RU2759191C1 - Method for controlling an electrohydraulic tracking drive - Google Patents

Method for controlling an electrohydraulic tracking drive Download PDF

Info

Publication number
RU2759191C1
RU2759191C1 RU2020129544A RU2020129544A RU2759191C1 RU 2759191 C1 RU2759191 C1 RU 2759191C1 RU 2020129544 A RU2020129544 A RU 2020129544A RU 2020129544 A RU2020129544 A RU 2020129544A RU 2759191 C1 RU2759191 C1 RU 2759191C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
controller
pressure
parameter
pump
Prior art date
Application number
RU2020129544A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Ефимович Гойдо
Валерий Владимирович Бодров
Рамиль Мерсеитович Багаутдинов
Original Assignee
Валерий Владимирович Бодров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Владимирович Бодров filed Critical Валерий Владимирович Бодров
Priority to RU2020129544A priority Critical patent/RU2759191C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2759191C1 publication Critical patent/RU2759191C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/05—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive
    • F15B11/055—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed specially adapted to maintain constant speed, e.g. pressure-compensated, load-responsive by adjusting the pump output or bypass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/03—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type with electrical control means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: electric-hydraulic motors.
SUBSTANCE: invention relates to electrohydraulic tracking drives, during operation of which the power parameter at the output link of the hydraulic motor is controlled. According to the proposed method, the required value of the controlled power parameter is set at the output link of the hydraulic motor by forming an appropriate electrical input signal by means of the controller, a control electrical signal is formed by means of the controller to the electrical input of the hydraulic distributor to change the area of the passage section of its working windows in order to ensure a given law of change of the power controlled parameter, the required pressure value in the pressure channel of the pump is calculated in the controller as a function of the set value of the power controlled parameter at the output link of the hydraulic motor from the condition of maintaining hydraulic losses in the hydraulic drive at the set level, the minimum necessary to solve the problems of regulating the power controlled parameter, and by means of the controller an electric control signal to the electric input of the pump volume regulator is formed to change pressure in the pressure channel of the pump in accordance with the calculated value.
EFFECT: invention is aimed at improving the performance of an electrohydraulic tracking drive, the controlled parameter of which is the power parameter at the output link of the hydraulic motor.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области объемного гидропривода, а именно к способам управления электрогидравлическими следящими приводами с машинно-дроссельным управлением, предназначенными для регулирования силового параметра (силы для гидроприводов поступательного движения или вращающего момента для гидроприводов поворотного и вращательного движения) на выходном звене гидродвигателя (штоке, плунжере или корпусе гидроцилиндра в гидроприводах поступательного движения либо валу или корпусе поворотного гидродвигателя или гидромотора соответственно в гидроприводах поворотного и вращательного движения), и может быть использовано в приводах соответствующего назначения всевозможных машин и агрегатов, в частности, в приводах стендов для натурных испытаний труб на долговечность внутренним давлением и/или поперечными силами, создающими изгибающий момент (см., например: Патент на изобретение №2691271 (RU). Стенд для испытаний труб внутренним давлением и на изгиб / В.В. Бодров, P.M. Багаутдинов, А.А. Батурин, Е.В. Талалушкин; опубл. в БИ 2019. №17).The invention relates to the field of a volumetric hydraulic drive, namely to methods for controlling electro-hydraulic servo drives with machine-throttle control, designed to regulate the power parameter (forces for hydraulic drives of translational motion or torque for hydraulic drives of rotary and rotary motion) on the output link of the hydraulic motor (rod, plunger or the body of the hydraulic cylinder in the hydraulic drives of the translational movement or the shaft or the body of the rotary hydraulic motor or the hydraulic motor, respectively, in the hydraulic drives of the rotary and rotary movement), and can be used in drives of the corresponding purpose of all kinds of machines and assemblies, in particular, in drives of stands for full-scale testing of pipes for durability by internal pressure and / or shear forces creating a bending moment (see, for example: Patent for invention No. 2691271 (RU). Stand for testing pipes with internal pressure and bending / V.V. Bodrov, PM Bagautdinov, A.A. Bat urin, E.V. Talalushkin; publ. in BI 2019. No. 17).

Известен способ управления электрогидравлическим следящим приводом, содержащим регулируемый насос, выполненный с регулятором давления, гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, гидродвигатель и контроллер, в соответствии с которым задают потребное значение контролируемого параметра путем формирования посредством контроллера электрического входного сигнала и формируют посредством контроллера управляющий электрический сигнал на электрический вход гидрораспределителя для изменения площади проходного сечения его рабочих окон с целью обеспечения заданного закона изменения контролируемого параметра [1]. При использовании указанного способа управления гидроприводом подача насоса (при пренебрежении утечками и перетечками рабочей жидкости) равна расходу жидкости, поступающему к гидродвигателю, а давление в напорном канале насоса поддерживается практически постоянным на уровне настройки регулятора давления насоса вне зависимости от нагрузки (силового параметра) на выходном звене гидродвигателя. В результате имеют место потери мощности, которые тем больше, чем меньше нагрузка на выходном звене гидродвигателя, что является недостатком известного способа управления.There is a known method for controlling an electro-hydraulic servo drive, containing a variable pump made with a pressure regulator, a hydraulic valve with proportional electric control, a hydraulic motor and a controller, in accordance with which the required value of the controlled parameter is set by forming an electrical input signal through the controller and a control electrical signal is generated by the controller to electrical input of the hydraulic valve for changing the area of the flow area of its working windows in order to ensure the given law of change of the controlled parameter [1]. When using this method of controlling the hydraulic drive, the pump flow (while neglecting leaks and overflows of the working fluid) is equal to the flow rate of the fluid supplied to the hydraulic motor, and the pressure in the pressure channel of the pump is maintained almost constant at the level of the pump pressure regulator setting regardless of the load (power parameter) at the output link of the hydraulic motor. As a result, power losses occur, which are the greater, the lower the load on the output link of the hydraulic motor, which is a disadvantage of the known control method.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является принятый в качестве прототипа способ управления электрогидравлическим следящим приводом, содержащим регулируемый насос, выполненный с регулятором рабочего объема с пропорциональным электрическим управлением, гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, гидродвигатель и контроллер, в соответствии с которым задают потребное значение контролируемого параметра путем формирования посредством контроллера электрического входного сигнала, формируют посредством контроллера управляющий электрический сигнал на электрический вход гидрораспределителя для изменения площади проходного сечения его рабочих окон с целью обеспечения заданного закона изменения контролируемого параметра, вычисляют в контроллере с учетом текущего фактического значения силового параметра на выходном звене гидродвигателя требуемое значение давления в напорном канале насоса из условия поддержания гидравлических потерь в гидроприводе на установленном уровне, минимально необходимом для решения задач регулирования контролируемого параметра, и формируют посредством контроллера управляющий электрический сигнал на электрический вход регулятора рабочего объема насоса для изменения давления в напорном канале насоса в соответствии с вычисленным значением [2]. Согласно указанному способу управления давление в напорном канале насоса изменяют в соответствии с текущими фактическими изменениями силового параметра на выходном звене гидродвигателя (в частности, в соответствии с изменениями перепада давления в рабочих полостях гидродвигателя), при этом потери давления в гидроприводе (включая потери давления на рабочих окнах гидрораспределителя) вне зависимости от значения силового параметра (при изменении его в пределах рабочего диапазона) в идеале поддерживаются на установленном уровне, минимально необходимом для осуществления задач регулирования контролируемого параметра, благодаря чему обеспечивается повышенный коэффициент полезного действия электрогидравлического следящего привода. При незначительных потерях давления в гидролиниях по сравнению с потерями давления на рабочих окнах гидрораспределителя при рассматриваемом способе управления перепад давления на рабочих окнах гидрораспределителя поддерживается практически постоянным. При постоянном перепаде давления на рабочем окне гидрораспределителя расход рабочей жидкости, поступающей через него в гидродвигатель и, соответственно, скорость движения выходного звена гидродвигателя теоретически не зависят от изменений нагрузки на выходном звене гидродвигателя (при изменении нагрузки в определенных пределах) и определяются лишь текущим значением площади проходного сечения рабочего окна гидрораспределителя, которое в свою очередь определяется управляющим электрическим сигналом, поступающим со стороны контроллера на электрический вход гидрораспределителя.The closest to the claimed technical solution is adopted as a prototype method for controlling an electrohydraulic servo drive containing a variable pump made with a proportional electric displacement regulator, a hydraulic valve with proportional electric control, a hydraulic motor and a controller, in accordance with which the required value of the controlled parameter is set by generating an electrical input signal by the controller, a control electrical signal is generated by the controller to the electrical input of the hydraulic valve to change the flow area of its working windows in order to provide a given law of variation of the controlled parameter, the controller calculates the required the pressure value in the pressure channel of the pump from the condition of maintaining hydraulic losses in the hydraulic drive is not set level, the minimum required to solve the problems of controlling the controlled parameter, and by means of the controller form a control electrical signal to the electrical input of the regulator of the working volume of the pump to change the pressure in the pressure channel of the pump in accordance with the calculated value [2]. According to the specified control method, the pressure in the pressure channel of the pump is changed in accordance with the current actual changes in the power parameter at the output link of the hydraulic motor (in particular, in accordance with changes in the pressure drop in the working cavities of the hydraulic motor), while the pressure loss in the hydraulic drive (including pressure losses on the working hydraulic valve windows), regardless of the value of the power parameter (when changing it within the operating range), are ideally maintained at a set level, the minimum required for the implementation of control tasks of the monitored parameter, thereby providing an increased efficiency of the electro-hydraulic servo drive. With insignificant pressure losses in the hydraulic lines in comparison with the pressure losses at the working ports of the hydraulic distributor with the considered control method, the pressure drop across the working ports of the hydraulic distributor is kept almost constant. With a constant pressure drop across the working window of the hydraulic distributor, the flow rate of the working fluid entering the hydraulic motor through it and, accordingly, the speed of movement of the output link of the hydraulic motor does not theoretically depend on changes in the load on the output link of the hydraulic motor (when the load changes within certain limits) and is determined only by the current value of the area the flow area of the hydraulic valve working window, which in turn is determined by the control electrical signal coming from the controller to the electrical input of the hydraulic valve.

Из-за неидеальности динамических характеристик всех элементов электрогидравлического следящего привода изменение контролируемого параметра всегда отстает по фазе от изменения входного электрического сигнала, а изменение давления в напорном канале насоса отстает по фазе от текущего изменения силового параметра на выходном звене гидродвигателя, в силу чего во время переходных процессов перепад давления на рабочих окнах гидрораспределителя изменяется.Due to the imperfection of the dynamic characteristics of all elements of the electrohydraulic servo drive, the change in the controlled parameter always lags in phase with the change in the input electrical signal, and the change in pressure in the pressure channel of the pump lags in phase from the current change in the power parameter at the output link of the hydraulic motor, due to which during transient processes, the pressure drop across the working ports of the hydraulic valve changes.

В тех случаях, когда контролируемым параметром является силовой параметр на выходном звене гидродвигателя, указанное отставание по фазе изменения давления в напорном канале насоса от текущего изменения силового параметра на выходном звене гидродвигателя влечет за собой снижение быстродействия электрогидравлического следящего гидропривода по сравнению с его потенциально возможным быстродействием.In cases where the controlled parameter is the power parameter at the output link of the hydraulic motor, the indicated lag in the phase of the pressure change in the pressure channel of the pump from the current change in the power parameter at the output link of the hydraulic motor entails a decrease in the speed of the electro-hydraulic servo hydraulic drive in comparison with its potentially possible speed.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание способа управления электрогидравлическим следящим приводом, обеспечивающего повышение быстродействия последнего при использовании силового параметра на выходном звене гидродвигателя в качестве контролируемого параметра.The technical problem solved by the invention is to create a method for controlling an electro-hydraulic servo drive, which provides an increase in the speed of the latter when using the power parameter at the output link of the hydraulic motor as a controlled parameter.

Для решения поставленной задачи в известном способе управления электрогидравлическим следящим приводом, содержащим регулируемый насос, выполненный с регулятором рабочего объема с пропорциональным электрическим управлением, гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, гидродвигатель и контроллер, в соответствии с которым задают потребное значение контролируемого параметра путем формирования посредством контроллера электрического входного сигнала, формируют посредством контроллера управляющий электрический сигнал на электрический вход гидрораспределителя для изменения площади проходного сечения его рабочих окон с целью обеспечения заданного закона изменения контролируемого параметра, вычисляют в контроллере с учетом текущего фактического значения силового параметра на выходном звене гидродвигателя требуемое значение давления в напорном канале насоса из условия поддержания гидравлических потерь в гидроприводе на установленном уровне, минимально необходимом для решения задач регулирования контролируемого параметра, и формируют посредством контроллера управляющий электрический сигнал на электрический вход регулятора рабочего объема насоса для изменения давления в напорном канале насоса в соответствии с вычисленным значением, согласно изобретению при использовании силового параметра на выходном звене гидродвигателя в качестве контролируемого параметра вычисление в контроллере требуемого значения давления в напорном канале насоса производят в функции текущего заданного значения силового параметра.To solve this problem, in the known method of controlling an electrohydraulic servo drive, containing a variable pump made with a displacement controller with proportional electric control, a hydraulic valve with proportional electric control, a hydraulic motor and a controller, in accordance with which the required value of the controlled parameter is set by forming an electric the input signal, a control electrical signal is generated by the controller to the electrical input of the hydraulic valve to change the area of the flow area of its working windows in order to ensure the given law of change of the controlled parameter, the required pressure value in the pressure channel is calculated in the controller taking into account the current actual value of the power parameter at the output link of the hydraulic motor pump from the condition of maintaining hydraulic losses in the hydraulic drive at a set level, the minimum necessary to solve control tasks of the controlled parameter, and a control electrical signal is generated by the controller to the electrical input of the pump displacement regulator to change the pressure in the pressure channel of the pump in accordance with the calculated value, according to the invention, when using the power parameter at the output link of the hydraulic motor as a controlled parameter, the calculation in the controller of the required the pressure values in the pressure channel of the pump are produced as a function of the current setpoint value of the power parameter.

При использовании силового параметра на выходном звене гидродвигателя в качестве контролируемого параметра вычисление в контроллере требуемого значения давления в напорном канале насоса в функции текущего заданного значения силового параметра обеспечивает при прочих равных условиях повышение быстродействия гидропривода, благодаря осуществлению опережающего изменения давления в напорном канале насоса.When using the power parameter at the output link of the hydraulic motor as a controlled parameter, the calculation in the controller of the required pressure value in the pressure channel of the pump as a function of the current setpoint value of the power parameter provides, all other things being equal, an increase in the speed of the hydraulic drive, due to the implementation of an advanced change in pressure in the pressure channel of the pump.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведен один из возможных вариантов исполнения принципиальной схемы электрогидравлического следящего привода (при работе которого контролируемым параметром является силовой параметр на выходном звене гидродвигателя) для осуществления предлагаемого способа управления.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows one of the possible versions of the schematic diagram of the electrohydraulic servo drive (during the operation of which the controlled parameter is the power parameter at the output link of the hydraulic motor) for implementing the proposed control method.

Электрогидравлический следящий привод включает в свой состав регулируемый насос 1, выполненный с регулятором рабочего объема с пропорциональным электрическим управлением, четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель 2 с пропорциональным электрическим управлением, напорный канал Р которого соединен с напорным каналом насоса 1, сливной канал Т с гидробаком 3, а исполнительные каналы А и В посредством тормозных клапанов соответственно 4 и 5 с рабочими полостями гидродвигателя 6 двухстороннего действия.The electrohydraulic servo drive includes a variable pump 1, made with a working volume regulator with proportional electric control, a four-way three-position hydraulic valve 2 with proportional electric control, the pressure channel P of which is connected to the pressure channel of pump 1, the drain channel T with the hydraulic tank 3, and the executive channels A and B by means of brake valves 4 and 5, respectively, with working cavities of a double-acting hydraulic motor 6.

Управление гидрораспределителем 2 может быть пропорциональным электрогидравлическим. В качестве гидрораспределителя 2 может использоваться сервоклапан.Hydraulic control valve 2 can be proportional electro-hydraulic. A servo valve can be used as a hydraulic valve 2.

На чертеже гидродвигатель 6 изображен как поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия с односторонним штоком. В общем случае это может быть поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штоком (дифференциальный или недифференциальный), два плунжерных гидроцилиндра, работающие друг против друга, гидромотор или поворотный гидродвигатель.In the drawing, the hydraulic motor 6 is shown as a double-acting piston cylinder with a one-way rod. In the general case, it can be a double-acting piston cylinder with a double-sided rod (differential or non-differential), two plunger hydraulic cylinders working against each other, a hydraulic motor or a rotary hydraulic motor.

Выходным звеном гидродвигателя (гидроцилиндра) 6 в рассматриваемом случае является его шток. Выходное звено (шток) гидродвигателя (гидроцилиндра) 6 соединен с упругим элементом 7 (например, трубой), подвергаемым испытанию на долговечность поперечными силами, создающими изгибающий момент.The output link of the hydraulic motor (hydraulic cylinder) 6 in this case is its rod. The output link (rod) of the hydraulic motor (hydraulic cylinder) 6 is connected to an elastic element 7 (for example, a pipe), which is tested for durability by transverse forces that create a bending moment.

Тормозные клапаны 4 и 5 предназначены для исключения неуправляемого движения выходного звена (штока) гидродвигателя (гидроцилиндра) 6 при работе его с попутной нагрузкой, то есть с нагрузкой, действующей в направлении движения выходного звена, путем создания необходимого подпора в сливной полости гидродвигателя при принятом ограниченном перепаде давления на рабочих окнах гидрораспределителя 2.Brake valves 4 and 5 are designed to exclude the uncontrolled movement of the output link (rod) of the hydraulic motor (hydraulic cylinder) 6 when it is operated with a passing load, that is, with a load acting in the direction of movement of the output link, by creating the necessary back pressure in the drain cavity of the hydraulic motor with the adopted limited differential pressure across the working ports of the hydraulic valve 2.

Для измерения давления в напорном канале насоса 1 к указанному каналу подключен датчик 8 давления, а для измерения силового параметра (в данном случае силы) на выходном звене (штоке) гидродвигателя (гидроцилиндра) 6 используется датчик 9 силового параметра (силы).To measure the pressure in the pressure channel of the pump 1, a pressure sensor 8 is connected to the specified channel, and to measure the force parameter (in this case, force) at the output link (rod) of the hydraulic motor (hydraulic cylinder) 6, the sensor 9 of the force parameter (force) is used.

Управление электрогидравлическим следящим приводом осуществляется посредством контроллера 10. При этом датчики 8 и 9 соединены с соответствующими входными каналами контроллера 10, а электрические входные каналы гидрораспределителя 2 и регулятора рабочего объема насоса 1 соединены с соответствующими выходными каналами контроллера 10.The electrohydraulic servo drive is controlled by the controller 10. In this case, the sensors 8 and 9 are connected to the corresponding input channels of the controller 10, and the electrical input channels of the hydraulic valve 2 and the working volume regulator of the pump 1 are connected to the corresponding output channels of the controller 10.

Предлагаемый способ управления электрогидравлическим следящим приводом реализуется следующим образом.The proposed method for controlling the electrohydraulic servo drive is implemented as follows.

Посредством контроллера 10 формируется входной электрический сигнал, определяющий потребное текущее значение Rзад контролируемого силового параметра (в рассматриваемом случае силы) на выходном звене (штоке) гидродвигателя (гидроцилиндра) 6. На основании этого сигнала и сигнала обратной связи (о фактическом значении Rфак силового параметра на выходном звене гидродвигателя 6), поступающего в контроллер 10 от датчика 9 силового параметра, в контроллере формируется управляющий электрический сигнал для пропорционального гидрораспределителя 2, вызывающий изменение положения золотника гидрораспределителя 2 и коммутации рабочих полостей гидродвигателя 6 с напорным каналом насоса 1 и гидробаком 3 таким образом, что при наличии рассогласования текущих фактического Rфак и заданного Rзад значений силового параметра это рассогласование устраняется (путем изменения текущего фактического значения Rфак силового параметра, измеряемого посредством датчика 9, в направлении его заданного значения Rзад).10 is formed by a controller input electrical signal, which determines the needs of the current value of R ass controlled force parameter (in this case the force) on the output link (rod) of the hydraulic motor (cylinder) 6. Based on this signal and the feedback signal (actual value of power factor R parameter at the output link of the hydraulic motor 6) entering the controller 10 from the sensor 9 of the power parameter, the controller generates an electrical control signal for the proportional valve 2, which causes a change in the position of the valve spool 2 and the switching of the working cavities of the hydraulic motor 6 with the pressure channel of pump 1 and hydraulic tank 3 manner that the mismatch of the actual current R factor R and a given bottom power values of a parameter error is eliminated (by changing the current actual value of the power factor parameter R measured by the sensor 9, toward its setpoint of R hell ).

Если текущее фактическое значение Rфак силового параметра на выходном звене гидродвигателя 6 в соответствии с сигналом датчика 9 по абсолютной величине меньше текущего заданного значения Rзад

Figure 00000001
и имеет с ним одинаковый знак, то указанное рассогласование устраняется при работе электрогидравлического следящего привода в режиме со встречной нагрузкой (то есть нагрузкой, направленной против направления движения выходного звена гидродвигателя 6) и в контроллере 10 производится вычисление необходимого значения давления рн в напорном канале насоса 1, как наибольшего из двух значений рн1 и рн2:If the current actual value of the R factor of the power parameter output unit 6, the hydraulic motor according to a signal detector 9 in absolute value smaller than the current predetermined value R ass
Figure 00000001
and has the same sign with it, then the specified mismatch is eliminated when the electro-hydraulic servo drive operates in a counter-load mode (that is, a load directed against the direction of movement of the output link of the hydraulic motor 6) and the controller 10 calculates the required pressure value p n in the pressure channel of the pump 1, as the largest of the two values p n1 and p n2 :

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
where
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Aнп, Асп - характерные геометрические размеры (в рассматриваемом случае эффективные площади поршня) гидродвигателя (гидроцилиндра) 6 со стороны соответственно его напорной и сливной рабочих полостей;A np , A cn - the characteristic geometric dimensions (in the case under consideration, the effective areas of the piston) of the hydraulic motor (hydraulic cylinder) 6 from the side, respectively, of its pressure head and drain working cavities;

Fтр - потеря силового параметра (в рассматриваемом случае потеря силы), обусловленная трением в подвижных парах гидродвигателя (гидроцилиндра) 6;F tr is the loss of the power parameter (in the case under consideration, the loss of force) due to friction in the moving pairs of the hydraulic motor (hydraulic cylinder) 6;

Δрнп - потери давления на участке гидропривода между напорным каналом насоса 1 и напорной рабочей полостью гидродвигателя 6, включая перепад давления на напорном рабочем окне гидрораспределителя 2, минимально необходимые для решения задач регулирования контролируемого параметра (см. статью: Casey В. Understanding load-sensing control // Machinery lubrication. - 2006. - №3);Δp np is the pressure loss in the hydraulic drive section between the pressure channel of pump 1 and the pressure head working cavity of the hydraulic motor 6, including the pressure drop across the pressure head window of the hydraulic valve 2, the minimum required to solve control problems of the controlled parameter (see article: Casey B. Understanding load-sensing control // Machinery lubrication. - 2006. - No. 3);

Gнп - коэффициент проводимости участка гидропривода между напорным каналом насоса 1 и напорной рабочей полостью гидродвигателя 6 (с учетом коэффициента проводимости напорного рабочего окна гидрораспределителя 2);G np is the conductivity coefficient of the hydraulic drive section between the pressure channel of the pump 1 and the pressure head working cavity of the hydraulic motor 6 (taking into account the conductivity coefficient of the pressure head working window of the hydraulic distributor 2);

Gсп - коэффициент проводимости участка гидропривода между сливной рабочей полостью гидродвигателя 6 и гидробаком 3 (с учетом коэффициента проводимости сливного рабочего окна гидрораспределителя 2);G cn is the conductivity coefficient of the hydraulic drive section between the drain working cavity of the hydraulic motor 6 and the hydraulic tank 3 (taking into account the conductivity coefficient of the drain working window of the hydraulic valve 2);

рт.кл - давление открытия проходного сечения тормозного клапана (4 или 5), установленного на выходе из сливной полости гидродвигателя 6.r tcl is the opening pressure of the passage section of the brake valve (4 or 5) installed at the outlet of the drain cavity of the hydraulic motor 6.

Выше и далее по тексту описания изобретения рабочие полости гидродвигателя 6, которые в текущий момент времени соединены посредством гидрораспределителя 2 с напорным каналом насоса 1 и с гидробаком 3, называются соответственно напорной и сливной полостями, а рабочие окна гидрораспределителя 2, через которые рабочая жидкость поступает в напорную полость гидродвигателя 6 и вытесняется из сливной полости последнего, называются соответственно напорным и сливным рабочими окнами.Above and further in the text of the description of the invention, the working cavities of the hydraulic motor 6, which are currently connected by means of a hydraulic valve 2 with the pressure channel of the pump 1 and with the hydraulic tank 3, are called respectively the pressure and drain cavities, and the working windows of the hydraulic valve 2 through which the working fluid enters the pressure head cavity of the hydraulic motor 6 and is displaced from the drain cavity of the latter are called, respectively, pressure head and drain working windows.

Следует отметить, что при работе электрогидравлического следящего гидропривода со встречной нагрузкой и рн1>рн2 (то есть при рн=рн1) гидравлическое сопротивление тормозных клапанов 4 и 5 по сравнению с гидравлическим сопротивлением рабочих окон гидрораспределителя 2 является незначительным, в связи с чем отношение Gнп/Gсп в формуле (2) фактически представляет собой отношение коэффициентов проводимости напорного и сливного рабочих окон гидрораспределителя 2.It should be noted that when the electro-hydraulic servo hydraulic drive operates with a counter load and p n1> p n2 (that is, at p n = p n1 ), the hydraulic resistance of the brake valves 4 and 5 is insignificant in comparison with the hydraulic resistance of the working windows of the hydraulic distributor 2, due to than the ratio G np / G cn in formula (2) actually represents the ratio of the conductivity coefficients of the pressure head and drain working windows of the hydraulic distributor 2.

Если текущее фактическое значение Rфак силового параметра на выходном звене гидродвигателя 6 в соответствии с сигналом датчика 9 по абсолютной величине больше текущего заданного значения Rзад

Figure 00000005
и имеет с ним одинаковый знак, то указанное рассогласование устраняется при работе электрогидравлического следящего привода в режиме с попутной нагрузкой (то есть нагрузкой, действующей в направлении движения выходного звена гидродвигателя 6) и в контроллере 10 производится вычисление необходимого значения давления рн в напорном канале насоса 1, как наибольшего из двух значений рн3 и рн2:If the current actual value of the R factor of the power parameter output unit 6 of the hydraulic motor in accordance with the sensor signal 9 in magnitude greater than the current predetermined value R ass
Figure 00000005
and has the same sign with it, then the specified mismatch is eliminated when the electro-hydraulic servo drive is operating in the mode with a passing load (that is, the load acting in the direction of movement of the output link of the hydraulic motor 6) and the controller 10 calculates the required pressure value p n in the pressure channel of the pump 1, as the largest of the two values p n3 and p n2 :

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
where
Figure 00000007

Если текущие фактическое значение Rфак силового параметра на выходном звене гидродвигателя 6 в соответствии с сигналом датчика 9 и заданное значение Rзад имеют различные знаки, то указанное рассогласование устраняется при работе электрогидравлического следящего привода сначала (до момента приобретения силовым параметром Rфак того же знака, что и у Rзад) в режиме с попутной нагрузкой, а затем (при совпадении знаков силовых параметров Rфак и Rзад) в режиме со встречной нагрузкой. Соответственно, на этапе работы электрогидравлического следящего привода в режиме с попутной нагрузкой вычисление в контроллере 10 необходимого значения давления рн в напорном канале насоса 1 производится по формуле (4), а на этапе работы в режиме со встречной нагрузкой - по формуле (1).If the current actual value of the R factor of the power parameter output unit of the hydraulic motor 6 in accordance with the sensor signal 9 and the predetermined value R ass have different signs, the said misalignment is eliminated when the electrohydraulic servo actuator initially (until the acquisition of the power parameter R factor of the same sign, as in R back ) in the mode with a passing load, and then (if the signs of the power parameters R fak and R back match) in the mode with a counter load. Accordingly, in the operating electrohydraulic servo actuator in a mode with concurrent load calculation in the controller 10, the necessary pressure value p n in the discharge duct of the pump 1 according to the formula (4), and in the operating mode with the counter load - according to formula (1).

На основании значения давления рн, вычисленного вышеуказанным образом, с учетом сигнала обратной связи (о фактическом значении давления в выходном канале насоса 1), поступающего в контроллер 10 от датчика 8 давления, в контроллере формируется управляющий электрический сигнал для регулятора рабочего объема насоса 1, обеспечивающий работу насоса и гидропривода в целом при потерях давления, минимально необходимых для решения задач регулирования контролируемого силового параметра при работе гидропривода как со встречной, так и с попутной нагрузками.Based on the value of the pressure p n , calculated in the above manner, taking into account the feedback signal (about the actual value of the pressure in the output channel of the pump 1) entering the controller 10 from the pressure sensor 8, the controller generates an electrical control signal for the regulator of the working volume of the pump 1, ensuring the operation of the pump and the hydraulic drive as a whole at pressure losses that are minimally necessary to solve the problems of regulating the controlled power parameter during the operation of the hydraulic drive with both counter and associated loads.

При этом, благодаря тому, что вычисление в контроллере 10 требуемого значения давления рн в напорном канале насоса 1 производят в функции текущего заданного значения Rзад силового параметра, изменение давления в напорном канале насоса до значения, соответствующего текущей заданной величине силового параметра и окончанию соответствующего переходного процесса, происходит быстрее по сравнению со случаем, когда данное изменение происходит на основании только текущего фактического значения Rфак силового параметра, изменение которого отстает по фазе от изменения значения Rзад. В результате, ускоряется в целом процесс отработки электрогидравлическим следящим приводом управляющего электрического сигнала на изменение контролируемого силового параметра, то есть повышается быстродействие привода.In this case, because the computation in the controller 10 the desired value of the pressure p n in the discharge duct of the pump 1 is carried out in function of the current setpoint R backside force parameter, the pressure change in the pressure of the pump channel to a value corresponding to the current set value of the power parameter and the end of the corresponding transient is faster as compared with the case where the change occurs only on the basis of the current actual value of the power factor R parameter whose variation lags in phase by changing the value R backside. As a result, the whole process of the electrohydraulic servo drive processing the control electrical signal to change the controlled power parameter is accelerated, that is, the drive speed is increased.

Литературные источникиLiterary sources

1. Гойдо М.Е. Снижение потерь энергии при работе объемных гидроприводов с управлением // Справочник. Инженерный журнал. - 2014. - №1. - С. 18-28 (с. 21, рис. 6).1. Goido M.E. Reducing energy losses during operation of volumetric hydraulic drives with control // Handbook. Engineering journal. - 2014. - No. 1. - S. 18-28 (p. 21, fig. 6).

2. Lovrec D., Deticek Е., Faber F. Electro hydraulic load-sensing with closed-loop controlled actuators - theoretical background // Advances in production engineering & management. - 2009. - №4. - P. 93-104 (c. 94-95, рис. 2).2. Lovrec D., Deticek E., Faber F. Electro hydraulic load-sensing with closed-loop controlled actuators - theoretical background // Advances in production engineering & management. - 2009. - No. 4. - P. 93-104 (p. 94-95, fig. 2).

Claims (1)

Способ управления электрогидравлическим следящим приводом, содержащим регулируемый насос, выполненный с регулятором рабочего объема с пропорциональным электрическим управлением, гидрораспределитель с пропорциональным электрическим управлением, гидродвигатель и контроллер, в соответствии с которым задают потребное значение контролируемого параметра путем формирования посредством контроллера электрического входного сигнала, формируют посредством контроллера управляющий электрический сигнал на электрический вход гидрораспределителя для изменения площади проходного сечения его рабочих окон с целью обеспечения заданного закона изменения контролируемого параметра, вычисляют в контроллере с учетом текущего фактического значения силового параметра на выходном звене гидродвигателя требуемое значение давления в напорном канале насоса из условия поддержания гидравлических потерь в гидроприводе на установленном уровне, минимально необходимом для решения задач регулирования контролируемого параметра, и формируют посредством контроллера управляющий электрический сигнал на электрический вход регулятора рабочего объема насоса для изменения давления в напорном канале насоса в соответствии с вычисленным значением, отличающийся тем, что при использовании силового параметра на выходном звене гидродвигателя в качестве контролируемого параметра вычисление в контроллере требуемого значения давления в напорном канале насоса производят в функции текущего заданного значения силового параметра.A method for controlling an electrohydraulic servo drive containing a variable pump made with a working volume regulator with proportional electric control, a hydraulic valve with proportional electric control, a hydraulic motor and a controller, in accordance with which the required value of the controlled parameter is set by generating an electric input signal by the controller, is formed by the controller the control electrical signal to the electrical input of the hydraulic valve to change the flow area of its working windows in order to ensure the given law of change of the controlled parameter, is calculated in the controller, taking into account the current actual value of the power parameter at the output link of the hydraulic motor, the required pressure value in the pressure channel of the pump from the condition of maintaining hydraulic losses in the hydraulic drive at a set level, the minimum required to solve control problems, the controlled parameter a, and a control electrical signal is generated by the controller to the electrical input of the pump displacement regulator to change the pressure in the pressure channel of the pump in accordance with the calculated value, characterized in that when the power parameter is used at the output link of the hydraulic motor as a controlled parameter, the required value is calculated in the controller the pressure in the pressure channel of the pump is produced as a function of the current setpoint value of the power parameter.
RU2020129544A 2020-09-07 2020-09-07 Method for controlling an electrohydraulic tracking drive RU2759191C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129544A RU2759191C1 (en) 2020-09-07 2020-09-07 Method for controlling an electrohydraulic tracking drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129544A RU2759191C1 (en) 2020-09-07 2020-09-07 Method for controlling an electrohydraulic tracking drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2759191C1 true RU2759191C1 (en) 2021-11-10

Family

ID=78466965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129544A RU2759191C1 (en) 2020-09-07 2020-09-07 Method for controlling an electrohydraulic tracking drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2759191C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815567C1 (en) * 2023-05-31 2024-03-18 Валерий Владимирович Бодров Control method of electrohydraulic servo drive with machine-throttle control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6609369B2 (en) * 2001-11-28 2003-08-26 Caterpillar Inc System and method of pressure compensation for electro hydraulic control systems
CN105159263B (en) * 2015-09-11 2018-06-19 九江长江仪表精密液压件厂 A kind of intelligence electrohydraulic actuator self-cure regulation and control system control method
RU2691271C1 (en) * 2018-07-24 2019-06-11 Валерий Владимирович Бодров Test bench with internal pressure and bending for pipes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6609369B2 (en) * 2001-11-28 2003-08-26 Caterpillar Inc System and method of pressure compensation for electro hydraulic control systems
CN105159263B (en) * 2015-09-11 2018-06-19 九江长江仪表精密液压件厂 A kind of intelligence electrohydraulic actuator self-cure regulation and control system control method
RU2691271C1 (en) * 2018-07-24 2019-06-11 Валерий Владимирович Бодров Test bench with internal pressure and bending for pipes

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lovrec D., Deticek Е., Faber F. Electro hydraulic load-sensing with closed-loop controlled actuators - theoretical background // Advances in production engineering & management. - 2009. - N4. - P. 93-104 (c. 94-95, рис. 2). *
Lovrec D., Deticek Е., Faber F. Electro hydraulic load-sensing with closed-loop controlled actuators - theoretical background // Advances in production engineering & management. - 2009. - N4. - P. 93-104 (c. 94-95, рис. 2). Гойдо М.Е. Снижение потерь энергии при работе объемных гидроприводов с управлением // Справочник. Инженерный журнал. - 2014. - N1. - c. 18-28 (с. 21, рис. 6). *
Гойдо М.Е. Снижение потерь энергии при работе объемных гидроприводов с управлением // Справочник. Инженерный журнал. - 2014. - N1. - c. 18-28 (с. 21, рис. 6). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815567C1 (en) * 2023-05-31 2024-03-18 Валерий Владимирович Бодров Control method of electrohydraulic servo drive with machine-throttle control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010075216A2 (en) Hydraulic control system having flow force compensation
EP2759713A1 (en) Hydraulic control device and hydraulic control method
CN104819115A (en) Digital control system of duplex axial variable displacement plunger pump
US8439638B2 (en) Blade pitch controller, wind turbine generator, and method of controlling blade pitch
US20170267329A1 (en) Hydraulic actuation control in propellers
US8781696B2 (en) Variable transmission and method
CN111255756B (en) Variable speed pump control system in hydraulic system
US20140060034A1 (en) Electro-Hydraulic Control Design for Pump Discharge Pressure Control
RU2759191C1 (en) Method for controlling an electrohydraulic tracking drive
JP2019020132A (en) Durability test apparatus of engine
US5682742A (en) Apparatus and method for controlling driving of a ram of a hydraulic cylinder of a hydraulic press equipment
Manring et al. The theoretical volumetric displacement of a check-valve type, digital displacement pump
EP3112697B1 (en) Hydrostatic systems with shuttle valve for compensating differential flow rate of single-rod actuators
CN110005646B (en) Digital electro-hydraulic loading device and method suitable for large-load interval
CN109441895B (en) Servo electrohydraulic driver
CN106337849A (en) TRT machine static-blade direct-drive electro-hydraulic servo control system
RU2722767C1 (en) Hydraulic drive with throttling control
Tic et al. Impact of proportional valves’ differences to ensure uniform motion of hydraulic motors
RU2815567C1 (en) Control method of electrohydraulic servo drive with machine-throttle control
CN113757221A (en) Liquid supply speed and position open-loop control method
RU2759190C1 (en) Electrohydraulic drive with machine-throttle control, sensitive to load
CN206320092U (en) A kind of TRT units stator blade direct drive type electrohydraulic servo-control system
Chiriţă et al. System for Velocity Adjustment and Control of a Closed-Circuit Secondary Adjustment Hydrostatic Transmission
US20030196433A1 (en) Method for controlling a hydraulic activation unit
Beligoj et al. Hydraulics Decentralization on a Mobile Crane