і можемо намалювати структурну схему:
Коефіцієнт посилення підсилювача дорівнює 4.
4.3 Електромеханічний перетворювач
На ЕМП подається електричний сигнал з підсилювача. Залежно від поданого сигналу електромеханічний перетворювач повертає струменевий гідророзподільник на деякий кут. Гидрораспределитель у свою чергу створює різницю тисків у робочих порожнинах золотника, а отже золотник зміщується від положення рівноваги. У стані рівноваги площа випускних отворів (дроселів) золотника однакові. А коли золотник зміщений від положення рівноваги з робочих порожнин золотника масло під тиском надходить у гідроциліндри.
При складанні передавальної функції ЕМП приймаємо деякі допущення. Вважаючи, що сухе тертя, гистерезисная петля і електрорушійна сила, наведена рухом якоря, малі і ними можна знехтувати, запишемо рівняння руху якоря в такому вигляді:
де m - маса якоря і рухомих частин гідропідсилювача;
b - коефіцієнт в'язкого демпфірування;
a - переміщення якоря;
KFI - коефіцієнт підсилення тягової характеристики, залежної від величини поляризующей магніторушійної сили, числа витків обмотки управління і конструктивних параметрів магнітного ланцюга;
I - струм управління;
СЕМП - коефіцієнт жорсткості статичної характеристики, визначається за формулою:
де KhI - коефіцієнт пропорційності, що залежить від параметрів магнітної системи, числа витків обмотки управління і жорсткості пружного елемента якоря.
Провівши необхідні перетворення в рівнянні представимо передатну функцію електромеханічного перетворювача у вигляді коливального ланки:
де - електромеханічна постійна часу;
- коефіцієнт відносного демпфірування;
KЕМП=KhI - коефіцієнт передачі.
Перетворимо передавальну функцію наступним чином:
Розкривши дужки отримуємо:
З урахуванням індуктивності обмотки управління і електрорушійної сили, наведеної рухом якоря, система рівнянь руху електромеханічного перетворювача в збільшеннях набуває такого вигляду:
рівняння руху якоря
рівняння електричного кола
де U - напруга джерела ЕРС;
R - опір контуру по якому протікає струм; R=rи + RУПР
rи, RУПР - відповідно опору джерела ЕРС і опір обмотки управління;
L - коефіцієнт самоіндукції (індуктивності) обмотки управління;
kПЕ - коефіцієнт противо-ЕРС, що залежить від параметрів електромагнітної ланцюга.
Структурна схема електромеханічного перетворювача на підставі перетворених рівнянь, наведених вище, має вигляд:
Насправді золотник обмежений у переміщенні упорами, тому в схему необхідно ввести ланка обмежує переміщення золотника. Тоді структурна схема прийме вигляд:
На малюнку введено позначення TL=L/R. Зокрема, якщо R велике, а TL мало і їм можна знехтувати, то предаточную функція електромеханічного перетворювача на підставі перетворень структурної схеми набуває вигляду:
де
Під час проектування насправді зручніше використовувати модель, яка дещо відрізняється від описаної вище. А саме модель описана через моменти. Структурна схема наведена на наступному малюнку:
У даній схемі противо ЕРС враховується зворотним зв'язком за швидкістю з коефіцієнтом К_пе. Більш правильно було б враховувати противо ЕРС по координаті, однак, в цьому випадку у зворотному зв'язку з'являється дифференцирующее ланка. Щоб позбутися його зворотний зв'язок йде від швидкості. В даному випадку з'являється нова проблема: у той час коли гідророзподільник лягає на упорі і кут стає константою, швидкість не дорівнює нулю. Щоб цього уникнути, в зворотний зв'язок у моделі вбудовуємо ланка - ключ, яке у зворотному зв'язку обнуляє швидкість у момент, коли гідророзподільник лягає на упор, тобто на інтеграторі з обмеженням досягається насичення. Дана модель найбільш повно відповідає реальній моделі нашої системи.
Коефіцієнти даної моделі мають наступні параметри: K_i=0.15 А/В; T_i=0.005 c; K_s=0.9/1.6e - 3 рад/(Н * м * с); K1_s=1/0.9 Н * м/рад; K_ne=5.73e - 3 В * с/рад. Значення обмеження на інтеграторі одно 0.087 радий.
4.4 Золотниковий розподільник
Золотниковий гідророзподільник являє собою систему керованих дроселів, об'єднаних, як правило, в одній конструкції і включених за схемою гідравлічного містка. Золотниковий гідророзподільник, який надалі будемо називати просто золотник, застосовується як распределительно - керуючого пристрої великої потужності. Принципова схема золотника приведено малюнку:
