Неустойчивость и автоколебания в гидравлических следящих приводах

Существенным недостатком замкнутых систем является их склонность к неустойчивости. В реальных системах имеются потери, изменение величины передаваемой энергии и прочность элементов конструкции системы всегда ограничены, поэтому в таких системах чаще всего реализуются автоколебания. Автоколебательной системой принято называть устройства, способные создавать незатухающие колебания и характеризующиеся наличием источника энергии, клапана, регулирующего поступление энергии в колебательную систему, и обратной связи от колебательной системы на клапан. Для существования устойчивых автоколебаний необходим баланс получаемой и теряемой колебательной энергий, который возможен только в нелинейной системе. В работе поставлена задача численного и экспериментального исследования следящего электрогидравлического привода (ЭГСП) и установления на их основе основных механизмов неустойчивости и автоколебаний в приводе. Численные результаты можно существенно усилить, если от первоначальных перейти к обобщённым переменным. Безразмерная модель характеризуется тремя критериями гомохронности, коэффициентом затухания по вязкому трению и несколькими параметрическими критериями, среди которых наиболее значимым для следящих систем является безразмерный коэффициент обратной связи. По результатам численных исследований устойчивость привода и амплитуда автоколебаний зависят от комплекса, включающего в себя механическую и гидравлическую постоянную времени и безразмерный коэффициент обратной связи: чем больше гидравлическая постоянная по отношению к механической (следовательно сдвиг по фазе большой, а модуль мал) тем слабее усиление колебаний поршня за счет притока жидкости. Рассмотренная модель неустойчивости и автоколебаний является весьма грубой и приближенной: фактически отсутствует электрогидроусилитель, допущение об идеальной сжимаемости и неразрывности жидкости, утечки и перетечки в зазорах и уплотнениях, амплитуда колебаний скорости жидкости в трубопроводах будет больше, чем в цилиндре, в усилительно-преобразующих устройствах привода имеется насыщение расходной характеристики и другие нелинейные элементы, и др., но это возможные темы следующих исследований.