имеющего релейную характеристику. Реле срабатывает при определенном значении воздействия на его чувствительный орган.
Релейные системы осуществляют квантование сигнала по уровню. Следует отметить, что существуют релейно-импульсные, или кодово-импульсные системы, в которых происходит квантование как по времени, так и по уровню.