автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.13, диссертация на тему:Методологические основы совершенствования проектирования струйных гидравлических рулевых машин

На правах рукописи

МЕСРОПЯН Арсен Владимирович

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУЙНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РУЛЕВЫХ МАШИН

Специальность 05.04.13 - Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

0046054 М

Уфа-2010

004605474

Работа выполнена на кафедре прикладной гидромеханики Уфимского государственного авиационного технического университета

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Целищев Владимир Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ильясов Барый Галеевич, заведующий кафедрой технической кибернетики Уфимского государственного авиационного технического университета

доктор технических наук, профессор Спиридонов Евгений Константинович, заведующий кафедрой гидравлики и гидро-пневмосистем Южно-Уральского государственного университета, Челябинск

доктор технических наук, профессор Храмов Сергей Никитьевич, профессор кафедры аппаратостроения Ижевского государственного технического университета

Ведущая организация: ОАО «Государственный ракетный центр

имени академика В. П. Макеева», Миасс

Защита состоится «18» июня 2010 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.288.05 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г.Уфа, ул. К. Маркса 12, УГАТУ, актовый зал ученого совета (1 корпус).

Телефон (347) 273-77-92, факс (347)-272-29-18, e-mail: admin@ugatu.ac.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГАТУ Автореферат разослан «/3 » 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р техн. наук, проф.

Бакиров Ф. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный этап совершенствования авиационной и ракетно-космической техники различного назначения, в том числе создание высокоточных систем управления летательными аппаратами (ЛА) или космических промышленных технологий, будет сопровождаться ростом энерговооруженности и усложнением функций управления движением ЛА на траектории полета.

Рулевые приводы (РП) со струйными гидравлическими рулевыми машинами (СГРМ) находят широкое применение в системах управления (СУ) ЛА и энергетических установок (ЭУ), количество и расположение которых на летательном аппарате определяется назначением и конструкцией ЛА, а также типом используемой системы управления.

Отличительными чертами перспективных быстродействующих приводов как объектов управления являются: большое разнообразие установившихся и неустановившихся режимов работы, близость рабочих режимов работы к прочностным, функциональным и температурным ограничениям, значительный разброс параметров, обусловленный одновременным протеканием сложных гидродинамических явлений в проточной части гидроусилителя, широкий диапазон нагрузочных и скоростных условий эксплуатации.

Уровень развития техники и технологий в настоящее время обуславливает разработку совершенно новых типов ЛА и систем управления практически без аналогов и прототипов, что резко усложняет этот процесс. Точность прогнозирования параметров рабочих процессов исполнительных приводов определяется, главным образом, обоснованностью используемых методов расчета параметров и характеристик СГРМ и идентификации моделей, а также конструкторских решений. Все это предопределяет длительные сроки и трудоемкость доводочных работ.

Недостаточный уровень теоретической проработки различных аспектов этих проблем связан, в первую очередь, со сложным характером физических и гидродинамических процессов, протекающих в высоконапорных струйных гидроусилителях (СГУ), с миниатюрностью элементов проточной части СГРМ, влиянием масштабного фактора при проведении численного и физического моделирования, а также с тем обстоятельством, что СГРМ обладают случайным разбросом параметров и характеристик, вызванным технологическими допусками при изготовлении и сборке и влиянием внешних и внутренних факторов.

Возрастающие требования к уровню и качеству параметров и характеристик исполнительных гидроприводов приводят к необходимости совершенствования методов проектирования СГРМ, что позволит решить проблемы получения требуемых статических и динамических характеристик СГРМ на стадиях проектирования и доводки с высокой степенью адекватности моделей реальным объектам и обеспечить сокращение времени их создания, а также обеспечить рациональный выбор, оптимальность и стабильность рассчитываемых параметров и характеристик СГРМ во всем диапазоне сигналов управления и развиваемых усилий и скоростей, требуемое качество переходных процессов.

Цель работы. Целью работы является разработка методологических основ совершенствования и развития методов расчета и проектирования струйных гидравлических рулевых машин и их экспериментальная апробация для улучшения качества и повышения эффективности этапов проектирования и доводки.

Исходя из цели работы, для ее реализации были решены следующие задачи:

1. Разработка методологических основ проектирования рулевого привода с СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров.

2. Создание новых нелинейных математических моделей, учитывающих технологический разброс параметров и нелинейных характеристик элементов.

3. Разработка метода расчета статических и динамических характеристик одно- и двухкаскадных схем СГРМ на основе разработанных моделей.

4. Разработка метода идентификации характеристик рулевого привода со струйным гидроусилителем.

5. Разработка способов коррекции СГРМ.

6. Проведение комплексных экспериментальных исследований СГРМ, входящих в состав РП ЛА, и верификация результатов численного моделирования.

Методы исследования. Работа основывается на использовании классических теоретических и экспериментальных методов исследования струйных течений, проведения стендовых испытаний, определения внутренних и внешних параметров гидроприводов. Теоретические исследования базируются на научных основах теории машино- и авиаракетостроения, теории проектирования гидроприводов, положений классической и экспериментальной гидромеханики. Использованы численные методы, методы дифференциального и интегрального исчислений, методы теории вероятностей и математической статистики, робастные методы, специальные функции.

Научная новизна. Новыми научными результатами, полученными в работе, являются разработанные методы и средства математического моделирования СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров, направленные на повышение качества проектирования и доводки РП с СГУ:

• впервые разработаны методологические основы проектирования РП с СГРМ, содержащие методы, методики и соответствующее программное обеспечение, позволяющие повысить эффективность этапов проектирования изделий и сократить время разработки до 30-40%;

• разработаны новые нелинейные математические модели СГРМ различных схем, в отличие от существующих позволяющие моделировать, исследовать и прогнозировать различные режимы работы СГРМ с возможностью учета технологического разброса параметров гистерезисных явлений, люфтов, трения, гидродинамического воздействия и других нелинейностей, доступных экспериментальному определению;

• разработан метод расчета статических и динамических характеристик одно- и двухкаскадных схем СГРМ;

• разработан и реализован метод идентификации характеристик СГРМ, позволяющий прогнозировать характеристики СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров;

• разработаны новые способы коррекции СГРМ на гидромеханической и электронной элементной базе, выработаны рекомендации по целесообразности применения различных способов коррекции;

• проведена идентификация результатов экспериментальных исследований, проведена верификация результатов численного моделирования и идентификации статических и динамических характеристик.

Достоверность научных положений, результатов и выводов, содержащихся в диссертационной работе, основывается на:

• корректном использовании положений классической и экспериментальной гидромеханики;

• использовании признанных научных положений, апробированных методов исследования, применением математического аппарата, отвечающего современному уровню;

• обработке, обобщении и сравнении результатов многолетних экспериментальных исследований с результатами теоретических исследований.

В работе использованы экспериментальные материалы Государственного ракетного центра, накопленные более чем за 50 лет разработки и эксплуатации СГРМ, и результаты экспериментальных исследований СГРМ в УГАТУ.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Результаты исследований, разработанные методики проектирования характеристик СГРМ внедрены в промышленности - ОАО УМПО (Уфа), ФГУП НПО "Гидравлика" (Уфа), ОАО ГРЦ имени академика В. П. Макеева (Миасс), ОАО НИИТ (Уфа) и в учебный процесс УГАТУ (Уфа). Разработанные методологические основы проектирования РП с СГРМ и программные продукты для их реализации позволяют повысить эффективность этапов проектирования изделий и снизить временные и финансовые затраты на их доводку и имеют практическую ценность, а именно позволяют:

• определять конструктивные параметры, статические и динамические характеристики СГРМ при моделировании, проектировании и доводке с целью удовлетворения требованиям к энергетическим характеристикам, к показателям качества переходных процессов;

• рассчитывать статические и динамические характеристики СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров по разным информационным массивам;

• осуществлять комплексные экспериментальные исследования характеристик СГРМ на основе разработанных методик идентификации и верификации;

• совершенствовать процесс доводки параметров и характеристик СГРМ применением устройств коррекции на гидромеханической и электронной элементной базе с использованием современных компьютерных технологий при проектировании серийных изделий.

На защиту выносятся:

1. Методологические основы проектирования рулевых приводов со СГРМ.

2. Математические модели и методики расчетов параметров и характеристик СГРМ, позволяющие моделировать, исследовать и прогнозировать различные режимы работы СГРМ с возможностью учета гистерезисных явле-

ний, люфтов, трения, гидродинамического воздействия и других нелинейно-стей, доступных экспериментальному определению.

3. Метод расчета статических и динамических характеристик одно- и двух-каскадных схем СГРМ.

4. Метод идентификации характеристик СГРМ.

5. Способы коррекции СГРМ, математические модели корректирующих устройств на гидромеханической и электронной элементной базе.

6. Методика верификации результатов численного моделирования и идентификации статических и динамических характеристик СГРМ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Межотраслевом семинаре «Ракетно-космическая техника» (г. Миасс, 1996); Международной НТК «Гидромашины, гидропривод и гидропневмоавтоматика» (г. Москва, 1996); Всероссийской молодежной НТК «Проблемы энергомашиностроения» (г.Уфа, 1996); Международной НТК «Проблемы и перспективы развития двигателе-строения в Поволжском регионе» (г. Самара, 1997); Всероссийской молодежной НТК «Информационные и кибернетические системы управления и их элементы» (г. Уфа, 1997); 50-й НТК профессорско-преподавательского состава и аспирантов ЮУрГУ (г. Челябинск, 1998); Международной НТК «Современные аспекты гидроаэродинамики» (г. Санкт-Петербург, 1998); Всероссийской молодежной НТК «Регулируемые твердотопливные установки» (г. Пермь, 1998); Международной НТК «Современные научно-технические проблемы гражданской авиации» (г. Москва, 1999); НТК «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 99» (г. Пермь, 1999); Научно-техническом семинаре «Газоструйные импульсные системы» (г. Ижевск, 1999); Международной НТК «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (г. Уфа, 1999); Всероссийской НТК «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» (г. Пермь, 2000-2003 гг.); Всероссийской НТК «Газоструйные импульсные системы» (г. Ижевск, 2000-2003 гг.); Всероссийской НТК «Гидравлика и гидропневмоси-стемы» (г. Челябинск, 2005); Международной НТК «Гидропневмоавтоматика и гидропривод- 2005» (г. Ковров, 2005); Российской НТК «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2006), УНИЦ «Гидропневмоавтоматика» (г. Уфа, 2007-2009 гг.).

Личный вклад соискателя в разработку проблемы: все основные идеи я работе сформулированы лично автором. Материалы диссертации основаны на исследованиях автора в период с 1996 по 2009 годы.

Основные положения, методики и результаты работы получены и апробированы в ходе реализации гранта Министерства образования РФ (1994— 2006 гг.) Проект: «Разработка и исследование струйных гидравлических рулевых машин систем автоматического управления летательных аппаратов», гранта 2002-2005 гг. «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники». Подпрограмма: транспорт. Раздел: транспортные ракетно-космические системы», НИР УГАТУ совместно с Государственным ракетным центром «КБ им. акад. В. П. Макеева» (г. Миасс) по исследованию гидродинамических явлений в системах управления энергетических установок и НПО «Машиностроитель» (г. Москва), госбюджетной НИР «Разработка тео-

ретических основ рабочих процессов перспективных энергонапряженных машин и установок» (2002-2004 гг.), № 01200209368, госбюджетной НИР «Разработка и исследование ракетных двигателей твердого топлива с глубоким регулированием модуля тяги и многократным включением» (2005-2007 гг.), № 02200502887, госбюджетной НИР «Исследование теплофизических и гидродинамических процессов и разработка теории перспективных энергонапряженных двигателей и энергетических установок» (2008-2009 гг.), №01200802934, грант Федерального агентства по образованию «Электрогидравлические системы управления регулируемой двигательной установкой твердого топлива многократного включения» (2009-2011 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований и разработок опубликовано 54 печатных работы, в том числе в 15 публикациях в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, в 1 монографии, в 2 учебных пособиях с грифом УМО высших учебных заведений РФ по образованию в области гидравлической, вакуумной и компрессорной техники. Получены 5 патентов РФ по совершенствованию конструкций СГРМ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Содержит 365 страниц машинописного текста, библиографический список из 172 наименований, приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, связанной с разработкой методологии проектирования струйных гидравлических рулевых машин и устройств их коррекции для улучшения качества переходных процессов и повышения эффективности этапов проектирования и доводки, формулируются цель работы, основные направления исследований и методы их решения, приводятся выносимые на защиту положения, апробация, структура и краткое содержание работы по главам.

В первой главе проведен анализ проблем проектирования и расчета СГРМ. Рассматривается классификация, сравнительный анализ существующих схемных решеиий СГРМ и их элементов, сформулированы проблемы, возникающие при проектировании однокаскадных и двухкаскадных СГРМ.

Рассмотрены и проанализированы научные труды, публикации, результаты исследований, посвященные проблемам проектирования исполнительных гидроприводов органов управления ДА различного назначения, таких ученых, как А. И. Баженов, С. Д. Ваулин, Н. С. Гамынин, А. Ю. Домогаров, Б.Г.Ильясов, Э.И.Крамской, Б.Г.Крымов, В.А.Лещенко, Б.С.Мокрушин, В. Г. Нейман, Д. Н. Попов, Л. В. Рабинович, А. В. Рехтен, А. М. Русак, В. И. Феофилактов, В. М. Фомичев, С. Н. Храмов, Ю. И. Чупраков, И. С. Шумилов и др.

На рис. 1 показана структурно-функциональная схема гидропривода исполнительных механизмов органов управления ЛА.

Выполненные обзор и анализ работ, отражающих 50-летний опыт разработки, производства, доводки и эксплуатации СГРМ, накопленный Государственным ракетным центром им. акад. В. П. Макеева, показали, что к настоящему времени отсутствует общая методология моделирования СГРМ с привлечением

нелинейных иерархически структурированных математических моделей, учитывающих случайный характер изменения значений стохастических параметров и коэффициентов.

---л НИН

Объект управления

ИИ

Обратные , 1МШ1Ж э

связи крен

параметры

Ilex. данные

1 Формирование Ц<- Блок

1 управляющих формирования

1 сигналов -i- команд

j 1 nil

1 [ Формирование

1, 1 управляющих

: i 1 воздействий

! К

Рисунок I - Структурно-функциональная схема исполнительного гидропривода ЛА

Результатом проведенного обзора и анализа явились формирование направлений научного исследования, формулировка цели диссертационной работы, задач исследования и методов юс решения.

Во второй главе разработаны и реализованы на ЭВМ математические модели СГРМ одно- и двухкаскадной схем с учетом особенностей протекания гидродинамических процессов в проточной части СГРМ.

Они позволяют производить численное моделирование РП с учетом не-линейностей, характерных для СГРМ и доступных экспериментальному определению, и основываются на численном методе решения сформированных систем дифференциальных уравнений.

Перечень основных расчетных параметров СГРМ, необходимых для численного моделирования, определяется выбором конструктивно-компоновочной схемы СГРМ, что, в свою очередь, определяется конструкцией ЛА, типом используемой системы управления и местом установки СГРМ в системе управления (система управления тангажом, система управления креном, система

управления рысканьем, система управления модулем тяги, система управления элементами автоматики и т.д.)-

I Расход рабочей жидкости

Исходные параметры

{Токуправпения}

| Вхо&ю* напряжение).

Электромеханический преобразователь

Гидрораспределитель

Кинематическая / / а передача "СГРМ -(/ [ Орган управления"

Подсистемы

> г'рулёвого* •

Д^йвода; _

I Гидродвигатель

Датчик | "[ обратной связи |

Усилитель| сигнала ошибки)

*| Устройство коррекций] а

| Расчетные [параметры

"-»{Скорост ны в")

»■[ МассогабдритньФ}

Геометрически© параметры элементов привода

Рисунок 2 - Основные расчетные параметры рулевого привода

На рис. 2 приведена процедура определения параметров СГРМ в составе РП.

В случае использования в схеме привода устройства коррекции необходимо дополнительно определить величину потребного корректирующего момента на управляющее устройство и геометрические параметры элементов, входящих в состав устройства коррекции.

Расчет люфтов, нежесткости силовой проводки и геометрических параметров кинематической передачи «СГРМ - РП - орган управления» необходим для корректного математического моделирования динамических характеристик нагруженного РП.

Проектирование и расчет электромеханического преобразователя (ЭМП), как элемента управляющего каскада СГРМ, влияющего на характеристики СГРМ в целом, начинается с анализа перечня основных технических требований, в результате чего выбираются тип ЭМП (движение якоря вдоль или поперек линий магнитной индукции), схема магнитной цепи, конфигурация рабочего зазора и ряд других конструктивных особенностей.

Следует отметить, что условием рационального проектирования ЭМП является получение требуемых статических и динамических параметров устройства с минимально возможной мощностью потребления, с малыми габаритными размерами и массой, с меньшей стоимостью.

Наиболее полно и наглядно статика ЭМП характеризуется обобщенной статической характеристикой, выражающей зависимость момента Мшп на якоре от тока управления (намагниченности системы) и перемещения якоря:

где а - угол поворота якоря; кш - коэффициент пропорциональности между намагниченностью системы и моментом, развиваемым на валу ЭМП; Кш1 ~ суммарная жесткость механической характеристики, КШ1 =С'„ +С„, где Си и С,- жесткость "магнитной" и дополнительной механической пружин, соответственно; ] - намагниченность переменного магнитного поля.

Намагниченность переменного магнитного поля ] определяется величии.

ной переменного внешнего поля Я0 =-5— и зависит от величины командно-

К,*эмп

го тока . Здесь и„ - напряжение управляющего сигнала; йэм1| = Дош + Кшх -сопротивление в ЭМП; К, - коэффициент, определяемый длиной проводника в катушке управления ЭМП. На рис. 3-6 представлены статические характеристики ЭМП со следующими параметрами:

1 = 0.025А: £/„= ЗОВ; (М„„)аг0= 0,012 Нм ; С„ = 0,344 Нм/рад; К, =5; Дэмп =1200 Ом.

Рисунок 3 - Управляющая Рисунок 4 - Обобщенная статичес- Рисунок 5 - Механическая характеристика ЭМП кая характеристика ЭМП характеристика ЭМП

Рисунок 6 - Моментная характеристика ЭМП: I - зависимость момента от тока; 2 - зависимость момента от намагниченности

Исходные и расчетные параметры гидрораспределителей, применяемых в авиационных гидроприводах и определяющих в значительной степени статические и динамические характеристики РП в целом, показаны на рис. 7.

Расчетные схемы одно- и двухкаскадных СГРМ приведены на рис. 8.

Рисунок 7 - Параметры гидрораспределителя

Рисунок 8 - Расчетные схемы СГРМ: а - однокаскадной; б - двухкаскадной 1 — усилитель сигнала ошибки; 2 — ЭМП; 3 - струйная трубка; 4 — приемная плата; 5 - гидроцилиндр; 6 - датчик обратной связи; 7 - золотниковый гидрораспределитель

При разработке нелинейных иерархически структурированных математических моделей СГРМ необходимо учитывать следующие нелинейные факторы:

• гистерезис в ЭМП;

• нелинейная зависимость изменения площадей нагнетания и слива в СГР при смещении струйной трубки от нейтрального положения;

® трение в золотниковом распределителе, в гидродвигателе и в нагрузке;

• зависимость расхода через СГУ от перепада давлений в гидродвигателе;

• люфты механической проводки в системе «СГРМ- РП - объект управления»;

• переменный модуль объемной упругости рабочей жидкости;

• переменный коэффициент расхода в СГУ;

• гидродинамическое воздействие обратных струй на струйную трубку.

Влияние отдельно взятых нелинейностей, характерных для СГРМ, может быть несущественно и не оказывать значительного влияния на характеристики и параметры СГРМ и всего привода в целом, однако совокупность этих нелинейностей может воздействовать на динамику СГРМ, способствуя возникновению флуктуации параметров, автоколебаний, случайного разброса параметров и прочих явлений. Разработку иерархически структурированных математических моделей целесообразно осуществлять в несколько этапов, уровень адекватности которых реальному объекту определяется поставленными задачами исследования, принятыми допущениями и ограничениями и введением в модель нелинейных факторов.

При разработке математической модели гистерезиса в ЭМП за основу берется стандартное уравнение среднего поля, на основании которого записывается уравнение, описывающее временную эволюцию намагниченности с учетом конфигураций магнитных моментов в электромагнитном поле ЭМП:

dt

1-

64

+ *. +4й,

0

+ k,+2hi ~в h. +к, -2h

0

7 '+20(l + y)3(l-;')3

+6(1+;y(w)sth^

h, +k. +15A,

0

■vk. -4hj

0

h.+k-6h,

,(2)

kT

где h, - pJl, (/) - величина переменного внешнего поля; © = — - приведенное

значение температуры поля; -JI\l - параметр эффективности намагничивания поля, определяемый энергией J взаимодействия спинов.

•"*■> Ж> J1U

Рисунок 9 - Зависимость намагниченности системы от приведенной температуры переменного внешнего поля: 1 -0=5:2-©=10:3-©=15

Анализ графиков влияния приведенной температуры на намагниченность системы, приведенных на рис. 9, показывает, что площадь и кривизна петли гистерезиса монотонно падают с ростом температуры, т.е. изменение температуры в процессе функционирования ЭМП может приводить к изменению намагниченности системы и, как следствие, к изменению зависимости момента, развиваемого на валу ЭМП. Таким образом, изделие, обеспечивающее требуемые параметры при проведении приемо-сдаточных испытаний, может перестать нормально функционировать в реальных условиях эксплуатации из-за изменения температурного режима.

Уравнение динамики ЭМП как механической системы с учетом гистерезиса намагниченности системы записывается в виде:

■'эмп^г = ККОк^ (3)

гДе Лмп ~ момент инерции всех подвижных частей ЭМП, приведенный к оси вращения якоря; а - угол поворота якоря; кт - коэффициент пропорциональности между намагниченностью системы и моментом, развиваемым на валу ЭМП; ¿эмп и — коэффициенты вязкого и сухого трения ЭМП, соответственно; - суммарная жесткость механической и магнитной пружин ЭМП.

Совместное решение (2) и (3) позволяет рассчитать управляющую характеристику ЭМП как функцию от напряженности переменного поля а = /(й„).

Рисунок 10 - Управляющая характеристика ЭМП: 1 - ш=30я;2-со=15 л;3-а>=2п

Анализ результатов моделирования управляющей характеристики ЭМП (рис. 10) показывает, что на увеличение ширины петли гистерезиса оказывает влияние увеличение частоты управляющего сигнала, что, в свою очередь, негативно отражается на точности отработки управляющего сигнала. Для уменьшения ширины петли гистерезиса целесообразно применение магнитомягхих конструкционных материалов с малым значением коэрцитивной силы. Выявлено влияние геометрических параметров управляющего устройства (ЭМП), определяющих момент инерции подвижных частей управляющего устройства, на вид переходного процесса в ЭМП при отработке управляющего сигнала, что может вызывать колебания в управляющем контуре (рис. 11).

■Г\

-

■ - а • -о — г

—

1

- - !

и и

К 1л,

1

0

/У Ц №

Рисунок 11 - Влияние момента инерции якоря на переходный процесс поворота якоря ЭМП: 1 - 7эып=1,3-10-6; Нм-с2; 2- 3ЭШ1= 3,9-Ю"6; Нм-с2;3- 7эмп=1,3-10-5;Нм-сг

Уравнение расхода через СГУ от перепада давлений во внешней цепи (в полостях исполнительного ГЦ) записывается в виде:

Д/

Йя =

гбг^о

(1 + Д/11

-(1-

Д/„

М1^

вг^Л

(4)

Ра

А/

где д/ = -^г--безразмерное изменение площади нагнетания рабочей жидкости

в СГР; Д/ и Л/^ - изменение площади нагнетания и максимальное изменение площади наг нетания в струйном гидрораспределителе (СГР) при смещении среза сопла струйной трубки от нейтрального положения, соответственно.

Разработана и реализована на ЭВМ с использованием эмпирических зависимостей программа расчета сил граничного и жидкостного трения в элементах РП. Она позволяет проводить расчет коэффициента трения с учетом физико-химических свойств конструкционных материалов, шероховатости поверхностей, рабочих температур и развиваемых скоростей, особенностей технологии сборки элементов гидропривода.

Результаты моделирования давления деформации в зоне контакта приведены на рис. 12. Здесь ¿П1 -диаметр канавки в поршне под уп-

Рисунок 12 - Влияние геометрических параметров на давление деформации:

лотнительные кольца, ¿кп ~~ внутрен- 1 - (¿/П1 -с/с)=0,5 мм; 2- (¿П1 -¿к)=0,75 мм; ний диаметр уплотнительного кольца 3 - , - )=1 мм; 4 - , - )=1,5 мм; поршня ГЦ. 5 - (</„, -¿с)=2 мм

При расчете давления упругости деформации в уплотнительных кольцах необходимо выполнение условия /?дЕФ > рп, где рп - давление питания, в противном случае для обеспечения гер-

метичности в узле трения необходимо подобрать уплотнительные кольца с меньшим значением с/к.

На основе формулы Ито-Шишокина и эмпирических зависимостей, полученных Боше, И. В. Крагельским, Пуаре и др., предложена эмпирическая зависимость по определению механической составляющей коэффициента трения, в которой первое слагаемое определяется скоростью движения, второе - шероховатостью поверхности, третье - твердостью и температурой материала уплотнения:

1+с

—-т" + 15л/Д + Л

1

те

.-«тЛГо

(5)

где *т, с, ат - эмпирические коэффициенты; Д ~ шероховатость внутренней поверхности камеры ГЦ; НВа - твердость материала уплотнения по Бринеллю при нормальной температуре; ДТ0 - изменение объемной температуры материала уплотнения; V - показатель степенной аппроксимации, у=2. Эмпирические коэффициенты *т=0,17, с =0,23, ат =0,002.

Выражение (5) справедливо для следующей выборки аргументов:

Д=0,01 - 80 мкм; Щ= 25-5000 МПа; ^<22 м/с; Го(0,5Гпл, здесь

Л

Гм - температура плавления материала.

Суммарная сила трения, действующая в исполнительном гндроцилиндре определяется зависимостью вида:

1

„Фп НВ^е "

' Л

Еуплл

2%,

,(6)

где п, и п] - количество уплотнений в поршне и в корпусе ГЦ, соответственно.

Выражение (6) справедливо при следующих условиях: микрогеометрия поверхностей и материал поршня и штоков ГЦ идентичны;

контактное напряжение в паре Т1 трения «шток - корпус ГЦ» больше давления питания р№Ф у рп;

контактное напряжение в паре трения «поршень - корпус ГЦ» больше давления питания Рт* у Рп >

сила трения в датчике перемещения поршня ГЦ пренебрежимо мала по сравнению с силами трения в Нп1 10 парах трения «шток - корпус ГЦ» Рисунок , з . Влияние г еометрических пара-И «поршень - корпус ГЦ». метров ГЦ на силу трения покоя

Численное моделирование параметров СГРМ показывает (рис. 13), что суммарные силы трения могут достигать значительных величин (до 400 500 Н), и учет сил трения вносит поправку в существующие расчеты 4 6 %.

Разработана математическая модель люфта, позволяющая оценивать влияние закладываемых при совершенствовании существующих и проектировании перспективных образцов исполнительных гидроприводов допусков и люфтов на динамические показатели рулевого привода: ¿Ул(0 _ <fy„(t) Фн(0 Фщ(0 dt dt dt dt

М^(у4(0-Д,(0) Дя«>0,^(0 (7)

О, otherwise

¿¿л (0 dt

где уь - разность перемещений между ведущим и ведомым звеньями с учетом скоростного запаздывания; уп, уа, ущ ~ перемещения поршня, нагрузки и корпуса ГЦ, соответственно; ^ - сипа упругости (реакции) между ведомым и ведущим звеньями; с, - жесткость механической связи; Ь, - коэффициент демпфирования ведущего звена; д, - зазор люфта; К^^- коэффициент демпфирования в механической проводке управления.

Результаты моделирования показывают, что люфт в силовой проводке в пределах технологических допусков на сборку изделий (у^< 0.2 мм) не оказывает существенного влияния на переходные процессы в РП, однако уменьшение жесткости силовой проводки, вызванное, например, возникновением отказа, неисправностью в уплотнении узла ПУС, старением конструкционных материалов, приводит к появлению колебаний и, как следствие, флуктуации параметров ЭГСП и снижению точности позиционирования объекта управления.

Переходный процесс перемещения ведомого и ведущего звеньев и разность перемещений ведомого и ведущего звеньев показано на рис. 14,15.

1 - поршень гвдроцилиндра; 2 - нагрузка поршня ГЦ и нагрузки

Зависимость суммарного момента от гидродинамических сил, действующих на струйную трубку на якорь ЭМП, можно записать в виде:

Мга=Мр+Мд, (8)

где Мг, Мд - составляющие момента гидродинамического воздействия (ГДВ) по давлению и по расходу соответственно.

Составляющие момента ГДВ по расходу и давлению:

М„ = М„

1+-

- 1 —

МР=М„

2 г

1 +

(9)

где МГцт - максимальный момент гидродинамических сил, рассчитываемый по эмпирической зависимости вида

(10)

где ¿1 - коэффициент учитывающий наличие успокоителя; рп - давление питания СГРМ; б,, С-, - эмпирические коэффициенты, характеризующие гидравлическую проводимость; Ра - атмосферное давление; 5 - относительный диаметр парораспределителя; Н - относительное расстояние между приемной платой и струйной трубкой. Данное выражение справедливо для СГУ с устройством подвода жидкости к струйной трубке типа «плавающая втулка», геометрически подобных сопел и приемных плат.

Составляющие ГДВ и полный момент приведены на рис. 16 и 17.

О,

Л ЩП6-. '/г*

/ : ;".Г V- л

\ -0.Я - -V- Л ■ 6 -0.4 -( V / од о;4 Ой о 1 /

7 С'.ОСс

Рисунок I б - ГДВ на струйную трубку: 1 - составляющая момента ГДВ по расходу; 2 - составляющая момента ГДВ по давлению

Рисунок 17 - Полный момент гидродинамического воздействия

При изменении нагрузки Л в СГРМ соотношение противоположных по знаку возмущений носит сложный характер, приводящий при небольших сигналах управления к тому, что скорость движения поршня ГЦ СГРМ под нагрузкой превышает скорость холостого хода. С повышением давления питания момент силового ГДВ увеличивается. При этом определяющим фактором является параметр 3 гидрораспределителя.

Результаты численного моделирования показывают следующее: • ГДВ создает положительные и отрицательные моменты на якоре ЭМП; ® увеличение давления питания способствует повышению влияния ГДВ;

• в скоростных характеристиках СГРМ ГДВ уменьшает угол поворота струйной трубки и может приводить к резкому излому характеристик;

• в силовых характеристиках положительное возмущение увеличивает угол поворота струйной трубки. При больших величинах возмущений силовая характеристика стремится к релейному виду.

Система уравнений нелинейной математической модели СГРМ, учитывающей рассмотренные выше нелинейности, определяется следующими допущениями: в качестве гидрораспределителя используется СГР с одинаковыми гидравлическими параметрами и микрогеометрией дросселей; в качестве нагрузки гидрораспределителя используется симметричный ГЦ двухстороннего действия; коэффициент восстановления давления в СГУ, давления питания и слива - являются постоянными величинами; температура и вязкость рабочей жидкости в течение рассматриваемого динамического процесса не изменяются; рабочая жидкость сжимаема, модуль объемной упругости жидкости является постоянной величиной, нерастворенный воздух в системе отсутствует; объемные потери в подводящих гидролиниях СГР и гидродвигателя малы и ими можно пренебречь; волновые процессы в гидролиниях из-за их малости на рабочие процессы гидропривода не влияют; случайный разброс значений параметров СГРМ не учитывается; сжатие и инерционность жидкости на участке между срезами питающего сопла и приемной платы не учитываются.

Ограничения, принимаемые при расчете нелинейной модели СГРМ, учитывают конечное значение давления питания и слива насосной станции и максимальные перемещения струйной трубки, золотника и поршня ГЦ:

/¿4»; *ст**ст™,; хзол ^эол.»*; ¿пзол^МПа

Уравнение измерителя рассогласования

Иг = У«-Кос*

(И)

Динамика ЭМП описывается выражениями (2), (3), (9), (10) и (11). Динамика СГР описывается уравнением (4) с учетом выражения

-2,879-Ю"3л ,(12)

уравнением баланса расходов для однокаскадной

, г<гн (13)

или для двухкаскадной схем СГРМ

V

¿Гзол С) , к Л

--: I г:

> г > 2

(16)

для «свободно плавающего» золотника

для ЗГР с механической обратной связью

(17)

+ (ЪсД. Ш ^>0 • (18)

Динамика исполнительного ГЦ и нагрузки описывается совместным решением (8) и уравнений движения приведенных масс нагрузки, поршня и корпуса ГЦ

Автором выполнен анализ результатов расчета динамических характеристик совместной работы системы «СГТМ - рулевой привод - орган управления ЛА». Рассмотрено влияние на динамику привода расхода рабочей жидкости, перепада давлений в полостях исполнительного гидродвигателя, нежесткости силовой проводки, трения в элементах привода, нагрузки.

Показана возможность унификации разработанных математических моделей для всей номенклатуры серийно выпускаемых и перспективных СГРМ за счет применения безразмерных комплексов. Применение математической модели с использованием безразмерных комплексов позволяет уйти от необходимости разрабатывать математические модели дня каждого типа СГРМ. Постоянные времени для различных моделей СГРМ находятся в одной области значений, что облегчает анализ влияющих факторов и определение требуемых значений постоянных времени. Задаваясь требуемым видом переходного процесса, можно получить зависимости для расчета конструктивных параметров привода с необходимыми динамическими свойствами; ввести в случае необходимости новые критерии к качеству переходных процессов; систематизировать методологические аспекты моделирования СГРМ.

Реализованные на ЭВМ математические модели являются открытыми и позволяют в случае необходимости учитывать в них различные внешние и

А к р

а!

¿2Уи(0

~Тг = ^д (') ~ Сссн ' Уф)

ТРН

(19)

внутренние факторы, влияющие на статические и динамические характеристики СГРМ, учет которых повысит адекватность математических моделей реальным объектам.

В третьей главе автором предложена методика идентификации характеристик СГРМ. Численное моделирование характеристик СГРМ в процессе идентификации включает в себя выбор структуры объекта из физических соображений, «подгонку» параметров к имеющимся данным, проверку и подтверждение модели, отладку и апробацию модели.

Математическое моделирование СГРМ со стохастическими параметрами осуществляется на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований с определением "сомнительных" параметров и коэффициентов уравнений математической модели СГРМ. По существу, необходимо по некоторой совокупности параметров, измеряемых в процессе испытаний, воспроизвести недостающие характеристики СГРМ, установить функциональные зависимости между входными и выходными параметрами и получить данные, необходимые для идентификации объекта.

Для оперативной оценки гипотезы нормальности распределения можно использовать следующие методы и способы: быстрая проверка с помощью размаха варьирования; проверка с помощью среднего абсолютного отклонения; проверка критерием, основанным на сравнении выборочных моментов с генеральными параметрами; проверка критерием Мизеса-Смирнова (критерий согласия ш1); проверка критерием согласия Колмогорова; проверка критерием Пирсона; проверка первым критерием 3; проверка критерием Бартлета; проверка критерием Стьюдента, отличающиеся объемами выборок п, при которых они обеспечивают максимальную адекватность статистической обработки и не дающие однозначной оценки правомерности гипотезы нормальности распределения для одной и той же выборки экспериментальных данных.

Закон нормального распределения применим в случаях, когда необходимо учитывать разброс значений параметров, обусловленный технологическими допусками при изготовлении и сборке изделий, процессами старения и износа, накоплением усталостных повреждений и возникновением параметрических отказов. Если закон распределения отличается от нормального или о нем ничего неизвестно, то целесообразно использование робастных методов или методов непараметрической статистики.

Разработана математическая модель СГРМ, учитывающая стохастический разброс коэффициентов расхода и восстановления давления в СГУ, параметра неравномерности магнитной проницаемости материала в катушке управления ЭМП, люфта в силовой проводке и сил трения.

Изменения в уравнениях исходной математической модели СГРМ:

- в уравнении электромагнитного поля в ЭМП

\ =г„лАС) (2°)

- уравнение баланса расходов для однокаскадной схемы

- уравнение баланса расходов для двухкаскадной схемы

V ^зол(')

Фюя(0, <й

Л

2-Е

Дол(')

0 + Ц ^(0 0__У.) 1 +-

А/пмх ^ ^(^пзол\

Ьгш

- уравнение движения приведенных масс поршня ГЦ - -г, к <Ы')

л2

"п —^ = ^д О - ■ ^ - ^

■ в уравнениях нелинейности «люфт»

¿МО. Л

^+^>-2,«) а„(/))о, М(о

0, оЛегичзе

(23)

(24)

Предложенный подход к разработке ИСММ СГРМ позволяет осуществлять поэтапную идентификацию статических и динамических характеристик за счет последовательного учета рассчитанных методами математической статистики стохастических коэффициентов и введения, в случае необходимости, новых стохастических коэффициентов. Из рис. 18, 19 видно, что стохастический разброс параметров СГРМ приводит к значительному (25 - 30 %) разбросу параметров и показателей переходных процессов СГРМ.

0,1X04

(ЦЕ ' оЛо ' ' С,Ь ' ОМ ИР

Рисунок 18 - Перемещение струйной трубки: I - математическое ожидание функции; 2 - минимум функции; 3 - максимум функции

Рисунок 19 - Перемещение выходного звена СГРМ: а - перемещение поршня ГЦ; б - перемещение нагрузки на выходном звене; в - разность перемещений поршня ГЦ и нагрузки: 1 - математическое ожидание функции; 2 - минимум функции; 3 - максимум функции

Анализ результатов численного моделирования показывает, что стохастический разброс «сомнительных» параметров и коэффициентов СГРМ, выбранных в уравнениях математической модели СГРМ, приводит к значительному разбросу параметров и переходных процессов СГРМ:

• диапазон изменения значений развиваемых давлений в полостях ГЦ составляет порядка 39 % от математического ожидания на первом максимуме;

• диапазон изменения значений перемещения нагрузки составляет 21 % от математического ожидания;

• диапазон изменения значений перемещения поршня ГЦ составляет 21 % от математического ожидания;

• диапазон изменения значений скорости перемещения струйной трубки составляет 31 % от математического ожидания;

• диапазон изменения значений скорости перемещения нагрузки на первом максимуме составляет ± 25 % от математического ожидания.

Разработана и реализована на ЭВМ методика идентификации характеристик СГРМ, определяющая перечень, последовательность и содержание иерархической структуры работ (ИСР), учитывающих случайный разброс параметров и коэффициентов, входящих в математическую модель (рис. 20).

Идентификация характеристик СГРМ

Диагностическая проверка математической модели

Приняв» допущений И ограничений к ьик*мятеч«ской ьюдепн со ето»«ичесякыи перемести

Пояучеиие стиистшвсгая сцепок (м *Т еМЮИЧв ско • ожадевге, дагаерО!* среднее адрвтичное возгоне-

!Ш<, ПП0ТЕОП* р«СПред«ЯенИ1

»«роивостн нтд) хер юсгеристг СГРМ

результатов, доработка и использование модели

Обрьботии обобщенна рвзупьт*го» чиеленяьп в эхсаернмеятадь ных

Зелвдаща моделей СГРМ

Бяреботже рекомендаций иовспооъзоаивоорезр* бо готиьа моделей

Тесшровеяие модели*» предмет чугспитшльнзсти к количесву к етаянстичесов* оценка.« сгомсш-чееш трамезров, учешывеемш > ыодымСГРМ_

Отгадке метем ииче едя моделей

Рисунок 20 - Иерархическая структура работ идентификации характеристик СГРМ

В четвертой главе проведены классификация и анализ использования устройств коррекции СГРМ на гидромеханической и электронной элементной базе.

Результаты обзора, обобщения и анализа используемых в современной авиационной и ракетно-космической технике устройств коррекции быстродействующих исполнительных гидроприводов сведены схему на рис. 21.

V—......" " ""

-1 Усилитель сипши оишбки

—|эмп|

——) Гидроусилитель

Т—

—|Олио1саскал»ый |

-1 Лвуакаскалнип {

-1 Мцогокаыгадный |

'—)I идродам|а]сли}

[-|ГидрОШ1Л11Ьир1

'-[ Гидрч«отор 1

Рассмотрены варианты схемных решений гидромеханической коррекции СГРМ по расходу, по перепаду давлений, по динамическому давлению, комбинированный способ коррекции. Разработаны соответствующие математические модели, построены переходные процессы и проведен анализ полученных результатов.

Увеличение жесткости пружинного рычага ОС по расходу приводит к увеличению момента коррекции и может приводить к незначительному улучшению динамических характеристик привода.

Введение дополнительной ОС по перепаду давлений обеспечивает увеличение логарифмического декремента затухания привода, т.е. обеспечивает повышение устойчивости и уменьшает время переходного процесса при отработке сигнала задатчика.

Для реализации положительной ОС необходимо иным образом подключить сопла к полостям гидроцилиндра. Положительная ОС позволяет увеличить быстродействие гидропривода.

Влияние ОС по перепаду давлений можно варьировать изменением точки приложения ГДВ, изменением диаметров сопел и гидравлической проводимости нерегулируемой части сопел, конструктивным исполнением связи заслонки со струйной трубкой. Однако использование в качестве корректирующего сигнала давления нагрузки в чистом виде делает характеристики следящего привода мягкими, существенно определяющимися величиной позиционной нагрузки, а также зависящими даже от величины контактного трения в уплотнениях гидродвигателя или в опорах нагрузки. Поэтому обычно в качестве сигнала, кор-

Полижепие выходного звеня

I Скорое 11, 1 шходиого звена

Расход

Перепад давления

. киле

■ аоддсйстпня -г

Динамическое давление в полос! я

ГГЬфЛДНИГП 1СЛН

Комбинированн.гя схема |

-^Линейный |

—|г»дра«шческлй ]

—|Элсктричсскпи | 4 Смешанный I

_ С переменным I

коэффициентом

Уменьшение статической

Увеличение жесткости статических хиракчер^тк

Рисунок 21 - Классификация устройств коррекции

ректирующего колебательность следящего привода, обусловленного позиционной и инерционной нагрузками, используется скорость изменения перепада давления в полостях исполнительного ГЦ, что особенно важно для большераз-мерных двигательных установок, когда величина рабочего давления, размеры камеры сгорания, сопла и устройства регулирования критического сечения С0г пла значительно возрастают. Увеличиваются и нагрузки, действующие на гидропривод, вызванные газодинамическими силами (позиционная нагрузка).

Корректирующая ОС по динамическому давлению снижает смещение струйной трубки от нейтрального положения, сглаживая переходную характеристику, увеличивая устойчивость привода, уменьшая амплитуду колебаний за счет ограничения доступа энергии в гидродвигатель. Коррекция способствует уменьшению пиков динамического давления в полостях гидродвигателя и, как следствие, снижению чувствительности привода к инерционной нагрузке.

Для повышения точности работы привода при статической нагрузке и нежесткой связи гидродвигателя с нагрузкой, а также для увеличения демпфирования на резонансных частотах предлагается комбинированный способ коррекции, в котором сочетаются преимущества коррекции по перепаду давления и коррекции по производной от перепада давления в полостях гидродвигателя (рис. 22).

Электронная коррекция обладает простотой и гибкостью разработки алгоритмов коррекции, реализация которых может быть выполнена в виде гидромеханических, электрогидравлических или других устройств коррекции.

К достоинствам электронных корректирующих устройств можно отнести высокие массога-баритные показатели, высокое быстродействие, возможность реализации различных алгоритмов коррекции (путем изменения прошивки контроллера), удобство установки электронного устройства коррекции (ЭУК) в схему привода, простота настройки параметров устройства коррекции путем изменения установок контроллера.

Структурно ЭУК повторяют гидромеханические. Датчики, фиксирующие параметры привода, передают данные на контроллер, который определяет в соответствии с запрограммированным алгоритмом величину корректирующего воздействия.

Рисунок 22 - СГРМ с коррекцией по давлению и динамическому давлению в полостях ГЦ: 1 - задатчик; 2 - ЭМП; 3 - СГУ; 4,5 - полости ГЦ; б - ГЦ; 7 - шток ГЦ; 8 - ОС; 9 - гидроконденсатор, 10 — поршень гидроконденсатора; 11,12 - нерегулируемые дроссели; 13 - золотник коррекции; 14,15 - торцевые камеры золотника коррекции; 16 - шток золотника коррекции; 17, 18 - регулируемые дроссели золотника коррекции; 19,20 - сопла ОС

Для реализации коррекции на электронной элементной базе в состав СГРМ вводятся датчики, контролирующие положение струйной трубки (датчик перемещения), давление в полостях гидродвигателя (датчики давления в каждой полости ГЦ), положение поршня ГЦ и нагрузки (датчики перемещения).

На рис. 23 приведена структурная схема СГРМ с ЭУК.

Отличительной особенностью ЭУК является то, что корректирующее воздействие всегда направлено на ЭМП, тогда как в гидромеханических устройствах коррекции корректирующее воздействие направлено непосредственно на струйную трубку или золотниковый гидрораспределитель. К недостаткам ЭУК можно отнести их чувствительность к электромагнитным излучениям и перепадам температур. Как следствие этого, отсутствие или неэффективность мероприятий по их защите может сказываться на надежности и эффективности работы.

На основе анализа источников с использованием системы ЯтиИпк разработала модель СГРМ с ЭУК по расходу рабочей жидкости (рис. 24).

Рисунок 23 - Структурная схема СГРМ с ЭУК: Дос - датчик ОС, УК - устройство коррекции

¡июум

баз иорраицин

ксррвю^ей

Рисунок 24 - Принципиальная схема СГРМ Рисунок 25 Влияние электронной

с ЭУК

коррекции по расходу на переходный процесс перемещения нагрузки

Моделирование переходных процессов при случайном изменении входного сигнала в случае действия большой (Л>5000 Я) инерционной нагрузки с применением электронной коррекции показывает (рис. 25), что ЭУК по расходу ограничивает расход рабочей жидкости в полости исполнительного гидродвигателя, что приводит к снижению скорости перемещения нагрузки на выходном звене и, как следствие, к уменьшению величины перерегулирования, которое имеет место при отсутствии электронной коррекции по расходу.

Одним из перспективных направлений развития устройств электронной коррекции является разработка систем с автоматической подстройкой параметров ЭУК. Такое ЭУК позволяет реализовывать схемно-структурную реализацию с оптимизацией САУ введением дополнительных обратных и перекрестных связей. Автоматическая подстройка параметров ЭУК обеспечивает максимальную эффективность устройства коррекции за счет подстройки параметров ЭУК до требуемых значений.

Проведен параметрический анализ ЭУК СГРМ, который лег в основу алгоритма параметрической оптимизации при подстройке коэффициентов математической модели СГРМ.

Разработана структурная схема СГРМ с блоком подстройки параметров ЭУК и проведено моделирование переходных процессов (рис. 26).

Л .. V» .1 - Ви»

ЕВЗ

В11Ш МЙШЯ^Г^*®

„ „ ^т^,«. Рисунок 27 - Процесс настройки

Рисунок 26 - Структурная схема СГРМ /, г

г коэффициента ОС с переменными

с блоком подстройки параметров ЭУК

г 1-1 параметрами

Для реализации электронной коррекции в условиях переменных параметров предлагается использование системы оптимизации с подстройкой параметров. Переменными параметрами при моделировании СГРМ принимаются нагрузка и масса, поскольку именно они являются наиболее быстро и часто изменяющимися в процессе функционирования объекта управления. Для этого в структурную схему СГРМ вводятся переменные коэффициенты нагрузки и массы на выходном звене Яш и А/;п< и задается диапазон изменения параметров, например ±10%.

На рис. 27 показан процесс настройки коэффициента ОС с переменными параметрами нагрузки и массы на выходном звене СГРМ. Таким образом, в процессе «подгонки» коэффициента ОС обеспечивается возможность изменения значения заданных переменных.

Предлагаемый подход по реализации ЭУК в СГРМ позволяет без предварительных расчетов параметров РП и коррекции прогнозировать параметры СГРМ, использовать систему подстройки параметров для идентификации, подбора параметров, настройки элементов и подсистем при проектировании и в процессе эксплуатации СГРМ.

Разработаны математические модели СГРМ с эталонными моделями.

Принцип действия схем СГРМ с эталонными моделями (рис. 28, 29) основан на сравнении переходных процессов математической модели и действующей СГРМ. Сигнал подается с задатчика на модель, где генерируется выходной сигнал перемещения нагрузки, что приводит к возникновению сигнала рассогласования между положением нагрузки модели и СГРМ, который поступает через усилитель сигнала ошибки на СГРМ. Перемещение нагрузки приводит к компенсации величины входного сигнала, что приводит к уменьшению значения перемещения модели и сигнал рассогласования, т.е. СГРМ стремится устранить существующее рассогласование, реализуя управление с эталонной моделью.

Рисунок 28 - СГРМ с эталонной моделью Рисунок 29 - СГРМ с эталонной моделью, в прямой цепи регулятора включенной параллельно

основному контуру

Применение эталонной модели в прямой цепи позволяет повысить точность управления переходным процессом и снизить установившуюся статическую ошибку.

Применение эталонной модели, включенной параллельно основному контуру, при «большой» нагрузке обеспечивает улучшение качества переходного процесса. Моделирование производилось при следующих параметрах: масса превышает значение, заложенное в эталонной модели в 3 раза, нагрузка - в 5 раз, при этом привод имеет установившуюся статическую ошибку в пределах 5%, в то время, как СГРМ без применения системы автоматического управления имела статическую ошибку порядка 24%.

Разработаны рекомендации по возможности и целесообразности применения устройств коррекции в перспективных схемах СГРМ.

В пятой главе рассмотрена верификация характеристик РП (рис. 30).

Разработана методика и осуществлены экспериментальные исследования характеристик рулевого привода на специализированном стенде, изготовленном для УГАТУ в рамках реализации приоритетного национального проекта «Образование». В состав стенда входят: нагрузочное устройство, насосная станция, система управления, система измерений, объекты исследований. Системы управления и регистрации стенда совместно с ЭВМ обеспечивают получение статических и динамических характеристик СГРМ в режиме реального времени. Схема разработанного стенда приведена на рис. 31.

Верификация характеристик СГРМ

| Проведение числейных 1 ' ч экспериментов4 Проведение натурных. .••'"/ !экспрр'йментов;.!;: Сопоставление.... полученных результатов

аналитический обзор научно-технической, нормативной литературы и патентных истопников

формирований передня требований к параметром и хараетеристикам СГРМ

выбор конструктивно компоновочной схемы СГРМ

разработка VI принятие допущений математической модели

разработка и принятие ограничений математической модели

раэработжа {доработка, совершенствование} математической модели

тестирование и отладка математической модели

формирование требований к объему и форме представления результатов численного моделирования

построение и представление результатов численного моделирования характеристик СГРМ

доработка (в случав необходимости]

математической модели и окончательное представление результатов численною моделирования

разработка методики экспериментальных исследований

формулирование пели исследований

формулировки* мдач исследований

описание объекта исследования

описание имеригвльжи аппаратуры и требовании к точности

раэрэботга м^сдом первичной обработки данных

проведение окслеримектальных исследований то снятию параметров и статических и динямических квратгерисгик СГРМ

обработка результатов натурных экспериментов

уточнение перечня параметров и характеристик, по которым осушествлйегся верификация

разработка шаблонов для сопоставления результатов чиспемньк и экспериментальных исследований

обработка результатов численны* и экспериментальных исследований и заполнение форм-шаблонов

формирование и принятие положений о максимально возможном разбросе значений параметров и характеристик при сравнении результатов теоретических и экспериментальных исследований

.сравнение результатов теоретических и

экспериментальных исследований

оформление научно-технических отчетной и иной документации 00 результатам верификации параметров и характеристик СГРМ

Рисунок 30 - Верификация характеристик СГРМ

Ш2Т) ДДШ221

тнх'

вк ; брс

I I-—лу г

РЮ !

ЙРс \ку

Бл

Р*20МПв

Вадй'

ЦП ЦП

ган-^ят4

Рисунок 31 - Схема экспериментального стенда

Обработка и обобщение экспериментальных данных позволили верифицировать результаты численного моделирования (рис. 32).

Рисунок 32 - Экспериментальные данные и результаты численного моделирования статических характеристик СГРМ Верификация результатов численного моделирования характеристик СГРМ показывает следующее:

• сходимость результатов составляет в среднем до 96%;

• статические характеристики имеют зону насыщения в области значений I = 0.712.-0.716, обусловленную гидродинамическим взаимодействием прямых и обратных потоков в струйной камере распределителя;

• нелинейный характер статических характеристик вплоть до зоны насыщения обуславливается наличием гистерезиса в ЭМП, нелинейным характером зависимости изменения площадей нагнетания и слива в зависимости от смещения струйной трубки (управляющего сигнала) и гидродинамическим взаимодействием прямых и обратных потоков в проточной части СГРМ.

Сравнение результатов численного моделирования и экспериментальных данных показывает высокую сходимость результатов (90 - 96 %), что подтверждает основные положения, которые легли в основу при разработке математических моделей СГРМ в главах 2 и 3, и адекватность разработанных математических моделей СГРМ со СГУ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработаны методологические основы проектирования РП с СГРМ, содержащие совокупность методов, методик и программного обеспечения с «настраиваемым» интерфейсом, позволяющими пользователям варьировать, в случае необходимости, перечень и значения исходных данных и формы представления результатов численного моделирования характеристик СГРМ в составе РП ЛА и ЭУ при моделировании характеристик с верификацией их результатами экспериментальных исследований.

Установлено, что использование «настраиваемого» интерфейса позволяет сократить время проектирования до 30-40 %.

2. Разработаны и реализованы на ЭВМ нелинейные математические модели однокаскадной и двухкаскадной схем СГРМ. В отличие от существующих, они позволяют производить моделирование рулевых приводов с возможностью

учета гистерезисных явлений, люфтов, трения, гидродинамического воздействия и других нелинейностей, доступных экспериментальному определению, и основываются на численном методе решения сформированных систем дифференциальных уравнений.

Предложенные модели СГРМ позволяют учитывать гистерезис в управляющем каскаде РП для трехмерной изинговской системы на основе теории среднего поля, учитывают гидродинамическое воздействие взаимодействующих потоков в СГУ, действие сил граничного и жидкостного трения, люфтов в элементах РП и их влияние на динамические свойства СГРМ.

3. Разработан метод расчета статических и динамических характеристик одно- и двухкаскадных схем СГРМ на основе разработанных моделей.

Установлено, что для уменьшения ширины петли гистерезиса целесообразно применение магнитомягких материалов с малой коэрцитивной силой.

Показано, что геометрические параметры ЭМП, определяющие момент инерции, влияют на вид переходного процесса при отработке управляющего сигнала и могут вызывать колебания в управляющем контуре.

Установлено, что гидродинамическое воздействие взаимодействующих потоков в СГУ приводит к появлению зоны насыщения при г = 0.716 + 0.72. Общая поправка в расчет статических характеристик СГРМ достигает 28 %.

По результатам обработки, обобщения и анализа результатов экспериментальных исследований СГРМ предложена эмпирическая зависимость по определению коэффициента расхода в струйном гидрораспределителе. Предложенная зависимость позволяет рассчитывать коэффициент расхода СГР для всего номенклатурного ряда СГРМ во всем эксплуатационном диапазоне командных токов и развиваемых усилий с погрешностью в среднем не более 5%.

Разработана и реализована на ЭВМ с использованием эмпирических зависимостей программа расчета сил граничного и жидкостного трения в элементах рулевого привода. Она позволяет проводить расчет коэффициента трения с учетом физико-химических свойств конструкционных материалов, шероховатости поверхностей, рабочих температур и развиваемых скоростей, особенностей технологии сборки элементов гидропривода. Численное моделирование параметров СГРМ показывает, что силы трения могут достигать значительных величин (до 400 + 500 Н), и учет сил трения вносит поправку в существующие расчеты 4^-6 %.

Разработана математическая модель люфта в элементах РП. Выявлено, что для обеспечения требуемого качества переходных процессов люфт в силовой проводке должен находиться в пределах технологических допусков на сборку изделий (ул < 0.2 мм).

Показана возможность применения разработанных математических моделей для всей номенклатуры серийно выпускаемых и перспективных рулевых машин за-счет применения безразмерных комплексов.

4. Предложен метод идентификации характеристик СГРМ и возможные варианты применения параметрических методов статистической обработки экспериментальных данных в зависимости от объемов выборок.

Разработана математическая модель СГРМ, учитывающая стохастический разброс коэффициентов расхода и восстановления давления в СГУ, параметра неравномерности магнитной проницаемости материала в катушке управления ЭМП, люфта в силовой проводке и сил трения.

Предложенный подход к разработке математической модели СГРМ позволяет осуществлять поэтапную идентификацию статических и динамических характеристик СГРМ за счет последовательного учета рассчитанных методами математической статистики стохастических коэффициентов. При этом математическая модель представляет собой «открытую» многоуровневую систему, которая позволяет, в случае необходимости, ввести новые стохастические коэффициенты. Показано, что стохастический разброс параметров и коэффициентов СГРМ приводит к значительному (25 - 30 %) разбросу параметров и переходных процессов СГРМ.

Разработана и реализована на ЭВМ методика идентификации характеристик СГРМ, определяющая перечень, последовательность и содержание иерархической структуры работ (ИСР), учитывающих случайный разброс параметров и коэффициентов, входящих в математическую модель.

5. Разработаны новые способы коррекции СГРМ: по перепаду давлений, по производной от перепада давлений, комбинированный способ гидромеханической коррекции, сочетающий коррекции по перепаду и по производной от перепада давлений, что позволило повысить динамические свойства привода. Разработаны соответствующие математические модели, по результатам численного моделирования построены переходные процессы и проведен анализ полученных результатов.

Выявлено, что применение гидромеханических устройств коррекции позволяет увеличить устойчивость привода, уменьшить влияние большой инерционной нагрузки на переходный процесс, увеличить чувствительность привода к управляющему воздействию.

Разработаны математические модели СГРМ с электронными устройствами коррекции. Установлено, что электронные устройства коррекции обеспечивают малую инерционность, высокую точность реакции привода на корректирующее воздействие и возможность осуществления коррекции по группе параметров.

Проведен параметрический анализ устройств электронной коррекции СГРМ, который лег в основу алгоритма параметрической оптимизации при «подгонке» коэффициентов математической модели СГРМ.

На основе предложенных математических моделей СГРМ с эталонными моделями показано влияние параметров корректирующих устройств на показатели динамических свойств рулевых машин.

Выявлено, что коррекция эталонной моделью в прямой цепи обеспечивает снижение перерегулирования и установившейся статической ошибки привода, коррекция эталонной моделью, включенной параллельно основному контуру, обеспечивает уменьшение статической ошибки в 6 раз и увеличение быстродействия привода.

Разработаны рекомендации по возможности и целесообразности применения устройств коррекции в перспективных схемах СГРМ.

6. Разработана методика верификации характеристик СГРМ. Предложена иерархическая структура работ по верификации результатов численного моделирования характеристик СГРМ.

Выполнена идентификация экспериментальных данных по определению статических характеристик СГРМ и осуществлена их верификация. Установлено следующее:

• статические характеристики имеют зону насыщения в области значений управляющего сигнала /ком =0.712...0.71б, которая определяется величиной гидродинамического момента в струйном гидроусилителе;

• статические характеристики имеют выраженный нелинейный характер вплоть до зоны насыщения, обуславливаемый взаимодействием прямых и обратных потоков в проточной части СГРМ, нелинейным характером изменения площадей нагнетания и слива в СГР;

• сходимость результатов численного моделирования и экспериментальных исследований составляет 90 - 95 %, что подтверждает высокую адекватность разработанных математических моделей СГРМ.

Таким образом, разработаны методы и средства проектирования СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров, направленные на повышение качества проектирования и сокращения сроков доводки РП с СГУ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

В центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ:

ГМссропян, А. В. Вероятностная оценка статических характеристик гидропривода / А. В. Месропян, В. А. Целищев, Ю. Н. Скорынин, А. М. Русак // Ракетно-космическая техника. Серия XIV■. Труды межотраслевого семинара, 1996. - Вып.З.- С. 70-81. (личный вклад - 3 ж.л.)

2. Месропян, А. В. Влияние гидромеханических корректирующих устройств на свойства привода со струйным электрогидроусилителем / А. В. Месропян, В. А. Целищев // Гидромашины, гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.: Изд. МГТУ им. Баумана, 1996. - С.72-75. (личный вклад - 2 ж.л.)

3. Месропян, А. В. Влияние обратных потоков в проточной части на статические характеристики высоконапорного струйного гидрораспределителя / А. В. Месропян // Ракетно-космическая техника. Сб. Трудов XIV межотрасл. Семинара, вып. 4,- Пермь: Изд. ОКБ "Темп", 1998. - С. 67-70. (личный вклад-4 ж.л.)

4. Месропян, А. В. Стохастическая модель струйной гидравлической рулевой машины / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. - Уфа, 2000. №1. - С. 184186. (личный вклад - 3 ж.л.)

5. Месропян, А. В. Обратная связь в электрогидравлическом следящем приводе / К. В. Арефьев, А. В. Месропян // Вестник ИжГТУ.- Ижевск, 2003-Вып.З.- С. 24-27. (личный вклад - 2 ж.л.)

6. Месропян, А. В. Особенности коррекции гидравлических исполнительных механизмов органов управления летательных аппаратов / К. В. Арефь-

ев, А. В. Месропян, В. А. Целищев // Вестник УГАТУ. - Уфа, 2004. №6.- С.55-65. (личный вклад - 6 ж.л.)

7. Месропян, А. В. Идентификация и адаптивное управление струйных гидравлических рулевых машин / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. - Уфа, 2006. Т.7№1 (14). -С.55-65. (личный вклад- 11 ж.л.)

8. Месропян, А. В. Математическое моделирование переходных процессов в струйных гидравлических рулевых машинах / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. -Уфа, 2006. Т.7 №2 (15).- С.166-171. (личный вклад- 6 ж.л.)

9. Месропян, А. В. Методика идентификации струйно-золотниковой гидравлической рулевой машины / А. В. Месропян, В. А. Целищев, К. А. Широкова // Вестник УГАТУ. - Уфа, 2007. Т.9 №6 (24). - С.45-5 5. (личный вклад - 3 ж.л.)

10. Месропян, А. В. Применение эмпирических зависимостей в математической модели струйной гидравлической рулевой машины / Ш. Р. Галлямов, Ю. К. Кириллов, А. В. Месропян, Ю. С. Телицын, В. А. Целищев // Вестник УГАТУ. - Уфа, 2007. Т.9 №6 (24).- С.56-66. (личный вклад - 2 ж.л.)

11. Месропян, А. В. Особенности протекания гидродинамических процессов в высоконапорных струйных гидроусилителях / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. - Уфа, 2008. T.l 1 №2 (29).- С.60-65. (личный вклад - 6 ж.л.)

12. Месропян, А. В. Особенности коррекции исполнительных гидроприводов органов управления летательных аппаратов / А. В. Месропян // Изв. вузов, сер. «Авиационная техника». 2009. - Х°1. - С.27-30. (личный вклад - 4 ж.л.)

13. Месропян, А. В. Особенности коррекции электрогидравлических следящих приводов / А. В. Месропян // Вестник СГАУ. - Самара, 2009. - №1 (17). - С. 134-144. (личный вклад - 11 ж.л.)

14. Месропян, А. В. Особенности математического моделирования магнитного гистерезиса в управляющем каскаде исполнительных механизмов / А. В. Месропян //Вестник УГАТУ. - Уфа, 2009. Т.13 №1 (34).- С.76-81. (личный вклад - 6 ж.л.)

15. Месропян, А. В. Экспериментальный стенд для исследования рулевого привода баллистической ракеты подводной лодки / Ш. Р. Галлямов, А. В. Месропян // Полет (авиация, ракетная техника, космонавтика). - М.: Машиностроение, 2009.№11 - С.29-33. (личный вклад- 3 ж.л.)

В монографии:

16. Месропян, А. В. Идентификация и адаптивное управление струйными гидравлическими рулевыми машинами / К. В. Арефьев, А. В. Месропян, Ю. С. Телицын, В. А. Целищев. - М.: МАИ, 2007. - 282 с. (личный вклад-

102 ж.л.)

В патентах РФ:

17. Месропян, А. В. Электрогидравлический следящий привод / А. В. Месропян, А. М. Русак, В. И. Феофилактов, В. А. Целищев: Пат. 2116524 РФ, MKIfF 15 В 9/04, Заявлено 9.10.97; 0публ.27.07.98, Бюл. № 21.

18. Месропян, А. В. Электрогидравлический следящий привод / А. В. Месропян, В. А. Целищев: Пат. 2125667 РФ, МКИ6 F 15 В 9/04, Заявлено 19.10.97; 0публ.27.01.99, Бюл. № 3.

19. Месропян, А. В. Электрогидравлический следящий привод / А. В. Месропян, В. А. Целищев: Пат. 2131064 РФ, МКИ6 F 15 В 9/04, Заявлено 29.11.97; Опубл .27.05.99, Бюл. № 15.

20. Месропян, А. В. Электрогидравлический следящий привод /

A. В. Месропян, А. М. Русак, В. А. Целищев: Пат. 2150614 РФ, МКИ6 F 15 В 9/03, Заявлено 04.02.98; Опубл. 10.06.2000, Бюл. № 16.

21. Месропян, А. В. Электрогидравлический следящий привод / Д. П. Качев, А. В. Месропян, А. М. Русак, В. А. Целищев: Пат. 2153104 РФ, МКИ6 F 15 В 9/04, Заявлено 24.12.98; 0публ.20.07.2000, Бюл. № 20.

В других изданиях:

22. Месропян, А. В. Стохастические модели струйных гидравлических рулевых машин / А. В. Месропян, А. М. Русак, В. А. Целищев II Азрокосмиче-ская техника и высокие технологии - 2000/ Сб. Трудов Всероссийской НТК. Пермь: ПГТУ, № 5 / 2000 - С.114-120. (личный вклад - 3 ж.л.)

23. Месропян, А. В. Идентификация струйных гидравлических рулевых машин / А. В. Месропян, А. М. Русак, В. А. Целищев // Газоструйные импульсные системы. Ижевск: ИжГТУ, 2000.- T.l. - С.199—213. (личный вклад - 5 ж.л.)

24. Месропян, А. В. Адаптация быстродействующих гидроприводов в системах управления летательных аппаратов устройствами коррекции / К. В. Арефьев, А. В. Месропян II Газоструйные импульсные системы. Ижевск: ИжГТУ, 2001. - С58-66. (личный вклад - 5 ж.л.)

25. Месропян, А. В. Вопросы адаптивного управления струйными гидравлическими рулевыми машинами / К. В. Арефьев, A.B. Месропян,

B. А. Целищев II Межвуз. сб. науч. статей " Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей " №21. Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 2003-С. 188-197. (личныйвклад -5 ж.л.)

26. Месропян, А. В. Постановка задач идентификации рулевых приводов летательных аппаратов / А. В. Месропян, К. А. Широкова // Межвуз. сб. науч. статей " Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей" №20. Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 2004. - С.332-336. (личный вклад - 3 ж.л.)

27. Месропян, А. В. Системы электронной коррекции быстродействующих авиационных приводов / К. В. Арефьев, А. В. Месропян // Гидропневмоавтоматика и гидропривод-2005. Труды межд. НТК. Ковров: Ковровская государственная технологическая академия, 2005. - С.253-266. (личный вклад - 5 жл.)

28. Месропян, А. В. Исследование влияния нелинейностей типа «люфт» и «гистерезис» на гидравлический рулевой привод летательного аппарата / Ш. Р. Галлямов, А. В. Месропян, В. А. Целищев II Проблемы и перспективы авиационного двигателестроения. Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 2007. -

C.32-37. (личный вклад - 2 ж.л.)

Диссертант

А. В. Месропян

МЕСРОПЯН Арсен Владимирович

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУЙНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РУЛЕВЫХ МАШИН

Специальность 05.04.13 - Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 24.02.2010. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman Усл. печ.л. 2,0. Усл. кр.-отт. 2,0. Уч.-изд.л. 1,9. Тираж 100 экз. Заказ 96 ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии УГАТУ 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

Основные сокращения.

Обозначения параметров.

Индексы.

Актуальность исследования.9

Цель и задачи исследования.12

Методы исследования.12

Научная новизна.12

Практическая ценность и достоверность научных положений.13

Апробация работы, публикации.15

Содержание работы.17

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ.20

1.1. Исполнительные органы рулевых приводов летательных аппаратов специального назначения.20

1.2. Конструктивно-компоновочные схемы системы рулевой привод - орган управления».25

1.3. Анализ электрогидравлических следящих приводов с электрогидроусилителями струйного и струйно-золотникового типа.33

1.4. Аналитический обзор работ по проблемам проектирования и расчета СГРМ.51

1.5. Анализ проблемы исследования. Постановка цели и задач.63

Выводы по I главе.66

2. РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СГРМ.67

2.1. Разработка математических моделей гидродинамических процессов в проточной части СГРМ.67

2.2. Расчет параметров и статических характеристик СГРМ. 82

2.3. Разработка динамической модели СГРМ. 97

2.4. Анализ результатов расчета динамических характеристик совместной работы системы «СГРМ - рулевой привод орган управления JIA». 139

2.5. Разработка математической модели СГРМ в безразмерных комплексах. 163

Выводы по II главе. 171

3. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СГРМ. 173

3.1. Разработка математической модели СГРМ со стохастическими параметрами.175

3.2. Статистический анализ стохастических параметров и характеристик СГРМ.180

3.3. Идентификация статических характеристик СГРМ.185

3.4. Идентификация динамических характеристик СГРМ.190

3.5. Разработка методики идентификации характеристик рулевого привода.212

Выводы по III главе.227

4. ОСОБЕННОСТИ КОРРЕКЦИИ СГРМ. 230

4.1. Разработка математических моделей корректирующих устройств. 230

4.2. Расчет устройств коррекции на гидромеханической элементной базе. 232

4.3. Разработка устройств коррекции на электронной элементной базе. 268

4.4. Синтез систем автоматического управления с эталонными моделями 282

4.5. Систематизация рекомендаций по применению устройств коррекции в перспективных схемах исполнительных гидроприводов. 296

Выводы по IV главе. 298

5. ВЕРИФИКАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РУЛЕВОГО ПРИВОДА.300

5.1. Разработка основ верификации характеристик РП.300

5.2. Разработка методики экспериментальных исследований характеристик гидравлических приводов на специализированном стенде 303

5.3. Анализ результатов экспериментальных исследований и верификация результатов численного моделирования рулевых приводов со струйными гидроусилителями.331

5.4. Методологические основы совершенствования методов проектирования СГРМ.337

Выводы по V главе.343

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.345

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.3 51

ПРИЛОЖЕНИЯ.366

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ Основные сокращения

АИЛ Автономный источник питания

АФЧХ Амплитудно-фазовая частотная характеристика

БЛА Беспилотный летательный аппарат

ГДВ Гидродинамическое воздействие

ГЦ Гидроцилиндр

ДОС Датчик обратной связи

ЗГР Золотниковый гидрораспределитель

ИСР Иерархическая структура работ ккс Конструктивно-компоновочная схема кпд Коэффициент полезного действия

КУ Корректирующее устройство

ЛА Летательный аппарат

ЛФЧХ Логарифмическая фазо-частотная характеристика

НС Насосная станция

НУ Нагрузочное устройство оос Отрицательная обратная связь

ОР Объект регулирования

ОС Обратная связь

ОУ Объект управления пос Положительная обратная связь

ПУС Поворотное управляемое сопло

РДТТ Ракетный двигатель твердого топлива

РЖ Рабочая жидкость

РМ Рулевая машина

РП Рулевой привод

САУ Система автоматического управления

СГР Струйный гидрораспределитель

СГРМ Струйная гидравлическая рулевая машина

СГУ Струйный гидроусилитель

СЗГРМ Струйно-золотнниковая гидравлическая рулевая машина

СТ Струйная трубка

СУ Система управления

ТН Телескопический насадок

УСО Усилитель сигнала ошибки

ЭГСП Электрогидравлический следящий привод

ЭГУ Электрогидроусилитель

ЭДС Электродвижущая сила

ЭМ Электронная модель

ЭМП Электромеханический преобразователь

ЭУ Энергетическая установка

ЭУК Электронное устройство коррекции

Обозначения параметров

А Эффективная площадь

Ь Ширина,

Коэффициент вязкого демпфирования С Жесткость с/ Диаметр

П Дисперсия

Е Модуль объемной упругости

Площадь,

Коэффициент трения ^ Сила

0 Гидравлическая проводимость

Н Напряженность электрического поля, расстояние между струйной трубкой и приемной платой / Ток

К Коэффициент передачи

1 Импульс / Длина

X Индуктивность т Масса, математическое ожидание М Момент

N Мощность р, Р Давление

2 Расход

Я Нагрузка, радиус, сопротивление / Время п Технологическая перемычка между окнами приемной платы

Т Постоянная времени и Напряжение, геометрический параметр в гидрораспределителе V Скорость, объем

IV Объем х Смещение золотника у Перемещение гидроцилиндра, штока, поршня, нагрузки г Смещение струйной трубки а, у, 5, е , ф Угол поворота Л Коэффициент полезного действия

Коэффициент расхода

О Приведенная температура

Р Плотность с Среднеквадратичное отклонение со Угловая скорость, частота

Коэффициент давления д Зазор люфта

Индексы

ВТ Вязкое трение

ВХ Вход

ГД Гидродинамический

ДД Дополнительный гидродвигатель

ДР Дроссель

Ж Жидкостное

ЗН Зона нечувствительности

ЗОЛ Золотник

ИМ Исполнительный механизм

К Канавка, конденсатор КОМ Командный

Н Насыщение, нагрузка ОСН Основание

ОСТ Остаточный

П Питание, перемычка, поршень 1111 Приемная плата

ПР Пружина

ПЭ ПротивоЭДС

РЕЗ Реультирующий

СЛ Слив

СН Смещение нуля

СТ Струйная трубка, сухое трение ТР Трение

УПЛ Уплотнение

XX Холостой ход

ШТ Шток

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Современный этап совершенствования авиационной и ракетно-космической техники различного назначения, в том числе создание высокоточных систем управления летательными аппаратами (ЛА) или космических промышленных технологий, сопровождается ростом энерговооруженности и усложнением функций управления движением ЛА.

Широкое распространение в системах управления (СУ) находят исполнительные гидроприводы с высоконапорными струйными гидроусилителями (струйные гидравлические рулевые машины - СГРМ), количество и расположение которых на ЛА определяется назначением и конструкцией ЛА, а также типом используемой СУ.

Отличительными чертами перспективных быстродействующих приводов как объектов управления являются: большое разнообразие установившихся и неустановившихся режимов работы, близость рабочих режимов работы к прочностным, функциональным и температурным ограничениям, значительный разброс параметров, обусловленный одновременным протеканием сложных гидродинамических явлений в проточной части гидроусилителя и технологическими допусками на изготовление и сборку изделий, широкий диапазон нагрузочных и скоростных условий эксплуатации.

Уровень развития техники и технологий в настоящее время обуславливает разработку совершенно новых типов ЛА и СУ практически без аналогов и прототипов, что резко усложняет этот процесс. Точность прогнозирования параметров рабочих процессов исполнительных приводов определяется, главным образом, обоснованностью используемых методов расчета параметров и характеристик СГРМ и идентификации моделей, а также конструкторских решений.

Недостаточный уровень теоретической проработки различных аспектов этих проблем связан, в первую очередь, со сложным характером физических и гидродинамических процессов, протекающих в высоконапорных струйных гидроусилителях (СГУ), с миниатюрностью элементов проточной части СГРМ, влиянием масштабного фактора при проведении численного и физического моделирования, а также с тем обстоятельством, что СГРМ, как и подавляющее большинство реальных объектов, обладают случайным разбросом параметров и характеристик, вызванным технологическими допусками при изготовлении и сборке, и влиянием различных внешних и

Возрастающие требования к уровню и качеству параметров и характеристик исполнительных гидроприводов приводят к необходимости разработки комплексного подхода к проблемам моделирования, проектирования и доводки СГРМ с проведением дополнительных теоретических и экспериментальных исследований и использованием современных методов и средств имитационного моделирования.

Все это определяет актуальность работ в области создания методологических основ проектирования исполнительных рулевых приводов (РП) с высоконапорными СГУ.

Математическое моделирование позволяет проводить теоретические и экспериментальные исследования и анализировать условия работы СГРМ в системе исполнительного привода органов управления ЛА, повышает информативность теоретических и экспериментальных исследований, научно-методического сопровождения доводки и испытаний рулевых машин. Применительно к моделированию СГРМ необходимо выделить разработку иерархической структурированной математической модели (ИСММ), которая берет начало с создания простой модели и затем постепенно усложняется в соответствии с требованиями адекватности модели реальному объекту.

В процессе создания и отладки иерархической модели можно выделить следующие основные этапы:

- формулирование проблемы, определение целей исследования и объекта моделирования;

- разработка концептуальной модели с выявлением основных элементов и процессов взаимодействия СГРМ;

- имитационное моделирование (системная динамика);

- разработка модели со стохастическими параметрами;

- анализ и интерпретация результатов: изучение и обобщение результатов математического моделирования для подготовки выводов и рекомендаций, направленных на решение проблемы;

- реализация рекомендаций, полученных на основе анализа результатов математического моделирования, и составление документации по модели и ее использованию;

- верификация математической модели с использованием результатов натурных экспериментов на специализированном стенде.

Использование более совершенных алгоритмов управления, развитие электронных технологий создают предпосылки для широкого внедрения методов математического моделирования для задач оптимального использования рулевых приводов в качестве исполнительных механизмов органов управления ЛА. Адекватность математического описания исполнительного привода на этапах проектирования предопределяет, в значительной степени, затраты, связанные с обеспечением требуемых характеристик, доводкой параметров привода, позволяет сократить сроки проектирования привода.

Таким образом, необходимо разработать методы и средства имитационного моделирования параметров и характеристик СГРМ со стохастическим разбросом параметров с учетом значимых нелинейностей, доступных экспериментальному определению, разработать новые способы коррекции и математические модели устройств коррекции, которые позволят решить проблему получения требуемых статических и динамических характеристик СГРМ на стадиях моделирования, проектирования и доводки с высокой степенью адекватности моделей реальному объекту и сокращение времени их создания, а также обеспечить рациональный выбор и оптимальность рассчитываемых параметров и характеристик СГРМ во всем диапазоне сигналов управления и развиваемых усилий и скоростей и требуемое качество переходных процессов.

Цель и задачи исследования

Цель работы - разработка методологических основ совершенствования и развития методов расчета и проектирования струйных гидравлических рулевых машин и их экспериментальная апробация для улучшения качества и повышения эффективности этапов проектирования и доводки.

Исходя из цели работы, для ее реализации были выбраны следующие направления исследований:

1. Разработка методологических основ проектирования рулевого привода с СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров.

2. Создание новых нелинейных математических моделей, учитывающих технологический разброс параметров и нелинейных характеристик элементов.

3. Разработка метода расчета статических и динамических характеристик одно-и двухкаскадных схем СГРМ на основе разработанных моделей.

4. Разработка метода идентификации характеристик рулевого привода с СГУ.

5. Разработка способов коррекции СГРМ.

6. Проведение комплексных экспериментальных исследований СГРМ, входящих в состав РП ЛА, и верификация результатов численного моделирования.

Методы исследования

Работа основывается на использовании классических теоретических и экспериментальных методов исследования струйных течений, проведения стендовых испытаний, определения внутренних и внешних параметров гидроприводов. Теоретические исследования базируются на научных основах теории машино- и авиаракетостроения, положений классической и экспериментальной аэрогидромеханики. Использованы численные методы, методы дифференциального и интегрального исчислений, методы теории вероятностей и математической статистики, робастные методы, специальные функции. Научная новизна

Новыми научными результатами, полученными в работе, являются разработанные методы и средства математического моделирования СГРМ с учетом стохастического разброса параметров, направленные на повышение качества проектирования и доводки рулевых приводов со СГРМ:

• впервые разработаны методологические основы проектирования РП с СГРМ, содержащие методы, методики и соответствующее программное обеспечение, позволяющие повысить эффективность этапов проектирования изделий и сократить время разработки до 30-40%;

• разработаны новые нелинейные математические модели СГРМ различных схем, в отличие от существующих позволяющие моделировать, исследовать и прогнозировать различные режимы работы СГРМ с возможностью учета технологического разброса параметров, гистерезисных явлений, люфтов, трения, гидродинамического воздействия и других нелинейностей, доступных экспериментальному определению;

• разработан метод расчета статических и динамических характеристик одно-и двухкаскадных схем СГРМ;

• разработан и реализован метод идентификации характеристик СГРМ, позволяющий прогнозировать характеристики СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров;

• разработаны новые способы коррекции СГРМ на гидромеханической и электронной элементной базе, выработаны рекомендации по целесообразности применения различных способов коррекции;

• проведена идентификация результатов экспериментальных исследований, проведена верификация результатов численного моделирования и идентификации статических и динамических характеристик.

Практическая ценность и достоверность научных положений

В работе использованы экспериментальные материалы Государственного ракетного центра, накопленные более чем за 50 лет разработки и эксплуатации СГРМ и результаты натурных испытаний рулевых машин на специализированном стенде УНИЦ «Гидропневмоавтоматика».

Результаты исследований, разработанные методики математического моделирования характеристик СГРМ внедрены в промышленности — ОАО УМПО (Уфа), ФГУП «Гидравлика» (Уфа), ОАО Государственный ракетный центр имени акад. В. П. Макеева» (Миасс), ОАОНИИТ (Уфа), и в учебный процесс ГОУ ВПО УГАТУ (Уфа). Разработанные методологические основы проектирования РП с СГРМ и программные продукты для их реализации позволяют повысить эффективность этапов проектирования изделий и снизить временные и финансовые затраты на их доводку и имеют практическую ценность, а именно позволяют:

• определять конструктивные параметры, статические и динамические характеристики СГРМ при моделировании, проектировании и доводке с целью удовлетворения требованиям к энергетическим характеристикам, к показателям качества переходных процессов;

• рассчитывать статические и динамические характеристики с учетом случайного характера изменения параметров по разным информационным массивам;

• осуществлять комплексные экспериментальные исследования характеристик СГРМ на основе разработанных методик идентификации и верификации;

• совершенствовать процесс доводки параметров и характеристик СГРМ применением устройств коррекции на гидромеханической и электронной элементной базе с использованием современных компьютерных технологий при проектировании серийных изделий.

На защиту выносится:

1. Методологические основы проектирования рулевых приводов со СГРМ.

2. Математические модели и методики расчетов параметров и характеристик СГРМ, позволяющие моделировать, исследовать и прогнозировать различные режимы работы СГРМ с возможностью учета гистерезисных явлений, люфтов, трения, гидродинамического воздействия и других нелинейностей, доступных экспериментальному определению.

3. Метод расчета статических и динамических характеристик одно- и двухкаскадных схем СГРМ.

4. Метод идентификации характеристик СГРМ.

5. Способы коррекции СГРМ, математические модели корректирующих устройств на гидромеханической и электронной элементной базе.

6. Методика верификации результатов численного моделирования* и идентификации статических и динамических характеристик СГРМ.

Достоверность научных положений, результатов и выводов, содержащихся в диссертационной работе, основывается на:

• корректном использовании положений классической и экспериментальной аэрогидромеханики;

• обработке, обобщении и сравнении результатов экспериментальных исследований с результатами теоретических исследований;

• использовании признанных научных положений, апробированных методов исследования, применением математического аппарата, отвечающего современному уровню.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих совещаниях и конференциях:

• Межотраслевом семинаре «Ракетно-космическая техника» (г. Миасс, 1996);

• Международной НТК «Гидромашины, гидропривод и гидропневмоавтоматика» (г. Москва, 1996);

• Международной НТК «Проблемы и перспективы развития двигателестроения в Поволжском регионе» (г. Самара, 1997);

• Всероссийской молодежной НТК «Информационные и кибернетические системы управления и их элементы» (г. Уфа, 1997);

• 50-й НТК профессорско-преподавательского состава и аспирантов ЮУрГУ (г. Челябинск, 1998);

• Международной НТК «Современные аспекты гидроаэродинамики» (г. Санкт-Петербург, 1998);

• Всероссийской молодежной НТК «Регулируемые твердотопливные установки» (г. Пермь, 1998);

• Международной НТК «Современные научно-технические проблемы гражданской авиации» (г. Москва, 1999);

• НТК "Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 99" (г. Пермь, 1999);

• Научно-техническом семинаре «Газоструйные импульсные системы» (г. Ижевск, 1999);

• Международной НТК «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (г. Уфа, 1999);

• Всероссийской НТК «Аэрокосмическая техника и высокие технологии» (г. Пермь, 2000-2003 гг.);

• Всероссийской НТК «Газоструйные импульсные системы» (г. Ижевск, 2000-2003 гг.);

• Всероссийской НТК «Гидравлика и гидропневмосистемы» (г. Челябинск, 2005);

• Международной НТК «Гидропневмоавтоматика и гидропривод —2005» (г. Ковров, 2005);

• Российской НТК «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2006 г.), УНИЦ «Гидропневмоавтоматика» (г. Уфа, 2007-2009 гг.).

Личный вклад соискателя в разработку проблемы: все основные идеи в работе сформулированы лично автором. Материалы диссертации основаны на исследованиях автора в период с 1996 по 2009 годы.

Основные положения, методики и результаты работы получены и апробированы в ходе реализации гранта Министерства образования РФ (19942006 гг.) Проект: «Разработка и исследование струйных гидравлических рулевых машин систем автоматического управления летательных аппаратов», гранта 2002-2005 гг. «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники». Подпрограмма: транспорт. Раздел: транспортные ракетно-космические системы», НИР УГАТУ совместно с Государственным ракетным центром им. акад. В. П. Макеева (г. Миасс) по исследованию гидродинамических явлений в системах управления энергетических установок и НПО «Машиностроитель» (г. Москва), госбюджетной НИР «Разработка теоретических основ рабочих процессов перспективных энергонапряженных машин и установок» (2002—2004 гг.), № 01200209368, госбюджетной НИР «Разработка и исследование РДТТ с глубоким регулированием модуля тяги и многократным включением» (2005— 2007 гг.), № 02200502887, госбюджетной НИР «Исследование теплофизических и гидродинамических процессов и разработка теории перспективных энергонапряженных двигателей и энергетических установок» (2008-2009 гг.), № 01200802934, грант Федерального агентства по образованию «Электрогидравлические системы управления регулируемой двигательной установкой твердого топлива многократного включения» (2009-2011 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации представлено в 54 печатных работах, в том числе в 15 публикациях в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, в 1 монографии, в 2 учебных пособиях с грифом УМО ВУЗов РФ по образованию в области гидравлической, вакуумной и компрессорной техники. Получены 5 патентов РФ по совершенствованию конструкций СГРМ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Содержит 365 страниц машинописного текста, библиографический список из 172 наименований, приложения. Содержание работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработаны методологические основы проектирования РП с СГРМ, содержащие методы, методики и соответствующее программное обеспечение с «настраиваемым» интерфейсом, позволяющим пользователям варьировать, в случае необходимости, перечень и значения исходных данных и формы представления результатов численного моделирования характеристик СГРМ в составе РП ЛА и ЭУ при моделировании характеристик с верификацией их результатами экспериментальных исследований.

Установлено, что использование «настраиваемого» интерфейса позволяет существенно сократить время проектирования (до 30-40 %).

2. Разработаны и реализованы на ЭВМ математические модели струйной гидравлической рулевой машины однокаскадной и двухкаскадной схем. Они позволяют производить моделирование рулевых приводов с учетом гистерезисных явлений, люфтов, трения, гидродинамического воздействия и других нелинейностей, доступных экспериментальному определению, и основываются на численном методе решения сформированных систем дифференциальных уравнений.

Предложенные модели СГРМ позволяют учитывать гистерезис в управляющем каскаде рулевого привода для трехмерной изинговской системы на основе теории среднего поля, учитывают гидродинамическое воздействие взаимодействующих потоков в СГУ, действие сил граничного и жидкостного трения, люфтов в элементах рулевого привода и их влияние на динамические свойства СГРМ.

3. Разработан метод расчета статических и динамических характеристике одно- и двухкаскадных схем СГРМ на основе разработанных моделей

Установлено, что определяющее влияние на ширину петли гистерезиса, оказывает частота управляющего сигнала ю. При увеличении частоты до значения со=15тс с"1 максимальная ширина петли достигает 10% от4 максимального сигнала управления, что приводит к возникновению стохастического разброса параметров и характеристик СГРМ. На кривизну петли гистерезиса определяющее влияние оказывает приведенная температура переменного внешнего поля ©. Понижение приведенной температуры поля до © =5 приводит к увеличению кривизны петли гистерезиса, сопровождающемуся возникновением зоны насыщения характеристики намагниченности системы в области 60 65 % от максимального сигнала управления и как следствие, выраженному нелинейному характеру управляющей характеристики СГРМ.

Установлено, что геометрические параметры управляющего устройства (ЭМП), определяющие момент инерции подвижных частей управляющего устройства, влияют на вид переходного процесса в ЭМП при отработке управляющего сигнала и могут вызывать колебания в управляющем контуре.

Разработана и реализована на ЭВМ методика расчета рабочих площадей нагнетания и слива в проточной части струйного гидрораспределителя с учетом гидродинамического воздействия взаимодействующих потоков в струйной камере. Установлено, что гидродинамическое воздействие взаимодействующих потоков в СГУ приводит к появлению зоны насыщения при г = 0.716-г 0.72. Общая поправка в расчет статических характеристик СГРМ составляет 28 %.

По результатам обработки, обобщения и анализа результатов экспериментальных исследований СГРМ предложена эмпирическая зависимость по определению коэффициента расхода в струйном гидрораспределителе. Предложенная зависимость позволяет рассчитывать коэффициент расхода СГР для всего номенклатурного ряда СГРМ во всем эксплуатационном диапазоне командных токов и развиваемых усилий с погрешностью в среднем не более 5%.

Разработана и реализована на ЭВМ с использованием эмпирических зависимостей программа расчета сил граничного и жидкостного трения в элементах рулевого привода. Она позволяет проводить расчет коэффициента трения с учетом физико-химических свойств конструкционных материалов, шероховатости поверхностей пар трения, рабочих температур и развиваемых скоростей, особенностей технологии сборки элементов гидропривода. Численное моделирование параметров СГРМ показывает, что силы трения могут достигать значительных величин (до 400 500 Н) и учет сил трения вносит поправку в существующие расчеты 6 %.

Разработана математическая модель люфта, позволяющая оценивать влияние закладываемых при совершенствовании существующих и проектировании перспективных образцов исполнительных гидроприводов допусков и люфтов на динамические показатели рулевого привода. Выявлено, что для обеспечения требуемого качества переходных процессов люфт в силовой проводке должен находиться в пределах технологических допусков на сборку изделий (ул< 0.2 лш), уменьшение жесткости силовой проводки, вызванное например возникновением отказа, неисправностью в уплотнении узла ПУС, старением конструкционных материалов, приводит к появлению колебаний и как следствие, флуктуации параметров ЭГСП и снижению точности позиционирования объекта управления.

Показана возможность применения разработанных математических моделей для всей номенклатуры серийно выпускаемых и перспективных рулевых машин за счет применения безразмерных комплексов.

4. Предложен метод идентификации характеристик СГРМ и возможные варианты применения параметрических методов статистической обработки, экспериментальных данных в зависимости от объемов выборок.

Закон нормального распределения целесообразно применять в тех случаях, когда необходимо учитывать разброс значений параметров, обусловленный технологическими допусками при изготовлении и сборке изделий, процессами старения и износа, накоплением усталостных повреждений и возникновением параметрических отказов. Если закон распределения отличается от нормального или о нем ничего неизвестно, то целесообразно использование робастных методов или методов непараметрической статистики.

Разработана математическая модель СГРМ, учитывающая стохастический разброс коэффициентов расхода и восстановления давления в СГУ, параметра неравномерности магнитной проницаемости материала в катушке управления ЭМП, люфта в силовой проводке и сил трения.

Предложенный подход к разработке математической модели СГРМ позволяет осуществлять поэтапную идентификацию статических и динамических характеристик СГРМ за счет последовательного учета рассчитанных методами математической статистики стохастических коэффициентов. При этом математическая модель представляет собой «открытую» многоуровневую систему, которая позволяет, в случае необходимости, ввести новые стохастические коэффициенты. Показано, что стохастический разброс параметров и коэффициентов СГРМ приводит к значительному (25 — 30 %) разбросу параметров и переходных процессов СГРМ.

Разработана и реализована на ЭВМ методика идентификации характеристик СГРМ, определяющая перечень, последовательность и содержание иерархической структуры работ (ИСР), учитывающих случайный разброс параметров и коэффициентов, входящих в математическую модель.

5. Разработаны новые способы коррекции СГРМ по расходу, по перепаду давлений, по производной от перепада давлений, комбинированный способ гидромеханической коррекции, сочетающий коррекции по перепаду и по производной от перепада давлений, что позволило повысить динамические свойства привода. Разработаны соответствующие математические модели, по результатам численного моделирования построены переходные процессы и проведен анализ полученных результатов.

Выявлено, что применение гидромеханических устройств коррекции позволяет увеличить устойчивость привода, уменьшить влияние большой инерционной нагрузки на переходный процесс, увеличить чувствительность привода к управляющему воздействию.

Разработаны математические модели СГРМ с электронными устройствами коррекции. Выявлено, что электронные устройства коррекции обеспечивают малую инерционность, высокую точность реакции привода на корректирующее воздействие и возможность осуществления коррекции по группе параметров.

Проведен параметрический анализ устройств электронной коррекции СГРМ, который лег в основу алгоритма параметрической оптимизации при «подгонке» коэффициентов математической модели СГРМ.

На основе предложенных математических моделей СГРМ с эталонными моделями показано влияние конструктивных параметров корректирующих устройств на показатели динамических свойств рулевых машин.

Выявлено, что коррекция эталонной моделью в прямой цепи обеспечивает снижение перерегулирования и установившейся статической ошибки привода, коррекция эталонной моделью, включенной параллельно основному контуру, обеспечивает уменьшение статической ошибки в 6 раз и увеличение быстродействия привода.

Разработаны рекомендации по возможности и целесообразности применения устройств коррекции в перспективных схемах СГРМ.

6. Разработана методика верификации характеристик СГРМ. Предложена иерархическая структура работ по верификации результатов численного моделирования характеристик СГРМ.

Выполнена идентификация экспериментальных данных по определению статических характеристик СГРМ и осуществлена их верификация.

Установлено следующее:

• статические характеристики имеют зону насыщения в области значений управляющего сигнала /ком = 0.712.0.716, которая определяется величиной гидродинамического момента в струйном гидроусилителе;

• статические характеристики имеют выраженный нелинейный характер вплоть до зоны насыщения, обуславливаемый взаимодействием прямых и обратных потоков в проточной части СГРМ, нелинейным характером изменения площадей нагнетания и слива в СГР; • сходимость результатов численного моделирования и экспериментальных исследований составляет 90-95 %, что подтверждает высокую адекватность разработанных математических моделей СГРМ.

Таким образом, разработаны методы и средства проектирования СГРМ с учетом влияния стохастического характера изменения параметров, направленные на повышение качества проектирования и сокращения сроков доводки рулевых приводов со струйными гидроусилителями.

1. Абрамович, Г. Н. Теория турбулентных струй / Г. Н. Абрамович. М.: Физматгиз, 1969. - 824 с.

2. Августинович, В. Г. и др. Идентификация систем управления авиационных газотурбинных двигателей / В. Г. Августинович / под ред. В. Т. Дедеша. М.: Машиностроение, 1984. - 200 с.

3. Автоматизированное проектирование машиностроительного гидропривода/ И. И. Бажин, Ю. Г. Бернард, М. М. Гайцгори, и др. / под общ. ред. А. Е. Ермакова. М.: Машиностроение, 1988. - 312 с.

4. Автоматизированное проектирование следящих приводов и их элементов/ под ред. В. Ф. Казмиренко. -М.: Энергоатомиздат, 1984.

5. Арефьев, К. В. Струйные гидравлические рулевые машины с устройствами коррекции / Дисс. . канд. техн. наук. Уфа, 2004. - 165с.

6. Ахназарова, С. Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии / С. Л. Ахназарова, В. В. Кафаров. — М.: Высшая школа, 1978. 319с.

7. Баженов, А. И. Рулевые гидроприводы со струйно-дроссельным регулированием / А. И. Баженов. — М.: МАИ, 2002.

8. Баженов, А. И. и др. Проектирование следящих гидравлических приводов летательных аппаратов / под ред. А. И. Баженова. М.: Машиностроение, 1978. -312 с.

9. Башта, Т. М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. — М.: Машиностроение, 1972. — 320 с.

10. Бекиров, Я. А. Технология производства следящего гидропривода / Я. Ф. Бекиров. М.: Машиностроение, 1977. - 223 с.

11. Бесекерский, В. А. Теория систем автоматического управления / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. М.: «Профессия», 2004. — 747 с.

12. Бесекерский, В. А. Теория систем автоматического регулирования /

13. B. А. Бесекерский, Е. П. Попов. М.: Наука, 1972. - 768 с.

14. Беязов, И. И. Аналоговые гидроусилители / пер. с болг.

15. C. И. Нейковского. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. - 151 с.

16. Боев, Б. В. и др. Идентификация и диагностика в информационно-измерительных системах авиакосмической энергетики / под ред. В. В. Бугровского. М.: Наука, 1988. - 165 с.

17. Борат, О. Вопросы развития струйных гидравлических рулевых приводов для систем управления летательными аппаратами. Интеллектуальные автономные системы / О. Борат, А. М. Русак, В. А. Целищев. Межд. сб. Уфа, Карлсруэ, 1996.

18. Боровин, Г. К. Математическое моделирование и оптимизация гидросистем / Г. В. Боровин, Д. Н. Попов, В. Л. Хван. М.: МГТУ, 1995. - 84 с.

19. Бочаров, В. Я. Системы управления самолётов / В. Я. Бочаров, И. С. Шумилов. Энциклопедия «Машиностроение». М.: Машиностроение, 2004. Том 1У-21. Книга 2.

20. Бочаров, В. П. и др. Расчет и проектирование устройств гидравлической струйной техники / В. П. Бочаров. К.: Техника, 1987. — 127 с.

21. Бочаров, В. П. Влияние геометрии на характеристики элемента "сопло-сопло" жидкостного струйного усилителя / В. П. Бочаров, В. И. Мансуров // Вопросы надежности гидравлических систем летательных аппаратов. Киев: КИИГА, 1976, вып. 3, С. 15-21.

22. Веденский, В. А. Системы следящих приводов / В. А. Веденский, В. Ф. Казмиренко, А. Г. Лесков. -М.: Энергоатомиздат, 1993.-288 с.

23. Власов, К. П. Теория автоматического управления / К. П. Власов, А. С. Анашкин. СПб.: Санкт-Петербургский горный институт, 2003. - 103 с.

24. Волков, В. Т. Исследование и стендовая отработка ракетных двигателей на твёрдом топливе / В. Т. Волков, Д. А. Ягодников. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. 296 с.

25. Воронов, А. А. Основы теории автоматического управления / А. А. Воронов. М.; Л.: Энергия, 1965, 4.1,423 е., 1966,4.2, 372 е., 1970,4.3, 328 с.

26. Высокоточные системы управления и приводы для вооружения и военной техники/ под ред. В. Л. Солунина. М.: МГТУ. 1999.

27. Галлямов, Ш. Р. Применение эмпирических зависимостей в математической модели струйной гидравлической рулевой машины/ Ш. Р. Галлямов, Ю. К. Кириллов, А. В. Месропян, Ю. С. Телицын, В. А. Целищев // Вестник УГАТУ, Т.9, №6 (24) Уфа, 2007. С. 56-66.

28. Галлямов, Ш. Р. Экспериментальные исследования рулевых машин / Ш. Р. Галлямов, А. В. Месропян // Гидропневмоавтоматика и гидропривод — 2005: сборник научных трудов: в 2 т. Т1.- Ковров: КГТА, 2006. 326 с. С. 212;

29. Гамынин, Н. С. Гидравлические приводы летательных аппаратов / Н. С. Гамынин, В. И. Карев, А. М. Потапов, А. М. Селиванов. М.: Машиностроение, 1992. - 368 с.

30. Гамынин, Н. С. Гидравлический привод систем управления / Н. С. Гамынин. -М.: Машиностроение, 1972. — 376 с.

31. Гамынин, Н. С. и др. Гидравлический следящий привод / под ред. В. А. Лещенко. -М.: Машиностроение, 1968. 564 с.

32. Гамынин, Н. С. Динамика быстродействующего гидравлического привода / Н. С. Гамынин, Ю. К. Жданов, А. JI. Климашин. М.: Машиностроение, 1979. -80 с.

33. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов. М.: Машиностроение, 1982. - 423с.

34. Гимранов, Э. Г., Русак, А. М., Целищев, В. А. Электрогидравлический следящий привод. A.C. №1238477 от 15.02.86.

35. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. — М.: Высшая школа, 1977. — 479с.

36. Гониодский, В. И. Системы управления рулями самолета. 4.1. Структура систем управления рулями самолетов / В. И. Гониодский, А. С. Кочергин, И. С. Шумилов. -М.: МГТУ, 1992.-48 с.

37. Гониодский, В. И. Привод рулевых поверхностей самолётов / В. И. Гониодский, Ф. И. Склянский, И. С. Шумилов. — М.: Машиностроение, 1974.-317 с.

38. Гребёнкин, В. И. Силовые характеристики маршевых твёрдотопливных двигательных установок и двигателей специального назначения /

39. B. И. Гребёнкин, Н. П. Кузнецов, В. И. Черепов. — Ижевск: ИжГТУ, 2003. — 356 с.

40. Денисов, А. А. Пневматические и гидравлические устройства автоматики / А. А. Денисов, В. С. Нагорный. М.: Высшая школа, 1978. — 214 с.

41. Домогаров, А.Ю. Разработка теории и рекомендаций по проектированию электрогидравлических усилителей со струйным гидрораспределителем для гидроприводов самоходных машин / Дис.канд. техн. наук. — М., 1982. — 206 с:

42. Ермаков, С. А. Статистический анализ разброса характеристик и параметров состояний типовых электрогидравлических усилителей мощности /

43. C. А Ермаков, М. О. Жукова, М. П. Селиванов // Вестник машиностроения, 1974, №5, С.10-14.

44. Ерохин, Б. Т. Теоретические основы проектирования РДТТ / Б. Т. Ерохин. М.: Машиностроение, 1982. - 206 с.

45. Жданов, Ю. К. Динамика быстродействующего гидравлического привода / Ю. К. Жданов, А. Л. Климашин. М.: Машиностроение, 1979. - 80с.

46. Зайцев, Г. Ф. Основы автоматического управления и регулирования / Г. Ф. Зайцев, В. И. Костюк, П. И. Чинаев. К.: «Техшка», 1975. — 496 с.

47. Закс, Лотар. Статистическое оценивание / Закс Лотар. М.: Статистика, 1976.-218с.

48. Залманзон, Л. А. Аэрогидродинамические элементы систем питания устройств струйной пневмогидроавтоматики / Пневматика и гидравлика: Приводы и системы / Л. А. Залманзон. 1979. - Вып.6. - С.235-243.

49. Залманзон, Л. А. Теория аэрогидродинамических систем автоматического управления / Л. А. Залманзон. М.: Наука, 1977. — 416 с.

50. Идентификация и адаптивное управление струйными гидравлическими рулевыми машинами / К. В. Арефьев, А. В. Месропян, Ю. С. Телицын, В. А. Целищев / под. ред. А. В. Месропяна. М.: МАИ, 2007. - 282 с.

51. Инженерное исследование гидроприводов летательных аппаратов // Д. Н. Попов, С. А. Ермаков, И. Н. Лобода и др. М.: Машиностроение, 1978. -142 с.

52. Кириллов, Ю. К. Повышение эффективности приводов со струйными электрогидроусилителями. Гидравлика и гидропневмосистемы / Ю. К. Кириллов, А. М. Русак, Ю. Н. Скорынин // Науч. техн. конф. Челябинск. ЮУрГУ, 1998.-С. 136-138.

53. Кириллов, Ю. К. Состояние уровня разработки струйных гидравлических рулевых машин систем управления летательных аппаратов / Ю. К. Кириллов, Ю. Н. Скорынин, В. А. Целищев // Ракетно-космическая техника. Сер. XIV. Вып.2(38) 1994, С. 116-124.

54. Кириллов, Ю. К., Русак, А. М., Телицын, Ю. С. и др. Струйные гидравлические рулевые машины. Уфа: РНТИК «Баштехинформ» АН РБ, 2002. -284с.

55. Кириллов, Ю. К. Обобщенная статическая характеристика высоконапорного струйного гидроусилителя / Ю. К. Кириллов, Ю. Н. Скорынин, В. А. Шараев // Ракетно-космическая техника. Сер. XIV. Вып.2(38) 1994.

56. Кириллов, Ю. К. Регулировочная характеристика по расходу высоконапорного струйного гидроусилителя / Ю. К. Кириллов, Ю. Н. Скорынин, В. А. Шараев // Ракетно-космическая техника. Сер. XIV. Вып.2(38) 1994.

57. Кириллов, Ю. К. Регулировочная характеристика по давлению высоконапорного струйного гидроусилителя / Ю. К. Кириллов, Ю. Н. Скорынин, В. А. Шараев // Ракетно-космическая техника. Сер. XIV. Вып.2(38) 1994.

58. Киселев, О. Н. Идентификация и оптимизация нелинейных стохастических систем / О. Н. Киселев, Н. П. Петров, Ю. С. Попков. — М.: Энергия, 1976.-440 с.

59. Комиссар, А. Г. Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации: справ. / А. Г. Комиссар. М.: Машиностроение, 1987. - 384 с.

60. Кондаков, Л. А. и др. Машиностроительный гидропривод / под ред.

61. B. Н. Прокофьева. -М.: Машиностроение, 1978. 495 с.

62. Конструкция и отработка РДТТ/ А. М. Винницкий, В. Т. Волков,

63. C. В. Холодилов / под ред. А. М. Винницкого. М.: Машиностроение, 1980. -230 с.

64. Конструкция ракетных двигателей на твёрдом топливе / под общ. ред. чл.-корр. Российской академии наук, д-ра техн. наук, проф. Л. Н. Лаврова. — М.: Машиностроение, 1993.-215 с.

65. Копылов, И. П. Электромеханические преобразователи энергии / И. П. Копылов. М.: Энергия, 1973. - 400 с.

66. Костин, С. В. Рулевые приводы / С. В. Костин, Б. И. Петров, Н. С. Гамынин. М.: Машиностроение, 1973. - 208 с.

67. Кошарский, Б. Д. О повышении давления рабочего агента в струйных усилителях / Б. Д. Кошарский. Автоматика и телемеханика, 1959, т.ХХ, № 7. С. 978-982.

68. Коэн, Васел. Разработка больших РДТТ пониженной стоимости// Вопросы ракетной техники / Коэн Васел. 1970. - №9. - С.42-61.

69. Крагельский, И. В. О трении несмазанных поверхностей / И. В. Крагельскицй // Всесоюзная конференция по трению и износу в машинах. Т. 1. М.: Изд-во АН СССР, 1939. С. 543-561.

70. Крагельский, И. В. Развитие науки о трении / И. В. Крагельский, В. С. Щедров. М.: Изд-во АН СССР, 1956. - 234 с.

71. Крагельский, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагельский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов. М.: Машиностроение. 1977.-526 с.

72. Крамской, Э. И. Гидравлические следящие приводы со струйными усилителями / Э. И. Крамской. Л.: Машиностроение, 1972. - 104 с.

73. Красносельский, М. А. Системы с гистерезисом / М. А. Красносельский, А. В. Покровский. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983. 272 с.

74. Крассов, И. М. Гидравлические элементы в системах управления / И. М. Крассов. М.: Машиностроение, 1967. - 255 с.

75. Крымов, Б. Г. Сравнительный анализ динамики различных типов рулевых приводов / Б. Г. Крымов. М.: МАИ, 1983. - 48 с.

76. Крымов, Б. Г. Исполнительные устройства систем управления летательными аппаратами / Б. Г. Крымов, Л. В. Рабинович, В. Г. Стеблецов. — М.: Машиностроение, 1987. — 264 с.

77. Лебедев, И. В. Элементы струйной техники / под ред. И. В. Лебедева. — М.: Машиностроение, 1973. 359 с.

78. Леднев, Е. Н., Полка, А. Л., Ровинский, Ф. М. Струйный распределитель. А.с. 54048, МПК 42В.

79. Лещенко, В. А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением / В. А. Лещенко. М.: Машиностроение, 1975. — 288 с.

80. Льюис, Э. Гидравлические системы управления / пер. с англ. / под ред. И. М. Крассова. М.: Мир, 1966. - 407 с.

81. Мансуров, В. И. Выбор конструктивных параметров струйных элементов / В. И. Мансуров // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. Вып.З. М.: Машиностроение, 1975. - С. 271-277.

82. Мейлихов, Е. 3. Магнитный гистерезис в обобщенной модели среднего поля для изинговоской системы, Письма в ЖЭТФ / Е. 3. Мейлихов, том 79, вып. 12, С.757-761.

83. Месропян, А. В. Идентификация струйных гидравлических рулевых машин / Дисс. . канд. техн. наук. Уфа, 2000. - 166с.

84. Месропян, А. В., Целищев, В. А. Электрогидравлический следящий привод// пат. РФ. №2125667, бюл. №3 от 27.01.99.

85. Месропян, А. В. Расчёт статических характеристик струйных гидравлических рулевых машин / А. В. Месропян, В. А. Целищев. — Уфа: УГАТУ, 2003. 76 с.

86. Месропян, А. В. Вероятностная оценка статических характеристик гидропривода / А. В. Месропян, Ю. Н. Скорынин, А. М. Русак // Ракетно-космическая техника. Серия XIV. Вып.З Труды межотраслевого семинара, 1996.-С. 70-81.

87. Месропян, А. В. О приближенной постановке задач идентификации рулевой машины с высоконапорным струйным гидроусилителем / А. В. Месропян, В. А. Целищев // Вопросы управления и проектирования в информационных и кибернетических системах. Уфа: УГАТУ. 1996.

88. Месропян, А. В., Целищев, В. А. Электрогидравлический следящий привод. Патент. РФ №2116524, бюл. №21 от 27.07.98г.

89. Месропян, А. В., Целищев, В. А. Электрогидравлический следящий привод. Патент. РФ №2125667, бюл. №3 от 27.01.99г.

90. Месропян, А. В., Целищев, В. А. Электрогидравлический следящий привод// пат. РФ. №2131064, бюл. №15 от 27.05.99.

91. Месропян, А. В., Целищев, В. А. Электрогидравлический следящий привод// пат. РФ. №2150614, бюл. №16 от 10.06.00.

92. Месропян, А. В. Влияние гидромеханических корректирующих устройств на свойства привода со струйным электрогидроусилителем / А. В. Месропян, В. А. Целищев // Гидромашины, гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.: Изд. МГТУ им. Баумана, 1996. С.72-75.

93. Месропян, А. В. Стохастическая модель струйной гидравлической рулевой машины / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. Уфа, 2000. № 1. - С. 184-186.

94. Месропян, А. В. Обратная связь в электрогидравлическом следящем приводе / К. В. Арефьев, А. В. Месропян // Вестник ИжГТУ- Ижевск, 2003. -Вып.З.-С. 24-27.

95. Месропян, А. В. Особенности коррекции гидравлических исполнительных механизмов органов управления летательных аппаратов / К. В. Арефьев, А. В. Месропян, В. А. Целищев // Вестник УГАТУ. Уфа, 2004. №6.- С.55-65.

96. Месропян, А. В. Идентификация и адаптивное управление струйных гидравлических рулевых машин / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. — Уфа, 2006. Т.7 №1 (14). С.55-65.

97. Месропян, А. В. Математическое моделирование переходных процессов в струйных гидравлических рулевых машинах / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. Уфа, 2006. Т.7 №2 (15).- С. 166-171.

98. Месропян, А. В. Методика идентификации струйно-золотниковой гидравлической рулевой машины / А. В. Месропян, В. А. Целищев, К. А. Широкова // Вестник УГАТУ. Уфа, 2007. Т.9 №6 (24). - С.45-55.

99. Месропян, А. В. Применение эмпирических зависимостей в математической модели струйной гидравлической рулевой машины / Ш. Р. Галлямов, Ю. К. Кириллов, А. В. Месропян, Ю. С. Телицын, В. А. Целищев // Вестник УГАТУ. Уфа, 2007. Т.9 №6 (24).- С.56-66.

100. Месропян, А. В. Особенности протекания гидродинамических процессов в высоконапорных струйных гидроусилителях / А. В. Месропян // Вестник УГАТУ. Уфа, 2008. Т.11 №2 (29).- С.60-65.

101. Месропян, А. В. Особенности коррекции исполнительных гидроприводов органов управления летательных аппаратов / А. В. Месропян // Изв. вузов, сер. \ «Авиационная техника». 2009. №1. — С.27-30.

102. Месропян, А. В. Особенности коррекции электрогидравлических следящих приводов / А. В. Месропян // Вестник СГАУ. Самара, 2009. -№1 (17). -С.134—144.

103. Месропян, А. В. Особенности математического моделирования магнитного гистерезиса в управляющем каскаде исполнительных механизмов / А. В. Месропян//Вестник УГАТУ.-Уфа, 2009. Т.13 №1 (34).- С.76-81.

104. Месропян, А. В. Экспериментальный стенд для исследования рулевого привода баллистической ракеты подводной лодки / Ш. Р. Галлямов,

105. A. В. Месропян // Полет (авиация, ракетная техника, космонавтика). М.: Машиностроение, 2009. №11 - С.29-33.

106. Мясников, П. В. О давлении плоской струи на препятствие / П. В. Мясников. Вестник Московского ун-та, сер. физико-мат. и естеств. наук, № 4, 1950, т.6, С. 3-20.

107. Нейман, В. Г. Гидроприводы авиационных систем управления /

108. B. Г. Нейман. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

109. Низкотемпературные твёрдотопливные газогенераторы: Методы расчёта рабочих процессов, экспериментальные исследования/ О. В. Валеева,

110. C. Д. Ваулин, С. Г. Ковин, В. И. Феофилактов. Миасс: Издательство ГРЦ «КБ имени академика В. П. Макеева», 1997. — 268 с.

111. Новиков, А. М. Методология / А. М. Новиков, Д. А. Новиков. М.: СИНТЕГ, 2007. - 668 с.

112. Орлов, Б. В. Струйная автоматика в системах управления / под общей редакцией Б. В. Орлова. М.: Машиностроение, 1975. - 368 с.

113. Основы теории автоматического управления ракетными двигательными установками / А. И. Бабкин, С. И. Белов, Н. Б. Рутовский и др. — М.: Машиностроение, 1986. 456 с.

114. Осовец, В. И. Исследование гидравлических усилительных устройств типа струйной трубки / Дисс. . канд. техн. наук. JL, 1972. - 182с.

115. Палей, Г. Э. Вероятностная оценка статических характеристик гидропривода // Гидропривод и гидропневмоавтоматика / Г. Э. Палей. — Киев: Техника, 1982. вып. 18. - С. 88-94.

116. Полка, А. Я. Управляющие приводы / А. Я. Полка. Часть 1. Источники энергии: обзор. Сер. У, №46, 1982,1 62 с.

117. Полка, А. Я. Управляющие приводы/ А. Я. Полка. Часть 3. Рулевые машины. Управляющие приводы: обзор. Сер. У, №48, 1982,1 — 143 с.

118. Полка, А. Я. Управляющие приводы: обзор/ А. Я. Полка. Сер. У, №47, 1982,1- 148 с.

119. Попов, Е. П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления / Е. П. Попов. М.: Наука, 1989. 496 с.

120. Попов, Д. Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем / Д. Н. Попов. — М.: Машиностроение, 1987. 464 с.

121. Попов, Д. Н. и др. Инженерные исследования гидроприводов летательных аппаратов / под ред. Д. Н. Попова. М.: Машиностроение, 1978. — 142с.

122. Проблемы проектирования и развития систем автоматического управления и контроля ГТД / С. Т. Кусимов, Б. Г. Ильясов, В. И. Васильев и др. — М.: Машиностроение, 1999. 609с.

123. Прокофьев, В. Н., Казмиренко, В. Ф. Проектирование и расчет автономных приводов / В. Н. Прокофьев, В. Ф. Казмиренко. — М.: Машиностроение, 1978. —232 с.

124. Разинцев, В. И. Электрогидравлические усилители мощности / В. И. Разинцев. М.: Машиностроение, 1980. - 120 с.

125. Рехтен, А. В. Струйная техника / А. В. Рехтен. М.: Машиностроение, 1980.-238с.

126. Русак, А. М. Проектирование электрогидроусилителей / А. М. Русак, В. А. Целищев. Уфа: УГАТУ, 1996. - 46с.

127. Сборник задач по теории вероятностей, математической статистике и теории случайных функций / под ред. А. А. Свешникова. М.: Наука, 1970. -656с.

128. Северин, J1. П. Осциллографическое исследование динамики незатопленных водяных струй / JI. П. Северин. Записки Ленинградского горного ин-та, 1969, t.XLI, вып.1, С. 62—75.

129. Семенов, С. Е. Электромеханические преобразователи электрогидравлических следящих приводов / С. Е. Семенов. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1998.

130. Синюков, А. М. и др. Баллистическая ракета на твёрдом топливе /

131. A. М. Синюков. М.: Воениздат, 1972. - 511 с.

132. Смирнова, В. И. Основы проектирования и расчета следящих систем /

133. B. И. Смирнова, Ю. А. Петров, В. И. Разинцев. М.: Машиностроение, 1983. -295с.

134. Соколов, Н. И. Адаптивные системы автоматического управления летательными аппаратами / Н. И. Соколов, В. Ю. Рутковский, Н. Б. Судзиловский. М.: Машиностроение, 1988. - 208с.

135. Солодовников, В. В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования / В. В. Солодовников, В. Н. Плотников, А. В. Яковлев. М.: Машиностроение, 1985. г 536 с.

136. Справочник по триботехнике / под общ. ред. М. Хебды, А. В. Чичинадзе. В 3 т. Т.1. Теоретические основы. М.: Машиностроение, 1989. - 400с.

137. Срагович, В. Г. Адаптивное управление / В. Г. Срагович. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1981. 384 с.

138. Технический отчет Государственного ракетного центра "КБ им. акад. В. П. Макеева" №5-12/235-89.

139. Технический отчет Государственного ракетного центра "КБ им. акад. В. П. Макеева" №5-12/242-90.

140. Технический отчет Государственного ракетного центра "КБ им. акад. В. П. Макеева" № 5-12/201-88.

141. Технический отчет Государственного ракетного центра "КБ им. акад.

142. B. П. Макеева" №5-12/59-90.

143. Тимофеев, А. В. Построение адаптивных систем управления программным движением / А. В. Тимофеев. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980.-88 с.

144. Уилсон, Джонсон, Соттосанти. Сопло с двойным упругим уплотнением// Вопросы ракетной техники. 1972. - №1. - С.42-58.

145. Управление динамическими системами в условиях неопределенности /

146. C. Т. Кусимов, Б. Г. Ильясов, В. И. Васильев и др. М.: Наука, 1998. — 452с.

147. Фахрутдинов, И. X. Ракетные двигатели твёрдого топлива / И. X. Фахрутдинов. М.: Машиностроение, 1981. - 223 с.

148. Филипс, Ч. Системы управления с обратной связью / Ч. Филипс, Р Харбор. М.: Лаборатория Базовых знаний, 2001. - 616 с.

149. Фомичев, В. М. Испытание электрогидравлического усилителя мощности / В. М. Фомичев, М. Н. Жарков. М.: МГТУ, 1992. - 32 с.

150. Фомичев, В. М. и др. Безразмерные гидравлические характеристики цилиндрических насадков, учитывающие кавитацию и число Рейнольдса / В. М. Фомичев // Вестник машиностроения. — М., 1975, №11.

151. Фомичев, В. М. Современные электрогидравлические усилители мощности / В. М. Фомичев // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. — Вып. 5. -М.: Машиностроение, 1978. С. 210—223.

152. Целищев, В. А. Вопросы развития рулевых приводов баллистических ракет / В. А. Целищев // Ракетно-космическая техника. Серия XIV. Вып.З Труды межотраслевого семинара, 1996.

153. Целищев, В. А. Определение коэффициентов восстановления давления и расхода в струйной электрогидравлической рулевой машине / В. А. Целищев // Сб. трудов VII Всероссийской НТК. ОКБ "Темп", 26-29 окт. 1998. С. 57-61.

154. Целищев, В. А. Теоретические и экспериментальные исследования рулевых приводов со струйным гидроусилителем / В. А. Целищев // Ракетно-космическая техника. Серия XIV. Вып.З. Труды межотраслевого семинара 1996. С.82-98.

155. Целищева, А. Р. Выбор гидромеханических корректирующих устройств для электрогидравлического следящего привода со струйным гидроусилителем / А. Р. Целищева, В. А. Целищев. Управление в сложных системах. Межв. науч. сб.-Уфа, 1998.

156. Чемоданов, Б. К. Следящие приводы / Б. К. Чемоданов. Кн. вторая. М.: Энергия, 1976.-480 с.

157. Чемоданов, Б. К. Следящие приводы / Б. К. Чемоданов. Кн. первая. М.: Энергия, 1976. - 480с.

158. Черноруцкий, Г. С. Следящие системы автоматических манипуляторов / Г. С. Черноруцкий, А. П. Сибрин, В. С. Жабреев. -М.: Наука, 1987. 272с.

159. Чичинадзе, А. В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении / А. В. Чичинадзе. М.: Наука, 1967. - 232 с.

160. Чупраков, Ю. М. Гидропривод и средства гидроавтоматики / Ю. М. Чупраков. М.: Машиностроение, 1979. - 232 с.

161. Шаронов, А. В. Идентификация параметров летательных аппаратов и автоматизация экспериментальных исследований / А. В. Шаронов, В. И. Лопатин, В. А. Васильев.- М.: МАИ, 1982. - 71с.

162. Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления: пер. с англ./ под ред. Н. С. Райбмана. М.: Мир, 1975. - 684 с.

163. Электромеханические преобразователи гидравлических и газовых приводов / Е. М. Решетников, Ю. А. Саблин, В. Е. Григорьев и др. М.: Машиностроение, 1982. - 144 с.

164. Юревич, Е. И. Теория автоматического управления / Е. И. Юревич. — Л.: «Энергия», 1975. 416 с.

165. Amontons, M. De resistance caus ее dans les machines. Memoires de l'Academie Royale,1699,p.203 222.

166. F. Ikhouane, J. E. Hurtado, J. Rodellar. On the Hysteretic Bouc-Wen Model. Nonlinear Dynamics 42: 63-78, 2005.

167. F. Ikhouane, J. E. Hurtado, J. Rodellar. Variation of the hysteresis loop with the Bouc-Wen model parameters. Nonlinear Dyn 48:361-380, 2007.

168. Hong-guang Li, Guang Meng. Nonlinear dynamics of a SDOF oscillator with Bouc-Wen hysteresis. 2006 Elsevier Science Ltd: Chaos, Solitons and Fractals 337343, 2002 (www.elsevier.com/locate/automatica).

169. King, R., Tabor D. The Effect of Temperature on the Mechanical Properties and the Friction of Plastics. Troc. Phys. Soc. B, vol.66, N 405, 1953,p.728-736.

170. Nordin, M., Gutman Per-Olof. Controlling mechanical systems with backlash -a survey. 2002 Elsevier Science Ltd: Automatica 1633 1649, 2002 (www.elsevier.com/locate/automatica).

171. Nordin, M. Controlling mechanical systems with backlash — a survey / M. Nordin, Per-Olof Gutman // Solutions and Fractals, Elsevier Science Ltd : 2007, 343-350 (www.elsevier.com/locate/automatica).

172. R. V. Lapshin, "Analytical model for the approximation of hysteresis loop and its application to the scanning tunneling microscope", Review of Scientific Instruments, volume 66, number 9, pages 4718-4730, 1995.

173. Schallamach, A. The Velocity and Temperature Dependence of Rubber Friction. Proc.Phys. Soc., В 66, 1953, p.386-392.