1控制系统原理简介控制系统简图。
由于采用了伺服阀控液压马达的驱动方式,驱动装置的输出转角、转速可随着指令的变化而改变,也可以实现转轴运动到位时的减速缓冲运动。同时在转轴转动目标位置处设置微动开关,在转轴转动超行程时切断伺服阀前端的电磁阀电路,起动超行程保护的作用。
主控制器向液压马达控制器发出“正向”转动指令信号,液压马达控制器将正指令信号送给液压马达伺服阀,液压马达开始正向转动。同时,与液压马达转轴相连的差动旋转(转角检测传感器)将转轴的转动角度转换为电压信号(RVDT信号)反馈给液压马达控制器,正指令信号同反馈的RVDT信号进行差值比较,两者的差值转化为伺服阀的控制电流,实现了对液压马达的输入流量的控制,从而控制驱动系统的输出转速n和输出转矩T。当差值为零时转轴停止运动,此时转轴也正好处于正向转动到位的设计位置。
主控制器向液压马达控制器输出“反向”转动指令后,转轴反向转动,液压马达控制器给伺服阀的负指令信号同反馈的RVDT信号进行差值比较,当差值为零时转轴停止运动,此时转轴也正好处于反向转动到位的位置。
液压马达的实际旋转角度是由液压马达控制器的指令信号和RVDT反馈信号构成伺服系统来实现的。为了防止指令信号或RVDT反馈信号出现误差,造成转轴驱动转动的物体与相邻结构发生碰撞的情况,利用转轴转动目标位置处的微动开关与液压马达电磁阀控制电路串联进行电路联锁,当转轴转动到目标位置处,微动开关断开,液压马达电磁阀电路断开,电磁阀关闭,液压马达停止转动。这样就可以保障整个系统的协调运作的可靠性。
2门限电路在控制电路中的典型应用控制系统使用差动旋转变压器给出的RVDT信号来实时反馈转轴转动角度信号。利用RVDT反馈信号和门限电路,可以实现转轴运动到位时的减速缓冲运动。典型门限电路。在门限电路中,使用到了比较器LM111.
液压马达控制器利用门限电路,在转轴运动到临近目标位置时将可变增益接入控制电路中,减小送给伺服阀驱动电路的增益,液压马达转动速度降低,实现减速运动。
3伺服阀控制方案和电磁阀控制方案的分析(1)伺服阀控制方案在上面介绍的转动控制系统中,伺服阀控制是整个转轴驱动系统的核心,而差动旋转变压器所提供的RVDT反馈信号又是伺服阀控制系统的关键信号。由控制系统原理框图可以看出,RVDT反馈信号参与了转轴转动控制和转轴转动到位时的减速运动控制。由此可见,RVDT反馈信号(即转角检测传感器反馈的角度信号)的重要程度。
伺服阀控制方案从电气控制角度来看,其优点是利用差动旋转变压器(转角检测传感器)所提供的RVDT反馈信号构建驱动控制电路,不需要其他位置传感器就可实现转轴正向、反向转动角度的控制和转轴转动到位时的减速缓冲运动。其不足之处是整个控制系统过于依赖RVDT反馈信号,一旦差动旋转变压器出现故障,其提供的RVDT反馈信号就会与转轴实际运动的角度不对应,控制系统的控制功能就会无法实现。所以,采用伺服阀控制方案就必须对差动旋转变压器的可靠性提出更苛刻的要求,其提供的RVDT反馈信号必须准确、可靠地反映转轴转动角度。
(2)电磁阀控制方案转轴驱动系统仍然是液压马达驱动,只是改用电磁阀控制转轴正向、反向转动和转轴转动到位时的减速运动。采用电磁阀控制就必须增加反映转轴转动位置的微动开关。这些位置微动开关采用什么形式触发、设置在什么地方才能准确、可靠地反映转轴的转动位置是转动控制系统能否实现控制功能的关键。
国产某型飞机的前缘襟翼控制中使用了叫做“超行程保护装置”的产品,其工作原理是利用螺旋传动,将襟翼转动角位移转换成线位移,再利用行程螺母去触发机械离合器和微动开关,机械离合器将输入扭矩与后级隔离,微动开关让前缘襟翼驱动装置停止功率输出,在前缘襟翼转角超行程时起到保护作用。我们可以利用这个装置的工作原理,利用行程螺母触发多个微动开关来反映转轴的不同的转动角度,就可以实现对转轴运动的控制。
4结论综上所述,采用液压马达驱动转轴,不论是伺服阀控制方案还是电磁阀控制方案,均可实现对转轴转动角度的精确控制,控制系统也可以应用于未来的飞机设计中。