Как работает обратная связь сервоклапана гидравлического привода?

Привод на первом рисунке представляет собой систему повторения положения и работает должным образом только в том случае, если сервоклапан закрыт в результате смещения поршня. Система на картинке работает, если конец цилиндра соединяется с поверхностью управления полетом (левая проушина с крестом внутри), а конец поршня соединяется с рамой конструкции. Ключом к пониманию является смещение центра вращения:

• Сервоклапан закрыт, когда суммирующая планка находится в вертикальном положении.
• Сначала цилиндр неподвижен, и пилот отклоняет рукоятку, вращая суммирующий стержень вокруг нижнего шарнира и открывая сервоклапан. (Черная пунктирная линия).
• Пока пилот держит ручку неподвижно , цилиндр движется в ответ на открытие сервоклапана. Если начальное отклонение было вправо, поршень движется вправо. Центром вращения теперь является верхняя петля (механический ввод).
• Когда суммирующая полоса снова становится вертикальной в точке, где пилот теперь держит ручку , сервоклапан закрывается. (Красная пунктирная линия).

На второй диаграмме не показано, как крепится цилиндр и где внизу соединяется механический ввод. Это может быть система повторителя положения или простой выходной сигнал скорости, когда вход отклоняет сервоклапан, масло начинает течь, пока вход открыт, а выходной конец движется со скоростью, пропорциональной отклонению входа. Если нижнее «Первое механическое соединение» прикреплено к движущейся поверхности и цилиндр может свободно двигаться, мы снова получаем механический повторитель положения.

Механическая обратная связь, обеспечиваемая суммирующим звеном, была тем, как работали первые поколения систем с гидравлическим приводом. В настоящее время контроллеры электронные, а не механические: датчик положения измеряет мощность цилиндра и регулирует вход сервоклапана в соответствии с законами управления, запрограммированными в контроллере.

«Я предполагаю, что это команда для цилиндра двигаться вправо». Если вы предполагаете, что это команда для цилиндра двигаться влево , тогда обратная связь будет отрицательной, и механизм будет гомеостатическим. Это плохая конструкция, потому что суммирующее звено смещается под неудобными углами в крайних точках своего движения, и это плохой учебный пример, потому что механическая сигнализация находится в направлении, противоположном механическому действию.

На второй диаграмме движение обратной связи движется в правильном направлении, при условии, что вы понимаете, что корпус клапана (серый) может двигаться свободно. Однако клапан так небрежно нарисован, что работать он не будет. Если управляющий вал перемещается вправо достаточно далеко, чтобы масло под давлением попало в силовой поршень в точке P1, он полностью блокирует P2, и ничего не происходит, и у него вообще нет места для перемещения влево.

Такого рода вещи очень трудно сделать полностью правильными. Гидравлика может быть сложной, а обратная связь обычно сбивает с толку; сложите их вместе, и вы путешествуете по ландшафту, усеянному неприятными и дорогими сюрпризами. Только самые высокопоставленные инженеры осмеливаются строить гидроусилители для управления самолетами, и они плохо спят по ночам.

Поэтому неудивительно, что диаграммы в некоторых учебниках неясны, бесполезны или просто неверны.

Примечание: гомеостатический, говоря о системе, означает, что она имеет предпочтительное состояние и имеет тенденцию возвращаться в это состояние при возмущении.

В этом случае предпочтительным является состояние, когда [SV] находится в центре и не допускает давления по обе стороны от HPA. Если бы вы наблюдали за этим механизмом в действии, вы бы увидели, что он прекращает попытки двигаться только тогда, когда центральный шарнир суммирующего звена находится в определенном положении. Можно сказать, что предпочтительным состоянием устройства является любое, в котором этот центральный шарнир находится дома, или можно сказать, что именно этот центральный шарнир является действительно гомеостатическим.