Спосіб визначення запасу стійкості регуляторів прямої дії

Спосіб визначення запасу СТІЙКОСТІ регуляторів прямої дії, що полягає в збуджуванні коливань і реєстрації амплітуд коливань регульованого параметра, який відрізняється тим, що проливають регулятори при максимальному значенні об'єму порожнини, прилеглої до чутливого елемента, яка розташована між пдроопорами і здійснює визначальний вплив на СТІЙКІСТЬ регулятора, наприклад порожнини демпфера, збільшують перепад тисків на змінному дроселі регулятора до виникнення автоколивань, реєструють розмір перепаду тисків і по різниці отриманого перепаду тисків і номінального його значення визначають запас СТІЙКОСТІ регулятора ваного по технічній суті є спосіб визначення запасу СТІЙКОСТІ системи з пружним елементом (АС № 777466 G01H 3/10), який полягає в тому, що збуджують резонансні коливання системи при ПОСТІЙНІЙ амплітуді гармонійного сигналу, реєструють резонансну частоту и амплітуду коливань, визначають ширину резонансного піку й обчислюють по зазначених параметрах характеристику демпфірування, що є мірою запасу СТІЙКОСТІ Існуючий спосіб дає хорошу точність для ЛІНІЙНИХ систем Проте для гідравлічних регуляторів з підведеними пдромагастралями, характерно наявність елементів нелінійними характеристиками - тертя в рухливих елементах, квадратична залежність між витратою і перепадом тисків, насичення витратної характеристики, обмеження переміщень виконавчих органів і ш На відміну від ЛІНІЙНИХ систем на СТІЙКІСТЬ нелінійних систем впливають початкові умови та сама нелінійна система може виявлятися стійкою при малих ЗОВНІШНІХ збудженнях і нестійкою при достатньо великій їхній амплітуді, тобто стійкої «у малому» і нестійкою «у великому» (Гликман Б Ф Автоматическое регулирование ЖРД, М , Машиностроение, 1974, 331с) Отже, демпфирование коливань у гидросистеме з регулятором буде залежати від амплітуди збуджуючих коливань, а це призводить до значної помилки у визначенні запасу СТІЙКОСТІ регулятора О ю У основу запропонованого винаходу поставлена задача підвищення точності визначення запасу усталеності регулятора прямої дії РРД шляхом проливки регулятора при максимальному значенні об'єму порожнини, прилеглого до чутливого елемента, розміщеної між активними пдроопорами і яка робить визначальний вплив на СТІЙКІСТЬ регулятора, наприклад, порожнини демпфера, збільшення перепаду тисків на перемінному дроселі регулятора до виникнення автоколивань, реєстрації розміру перепаду тисків і визначення запасу СТІЙКОСТІ регулятора по різниці отриманого перепаду тисків і номінального його значення 49959 або розрахунковим шляхом для регулятора з мінімальною товщиною стінок корпуса (AVi) і виробовуваного (Д\6) Практично розмір об'єму \/прИв забезпечують, приєднуючи до порожнини 1 додатковий об'єм Далі проливають стабілізатор, збільшуючи перепад тисків на перемінному дроселі 4 регулятора до виникнення автоколивань , і реєструють розмір перепаду тисків У досліджуваному стабілізаторі тиску перепад тисків збільшують шляхом підвищення тиску в порожнині 2, а отже, і в порожнині 1 Виникнення автоколивань реєструють датчиком 8, Потім по різниці отриманого перепаду тисків і номінального його значення визначають запас СТІЙКОСТІ регулятора Таким чином, ВІДМІТНИМИ ознаками запропонованого технічного вирішення є проливка регулятора при максимальному значенні приведеного об'єму порожнини, прилеглої до чутливого елемента, розташованої між активними пдроопорами і яка робить визначальний випив на СТІЙКІСТЬ регулятора, наприклад порожнини демпфера, збільшення перепаду тисків на перемінному дроселі регулятора до виникнення автоколивань і реєстрації розміру перепаду тисків, при яких виникають МИМОВІЛЬНІ коливання регульованого параметра (автоколивання), визначення запасу СТІЙКОСТІ ПО різниці отриманого перепаду тисків і номінального його значення Для пояснення суті запропонованого технічного рішення і його реалізацій приведені схеми регуляторів прямої дії і схема проливок при визначенні запасу СТІЙКОСТІ стабілізатора тиску прямої дії На фіг 1 подана схема проливок стабілізатора тиску прямої дії для визначення запасу його СТІЙКОСТІ Стабілізатор підтримує тиск робочої рідини в порожнині 1, рівним тиску в порожнині 2 шляхом зміни розміру витрати, що зливається через сопло З, тобто за рахунок зміни пдроопору перемінного дроселя 4 і постійних дроселів 5 і 6 Чутливим елементом стабілізатора є мембрана 7 Запропонований спосіб здійснюється таким чином У досліджуваному регуляторі (стабілізаторі) забезпечують максимальне робоче значення приведеного об'єму порожнини, прилеглої до чутливого елементу, розташованої між активними пдроопорами і що робить визначальний вплив на його СТІЙКІСТЬ Цим вимогам задовольняє порожнина 1 стабілізатора тиску Проведені дослідження показали, що збільшення приведеного об'єму цієї порожнини знижує запас СТІЙКОСТІ регулятора Отже, для визначення мінімального запасу СТІЙКОСТІ регулятора необхідно випробовувати його при максимальному приведеному об'ємі порожнини 1 Розмір об'єму можна визначити з рівняння ДР V AVi, тиску в корпуса Е •Е - максимальний об'єм порожнини 1, AV2 - зміна об'єму порожнини 1 при ЗМІНІ ній на ДР (за рахунок деформації стінок регулятора), модуль пругкості робочої рідини Розмір AV, - Д V 2 ДР можна визначити експериментально Тому що до регуляторів РРД пред'являють високі вимоги по статичній точності, то їх проектують з великими коефіцієнтами підсилення, отже, із невеличким запасом по СТІЙКОСТІ Це дозволяє визначити запас СТІЙКОСТІ регуляторів, незначно підвищуючи перепад тисків на їхньому перемінному дроселі На фіг 2 подана схема регулятора перепаду тисків, чутливим елементом якого є плунжер 9 На перемінному дроселі 10 відбувається дроселювання тиску Порожнина, що демпфірує 11 і яка контактує з плунжером 9 і розташована між стінкою корпуса і щілинним демпфером 12, робить визначальний вплив на усталеність регулятора (Определения на ЭЦВМ конструктивных параметров регуляторов перепада давлений /Л В Авласенко, В И Конох - Вестник машиностроения 1982, № 3) Запас СТІЙКОСТІ регулятора необхідно визначати при максимальному приведеному об'ємі цієї порожнини На фіг 3 зображена схема регулятора витрати з чутливим елементом - поршнем 13 Регулювання витрати здійснюється шляхом зміни площі прохідного перетину перемінного дроселя 14 Визначальний вплив на СТІЙКІСТЬ регулятора робить об'єм порожнини 15 Вона контактує з дошкульним елементом 13 і відділена від проточної частини жиклером 16 У регуляторах прямої дії головним чинником, що впливає на СТІЙКІСТЬ їхньої роботи, є приведений об'єм порожнини, прилеглої до чутливого елемента, і розташованої між двома гідравлічними опірами У цьому об'ємі накопичується потенційна енергія стиснутої рідини, що у сполученні з інерЦІЙНІСТЮ рухливих елементів регулятора призводить до автоколивань 1 хоча на СТІЙКІСТЬ регуляторів впливають багато параметрів, для конкретної реалізації конструкції їхня зміна і вплив невеликий Виняток складають перепад тисків на перемінному дроселі, що може змінюватися в широких межах, компенсуючи вплив ЗОВНІШНІХ збурень, що діють на регулятор, і приведений об'єм порожнини, обговореної вище Об'єм цієї порожнини може мати значне розсіювання через деформацію корпуса регулятора, наявності нерозчинених газів і т п Наприклад, для стабілізатора тиску при приведеному об'ємі Vn = 60см3 авто-коливання виникають при перепаді тисків на перемінному дроселі ДР = 80кгс/см2 Зниження приведеного об'єму до 31см за рахунок збільшення товщини стінок корпуса і змен 49959 шення його деформації збільшує ДР, при якому 2 виникають автоколивання до 195кгс/см Запропоноване технічне вирішення, на відміну від прототипу, дозволяє визначати запас СТІЙКОСТІ регуляторів, що містять нелінійні елементи Причому запас по перепаду тисків на перемінному дроселі визначають не перерахунком за допомогою теорії ЛІНІЙНИХ автоматичних систем, а безпосередньо в процесі випробувань на гідравлічному стенді 6 Таким чином, спосіб що заявляється дозволяє більш точно визначати запас СТІЙКОСТІ регуляторів, котрі мають нелінійні ланки, тому що коливання в системі з регулятором не генерируются ЗОВНІШНІМ збуренням, а збуджуються самою системою Випробування з максимальним об'ємом порожнини, прилеглої до чутливого елемента і розташованої між активними пдроопорами також підвищує точність визначення запасу СТІЙКОСТІ, тому що враховує вплив об'єму порожнини 6 Фіг. 1 Фіг.2 Фіг.З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71