Projektovanje Hidraulikog Sistema Automatskog Upravljanja

Projektovanje Hidraulikog Sistema Automatskog Upravljanja2012

Elektronski fakultet Univerzitet u Niu

Hidrauliki i pneumatski upravljaki sistemi

Projekat:

Projektovanje Hidraulikog Sistema Automatskog Upravljanja

Profesor: Vlastimir Nikoli Studenti: Mladen Stojanovi 12784 Duan Mitrovi 12301 Mladen Lovi 12623

Slika 1: Model u MatLab-u

Ovaj model simulira rad ventila sa 4 ulaza, u kombinaciji sa cilindrom dvostrukog dejstva u prostoj negativnoj povratnoj sprezi. Model cilindra je podsistem koji, za razliku od obinog bloka iz biblioteke, neuraunava kompresovanje tenosti u samom sistemu.ema sistema predstavljena je na slici 1.

Model sastoji od sledeih komponenti:

Signal Builder generie ukrtenu grupu signala ije su pojedinane talasne forme linearne.

Simulink PS Converter konvertuje Simulink ulazni signal u fiziki signal. Ovaj blok definie fiziki signal u odreenoj jedinici koja se odreuje iz menija. Ulazni signal mora da bude kontinualni.

PS Subtract je blok koji izraunava razliku dva ulazna fizika signala.y = -

PS Gain je blok koji mnoi ulazni fiziki signal konstantom. Vrednost konstante definie se u meniju.

Konstanta.

Hydraulic Reference predstavlja vezu sa atmosferskim pritiskom. Njegova funkcija je da omogui simuliranje veze sa otvorenim prostorom u simulaciji hidraulikih sistema, za potrebe direktne veze sa otvorenim prostorom pri simulaciji otputanja pritiska u ventilima.

Hydraulic Fluid simulira osobine tenosti u sistemu koja se bira iz predefinisane liste tenosti iz samog bloka. Neke od osobina koje ovaj blok definie su: viskoznost, gustina, itd.

Ideal Hydraulic Pressure Source simulira idealan izvor hidraulike energije okarakterisan pritiskom.

4-Way Directional Valve simulira hidrauliki kontinualni etvoroulazni ventil. Portovi A i B su aktuatori, T je povratni port za oslobaanje pritiska, P je referentni pritisak, a S je port za konektovanje fizikog signala.

Solver Configuration definie skup parametara okruenja.

Mechanical Translational Reference simulira referentnu taku za portove vezane za translatorno kretanje.

Double-Acting Cylinder je blok koji pretvara pritisak u translatorno kretanje.

Ideal Force Sensor je blok koji simulira idealni senzor delovanja sile (zanemaruje unutranje nedostatke).

Scope je osciloskop.

Mass simulira masu u mehanikim tanslatornim sistemima.Translational Damper simulira rad viskoznog amortizera (trenja).Translational Spring simulira idealnu oprugu u mehanikim translatornim sistemima.Ideal Translational Motion Sensor simulira idealni senzor translatornog kretanja u mehanikim translatornim sistemima.

Simulink-fiziki signal pretvaraBlok koji sluzi za pretvaranje ulaznog fizickog signala u izlazni simulink signal.

Analiza sistema:U ovom poglavlju analiziraemo funkcionisanje sistema u nekoliko razliitih varijanti ulaza. Primer 1.Ovim primerom analiziramo reakciju sistema na naglu promenu signala na osnovu koga klip treba da izvri korekciju pozicije. Ulazni signal je idealni odskoni signal ( Promena zadate pozicije iz stanja A u stanje B je trenutna). Pri ovom testu mozemo snimiti koliko je vreme potrebno sistemu da predje iz take A u taku B (Dobijamo inertnost sistema). Za dati sluaj promena pozicije je sa pozicije 0 na poziciju 0,04.Grafik 1. Ulazni signal koji diktira pomeranje klipa.

Grafik 2. Izlazna karakteristika sistema (Svetlija boja) u odnosu na ulazni signal.

Grafik 3. Signal koji pokazuje pojavu i dimenziju greke, tj. razliku izmedju ulaznog signala i izlaznog signala u vremenu.

Grafik 4. Grafik koji predstavlja silu koju proizvodi klip kao posledicu promene ulaznog signala.

Iz ovih grafika se vidi, da sistemu treba neko konano vreme da promeni stanje pozicije tako da odgovara ulaznom signalu. To je posledica kanjenja reakcije nekih delova sistema(ventil, klip). S obzirom da smo dati sluaj snimili sa idealnim odskonim signalom moemo videti koliko je vreme potrebno sistemu da predje iz stanja 0 u stanje 0,04. To mozemo videti na grafiku koji pokazuje promenu greske u vremenu(Grafik 3). Na osnovu toga mozemo da podesimo sistem tako da ulazni signal vri promenu vrednosti sa 0 na 0,04 za neko vreme koje je vee od ove greke kako bi umanjili razliku izmedju ulaznog I izlaznog signala u svakom odredjenom trenutku. Na grafiku 4 prikazana je promena sile koju emituje klip, kao posledicu ulaznog signala. Na tom grafiku moemo videti u kojoj meri klip utie na kanjenje celokupnog sistema, tj. moemo videti koliko je vreme potrebno klipu da predje iz pozicije A u poziciju B.Primer 2.U ovom primeru videemo reakciju sistema na neki realni odskoni signal.

Grafik 1a. Ulazni signal koji diktira pomeranje klipa.

Grafik 2a. Izlazna karakteristika sistema (Svetlija boja) u odnosu na ulazni signal.

Grafik 3a. Signal koji pokazuje pojavu I dimenziju greke, tj. razliku izmedju ulaznog signala i izlaznog signala u vremenu.

Grafik 4a. Grafik koji predstavlja silu koju proizvodi klip kao posledicu promene ulaznog signala.Sa grafika 3a vidi se da je u ovom sluaju greka sistema manja nego u sluaju idealnog odskonog signala jer je promena ulaznog signala sporija nego u primeru 1, tako da sistem ima vie vremena da odreaguje tj. promena je skladnija (izlaz sistema manje odstupa od ulaza u svakom datom trenutku).Primer 3.Na ovom primeru mozemo videti kako reaguje sistem na kosi signal tj. kako reaguje sistem na sporiju promenu stanja sa A na B u odnosu na predhodni primer.

Grafik 1b. Ulazni signal koji diktira pomeranje klipa.

Grafik 2b. Izlazna karakteristika sistema (Svetlija boja) u odnosu na ulazni signal.

Grafik 3b. Signal koji pokazuje pojavu i dimenziju greke, tj. razliku izmedju ulaznog signala i izlaznog signala u vremenu.

Grafik 4b. Grafik koji predstavlja silu koju proizvodi klip kao posledicu promene ulaznog signala.

Sa grafika 2b I 3b vidi se da je greka u svakom trenutku manja i konstantnija u odnosu na predhodne primere to nam olakava primenu ovog sistema. Takodje iz grafika 4b mozemo videti da je sila koju emituje klip nieg nivoa to umanjuje mogunost da se fiziki elementi sistema pokvare.

Zakljuak

Iz primera koje smo naveli moe se videti da svaki tip ulaznog signala daje odredjene prednosti i mane u radu sistema. Naime, to je ulazni signal blii idealnom odskonom signalu to e promena pozicije biti bra, ali e zato razlika izmedju stanja ulaza i izlaza u trenucima dok sistem prelazi iz stanja A u stanje B biti vea tj. greka e biti vea. Takodje maksimalna sila koju proizvodi klip bie vea, to postavlja dodatne fizike napore sistemu. S druge strane, ukoliko je promena ulaza postepenija u svakom datom trenutku greka sistema bie manja i konstantna, to omoguava lake kompenzovanje greke. Takodje sila koju proizvodi klip je manja pa je sistem mirniji.

2