10.14489/hb.2018.12.pp.036-046

2018, 12 декабрь (December)

DOI: 10.14489/hb.2018.12.pp.036-046

Труханов К. А.
РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ПНЕВМО-, ГИДРОСИСТЕМ В УСЛОВИЯХ НЕПРЕДСКАЗУЕМЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ
(c. 36-46)

Аннотация. Рассмотрена работоспособность пневмо-, гидросистем в условиях непредсказуемых возмущений, например, при изменении нагрузки на выходное звено привода, а также изменениях его внутренних параметров. Составлена математическая модель пневматической системы. Уравнения, описывающие математическую модель, представлены в виде блоксхем отдельных элементов конструкции пневмосистемы. Математическая модель учитывает характеристики выпускаемых серийно пропорциональных пневматических распределителей. Приведены получившиеся при математическом моделировании переходные процессы в системе. Предложены критерии, позволяющие оценить работоспособность пневмо-, гидросистем при изменении внешних и(или) внутренних факторов/параметров с использованием составленной математической модели. Научной новизной представленных в статье результатов является то, что решена задача исследования работоспособности пневмо-, гидросистем при действии на них непредсказуемых возмущений, и приведены критерии, позволяющие установить границу их работоспособности. По своему содержанию статья представляет интерес для специалистов, занимающихся синтезом пневмо-, гидросистем.

Ключевые слова: пневмо-, гидропривод следящий; модель математическая; работоспособность пневмо-, гидросистем; критерий работоспособности; переходный процесс.

Trukhanov K. A.
OPERABILITY OF PNEUMATIC-, HYDRAULIC SYSTEMS IN CONDITIONS OF UNPREDICTABLE DISTURBANCES
(pp. 36-46)

Abstract. In the article is considered the working capacity of pneumatic-, hydraulic systems in the conditions of unpredictable disturbances, for example, when the load on the output link of the drive changes, as well as changes in its internal parameters. A mathematical model of the pneumatic system is made. Equations describing of the mathematical model are presented in the form of block diagrams of individual elements of the design of the pneumatic system. The mathematical model takes into account the characteristics of the commercially available proportional pneumatic valves. The obtained transient processes at the mathematical modeling are shown for these the system. The criteria allowing to estimate the efficiency of pneumatic-, hydraulic systems at a changing external and/or internal factors/parameters using of the created mathematical model are proposed.One of the criteria is the energy efficiency of the system, i.e. what maximum effort can be overcome by the created system, depending on the energy supplied to it for maintain efficiency. The inequality and relations for the formalization of this criterion are given. A characteristic defining the operability limit of a system containing a pneumatic drive is constructed. The another criterion determining of the operability of pneumatic-, hydraulic drive systems was chosen and given a criterion describing the absence of occurrence in the system of self-oscillations when the mass of moving parts of the pneumatic-hydraulic actuating unit changes. A kind of transient process is presented with the presence of self-oscillations in it. A characteristic is established that establishes the stability boundary of the system containing the pneumatic drive when the mass of its moving parts changes. Also, as a criterion, a relation is given that allows one to estimate of the absence of the occurrence of self-oscillations in the system when the load on the pneumocylinder rod changes. For these criteria, the characteristics that determine the boundary of stability of the system in the frequency range are constructed. The scientific novelty of the results presented in the article is that the task of researching of the operability of pneumatic-, hydraulic systems under the action of unpredictable disturbances on them has been solved, and the criteria allowing to establish of the their operability limit are given. The content of this article is of interest to specialists involved in the synthesis of pneumatic-, hydraulic systems.

Keywords: Servo pneumatic-hydraulic actuator; Mathematical model; Operability of pneumatic-, hydraulic systems; Operability criterion; Transition process.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

К. А. Труханов (Специальное конструкторское бюро прикладной робототехники (СКТБ ПР), Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

K. A Trukhanov (SKTB PR, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Попов Д. Н. Динамика и регулирование гидрои пневмосистем: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987. 464 с.
2. Труханов К. А. Математическое моделирование гидропривода вентилятора для системы охлаждения автомобильного двигателя // Известия МГТУ «МАМИ». 2012. № 1(13). С. 84 – 96.
3. Труханов К. А. Синтез гидропривода с дискретно управляемым движением выходного звена: дис. ... канд. техн. наук / Московский гос. техн. ун-т имени Н. Э. Баумана. М., 2013.
4. Донской А. С. Математическое моделирование процессов в пневматических приводах: учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 122 с.
5. Andersen B. W. The Analysis and Design of Pneumatic Systems. New York, USA, John Wiley&Sons, 2001. 302 р.
6. Cruz F .B. C., Ribeiro K. M. M., Eurich A. M., Janzen F. C. A New Approach to Model a Pneumatic Positioning System / // Mecanica Computacional. 2014. V. XXXIII. P. 2277 – 2285.
7. Proportional-Wegeregelventil MPYE-5-…B. DBL. 154412/922913. FESTO. Copyright by Festo AG&Co.K.G. 2013. 11 p.
8. Труханов К. А., Попов Д. Н., Ефремова К. Д. Влияние электродинамических свойств пневмогидро-распределителей на расчет систем при математическом моделировании // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2018. № 10. С. 7 – 15.
9. Труханов К. А. Цифровой ПИД-регулятор для пневмогидросистем // Известия МГТУ «МАМИ». 2018. № 3(37). С. 68 – 78.
10. Труханов К. А., Ефремова К. Д., Макаров И. В. Методика идентификации передаточной функции пневмогидроаппаратов // Известия МГТУ «МАМИ». 2016. № 4(30). С. 74 – 81.

Eng

1. Popov D. N. (1987). Dynamics and regulation of hydraulic and pneumatic systems: a textbook for universities. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Trukhanov K. A. (2012). Mathematical modeling of the hydraulic drive of the fan for the cooling system of an automobile engine. Izvestiya MGTU «MAMI», 13(1), pp. 84-96. [in Russian language]
3. Trukhanov K. A. (2013). Synthesis of hydraulic drive with discretely controlled movement of the output link. Moscow State Technical University named after N. E. Bauman. Moscow. [in Russian language]
4. Donskoy A. S. (2009). Mathematical modeling of the processes in pneumatic drives: tutorial. Saint Petersburg: Izdatel'stvo Politekhnicheskogo universiteta. [in Russian language]
5. Andersen B. W. (2001). The Analysis and Design of Pneumatic Systems. New York, USA, John Wiley&Sons.
6. Cruz F .B. C., Ribeiro K. M. M., Eurich A. M., Janzen F. C. (2014). A New Approach to Model a Pneumatic Positioning System. Mecanica Computacional, XXXIII, pp. 2277-2285.
7. Proportional-Wegeregelventil MPYE-5-…B. DBL. 154412/922913. FESTO. (2013).
8. Trukhanov K. A., Popov D. N., Efremova K. D. (2018). Influence of electrodynamic properties of pneumohydraulic distributors on the calculation of systems for mathematical modeling. Spravochnik. Inzhenernyy zhurnal s prilozheniem, (10), pp. 7-15. doi: 10.14489/hb. 2018.10.pp.007-015 [in Russian language]
9. Trukhanov K. A. (2018). Digital PID controller for pneumatic systems. Izvestiya MGTU «MAMI», 37(3), pp. 68-78. [in Russian language]
10. Trukhanov K. A., Efremova K. D., Makarov I. V. (2016). Method of identifying the transfer function of pneumohydraulic apparatus. Izvestiya MGTU «MAMI», 30(4), pp. 74-81. [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2018.12.pp.036-046

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2018.12.pp.036-046

and fill out the form