Анализ динамики трёхмассовой электромеханической системы поворотного механизма Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

где а - содержание воздуха в жидкости (0...0,2); п - показатель политропы (для адиабатического процесса п = 1,4, для изотермического процесса п = 1); Ег - модуль объемной упругости жидкости;

- уравнение баланса расходов на выходе из гидроцилиндра

Е ' ^ = Ц ' Ь ' (Х " к°С ' У) Р2 - *

**«■>(Р2 - Р„) + '

е2 (р) т

где Е2(р) - модуль объемной упругости жидкости на выходе с учетом газосодержания.

В результате численного исследования в среде Ма&САО установлено, что в следящем приводе при увеличении массы нагрузки и содержания

воздуха увеличивается колебательность процессов, происходящих в системе.

Таким образом, необходимо совершенствовать методы проектирования гидравлических систем, поскольку это способствует быстрому и точному исследованию имеющихся устройств, а также упрощает и ускоряет процесс разработки новых, что особенно ценится на современном этапе развития техники.

Библиографический список

1. Холкин, И. Н. Моделирование рабочих процессов аксиально-плунжерных гидромашин как часть методики виртуальной разработки и сопровождения изделий / И. Н. Холкин, А. В. Пузанов. М. : Рус. пром. комп., 2006.

2. Цуханова, Е. А. Динамический синтез дроссельных управляющих устройств гидроприводов / Е. А. Цуханова. М. : Наука, 1978.

A. A. Koeva

Ufa State Aviation Technical University, Russia, Ufa

MODELLING OF THE WATCHING HYDRODRIVE TAKING INTO ACCOUNT THE PRESENCE OF NON DISSOLVED AIR IN THE WORKING LIQUID

Questions of working out and research of hydraulic systems are considered, questions of influence ofpresence of non dissolved air in a working liquid of system are discussed, the mathematical model of a drive taking into account influence of gas content is resulted, results of the research are described.

© KoeBa A. A., 2009

УДК 62-83

В. П. Кочетков, Н. С. Дьяченко

Хакасский технический институт - филиал Сибирского федерального университета, Россия, Абакан

АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ТРЕХМАССОВОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

ПОВОРОТНОГО МЕХАНИЗМА

Рассмотрена динамика электропривода поворотного механизма с нетрадиционными системами управления, отличающимися введением компенсации внутренних возмущений по ЭДС двигателя и моменту упругому, а также применение данного метода к многодвигательным системам, с учетом зазоров в передачах.

В ходе исследования была рассмотрена трех-контурная система поворотного механизма (СПР) тока возбуждения, тока якорной цепи и скорости двигателя. Проведено моделирование динамики трехмассовой двухдвигательной электромеханической системы (ЭМС) поворотного механизма экскаватора. Исследовано влияние коррекции по ЭДС двигателя и упругому моменту на характеристики переходного процесса.

Математическое описание ЭМС в векторно-матричной форме при общепринятых допущениях примет вид [1]

Х = А X + Ви ,

где х = [4, ^ ®12,Mn, ю2 ].

Традиционно при синтезе систем подчиненного регулирования пренебрегают действием ЭДС двигателя и момента упругого.

Решетневские чтения

Для учета действия ЭДС двигателя и его устранения можно компенсировать ее действие. Внутренний контур объекта регулирования необходимо компенсировать вводом аналогичной обратной связи, но с противоположным знаком.

Тогда передаточная функция компенсирующей положительной обратной связи при подаче ее на регулятор тока якорной цепи будет равна [1]

ш =

Ке

С

к ш ш

•"■г" ЗКТВ" РТ

Т 2 Р + 1) т к , С

= Р ' ^-' Т3КакОТ Се ,

(ТаР + 1)

где Кг - коэффициент усиления генератора; ШЗКТВ - передаточная функция замкнутого контура тока возбуждения; ШРТ - передаточная функция регулятора тока якоря. Некомпенсируемую постоянную времени принимаем равной постоянной времени возбудителя, т. е. Т = ТВ = 0,01 с.

Обозначим 2ТЦ = Тц2, как некомпенсируемую постоянную времени второго контура, а Тц3 = 2Тц2,

как некомпенсируемую постоянную третьего контура.

Действие упругого момента приводит к возникновению колебаний скорости двигателя. Также вследствие большого передаточного числа редуктора возрастает влияние зазора, когда двигатель проходит один оборот на холостом ходу до соударения со второй массой, инерционность которой выше, чем инерционность двигателя в 8...12 раз [2].

Учитываем влияние внутренней обратной связи по моменту упругому. Передаточная функция

компенсирующей обратной связи, при подаче ее на регулятор тока якорной цепи [3]

ш =-

кМу

1

ш ш

ЗКС рМу

= (4Т„ р +1)' 8Т„ Се к

т е оМу '

где КоМу - коэффициент обратной связи по упругому моменту; шзкс - передаточная функция замкнутого контура скорости двигателя; шрМу - передаточная функция регулятора момента упругого.

Переходные процессы, протекающие в трех-контурной СПР, применяемой к трехмассовому объекту управления с зазором, с коррекцией по ЭДС двигателя, но без учета коррекции момента упругого, будут иметь следующие характеристики: 1а =1,5 о. е., Му = 0,72 о. е., ?ПП = 7,5 с

(см. рисунок).

В результате проведенного исследования видно, что коррекции в данной системе позволяют улучшить характеристики переходного процесса, а именно сократить время переходного процесса.

Библиографический список

1. Кочетков, В. П. Основы теории управления : учеб. пособие / В. П. Кочетков. 2-е изд., испр. Абакан : Изд-во Хакас. гос. ун-та им. Н. Ф. Ката-нова, 2007.

2. Ключев, В. И. Теория электропривода / В. И. Ключев. М. : Энергоатомиздат, 2001.

3. Кочетков, В. П. Основы электропривода : учеб. пособие / В. П. Кочетков. 2-е изд., испр. Абакан : Сиб. федер. ун-т : Хакас. гос. ун-т - Филиал СФУ, 2007.

График переходных процессов в классической СПР с коррекцией ЭДС и момента упругого га =1,5 о. е., М = 0,72 о. е., ?ПП = 7 с

V. P. Kochetkov, N. S. Dyachenko Khakass Technical Institute - Branch of Siberian Federal University, Russia, Abakan

ANALISIS OF THREE-MASS ELECTROMECHANIC SISTEM OF TURNING MECHANISM

The given article considers a dynamic function of electric drive of a turning mechanism with non-traditional governing systems. These systems differ by adding of inner increases compensation in electromotive force of an engine, and by elastic moment.

This method is used in multi-engine systems with giving attention to troubles in transmission.

© Кочетков В. П., Дьяченко Н. С., 2009

УДК 621.548.4

А. В. Кривцов, А. А. Горшкалев, С. А. Журавлев, Е. А. Сайгаков

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Россия, Самара

ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВИХРЕВОЙ ТРУБЕ С ПОМОЩЬЮ ПАКЕТА ПРОГРАММ ANSYS

Применен программный пакет Fluent для моделирования физических процессов в трехмерной модели вихревой трубы. Доказано, что использование методов математического моделирования значительно упрощает процесс создания вихревой трубы при приемлемой точности.

Сущность вихревого потока и принцип работы вихревой трубы заключается в том, что сжатый воздух, проходя через сопло определенной формы, разгоняется до высокой скорости и, закручиваясь по спирали Архимеда, образует вихревой поток. Приосевые слои последнего сильно охлаждаются и отводятся через диафрагму с последующим использованием по назначению, а периферийные слои нагреваются и вытекают через дроссель в виде горячего потока. При этом температура холодного и горячего потоков также меняется.

Область условного применения вихревых труб обширна: прежде всего различное холодильное оборудование; промышленная электроника: создание «холодных зон» на поверхности или в объеме инструмента и/или материала; охлаждение блоков управления программных станков, автоматических линий, роботизированных участков, безлюдных производств, технология машиностроения, горячие и вредные производства: воздушные завесы в рабочих зонах покрасочных ка-

мер, кузнечных цехов, гальванических и металлургических производств, а также пищевые производства, транспорт: системы отопления и кондиционирования воздуха; горная и испытательная техника и мн. др.

В данной работе было проведено исследование вихревой трубы, изготовленной на кафедре теплотехники и тепловых двигателей. Для сокращения времени построения трехмерной модели был использован программный пакет Fluent. Для увеличения точности расчета ЭБ-модель была разбита с помощью различных типов сетки конечных элементов в предпроцессор Gambit. В ходе расчета была использована модель вязкости Спаларта-Аллмараса. Значение сходимости было принято равным 10-3, что обеспечивало требуемую точность результатов моделирования.

Полученные результаты моделирования совпадают с результатами экспериментов, проведенных предварительно, что позволяет сказать о правильности выбранной в программном пакете Fluent модели расчета и основных параметров.