CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 3 1.1. Giới thiệu 3 1.2. Một số mô hình điều khiển: 4 1.2.1. Mô hình điều khiển vị trí: 5 1.2.1.1. Điều khiển vị trí bàn máy bằng xylanh thủy lực kết hợp với van tỷ lệ: 5 1.2.1.2. Mô hình bàn máy sử dụng môtơ thủy lực kết hợp vít me bi điều khiển bằng bơm dầu: 6 1.2.1.3. Mô hình bàn máy 7 1.2.2. Điều khiển tốc độ 1 trục dùng mô tơ thủy lực điều khiển bằng van tỷ lệ 8 1.2.3. Mô hình điều khiển theo tải: 8 1.2.3.1. Mô hình dùng xylanh điều khiển tải: 8 1.2.3.2. Mô hình dùng động cơ thủy lực (Điều khiển momen): 9 1.3. Vị trí về điều khiển tốc độ quay của một trục dùng motor thủy lực, điều khiển bằng van tỉ lệ. 10 1.4. Hệ thống khếch đại của hệ thống 18 CHƯƠNG 2: ĐỘ CỨNG THỦY LỰC, TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG VÀ GIÁ TRỊ THU GỌN CỦA CƠ CẤU CHẤP HÀNH 20 2.1. Độ cứng thủy lực 20 2.2. Độ cứng tương đương 21 2.2.1. Độ cứng tương đương của hệ chuyển động thẳng 22 2.3. Sự thay đổi vủa tần số dao động riêng của xylanh khi pít tông duy chuyển 25 2.4. Tần số riêng của môtơ thủy lực 26 2.5. Giá trị thu gọn 28 2.5.1. Thu gọn hệ truyền động vít me 29 2.5.2. Giá trị thu gọn của hệ truyền động bánh răng thanh răng 30 2.5.3. Giá trị thu gọn của hệ truyền động bánh răng 30 2.5.4. Giá trị thu gọn cho các bộ truyền chuyển động quay (đai, bánh vít, trục vít, xích,…) 31 CHƯƠNG 3: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN 33 3.1. Mạch thủy lực có tiết diện chảy ghép nối tiếp 33 3.2. Mạch thủy lực có các tiết diện chảy ghép song song 34 3.3. Xác định các thông số cơ bản 34 3.4. Van điều khiển 35 CHƯƠNG 4: QUY LUẬT BIẾN ĐỔI CỦA ÁP SUẤT VÀ VẬN TỐC 37 4.1. Mạch RC thủy lực 37 4.2. Quy luật biến đổi áp suất khi có RL,C,m (f=0) 38 4.3. Quy luật biến đổi vận tốc (bỏ qua rò dầu, có ma sát) 39 4.4. Tần số dao động của hệ khi tính đến C,RL,f,m 40 4.5. Mô hình điều khiển bánh máy bay bằng xylanh thuỷ lực – van tỷ lệ 41 4.6. Mô hình của một trục quay truyền động và điều khiển bằng thuỷ lực, vẽ sơ đồ khối theo thời gian 41 4.7. Mô tả hệ điều khiển bằng ký hiệu đặc tính 42 4.8. Mô tả bằng ký hiệu đặc tính, chức năng và ký hiệu nguyên lý 42 4.9. Tính áp suất và lưu lượng của hệ điều khiển tự động 42 Phần bài tập 45
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu .3 1.2 Một số mơ hình điều khiển: 1.2.1 Mơ hình điều khiển vị trí: 1.2.1.1 Điều khiển vị trí bàn máy xylanh thủy lực kết hợp với van tỷ lệ:.5 1.2.1.2 Mơ hình bàn máy sử dụng mơ-tơ thủy lực kết hợp vít me bi điều khiển bơm dầu: .6 1.2.1.3 Mơ hình bàn máy 1.2.2 Điều khiển tốc độ trục dùng mô tơ thủy lực điều khiển van tỷ lệ 1.2.3 Mơ hình điều khiển theo tải: 1.2.3.1 Mơ hình dùng xylanh điều khiển tải: 1.2.3.2 Mơ hình dùng động thủy lực (Điều khiển momen): .9 1.3 Vị trí điều khiển tốc độ quay trục dùng motor thủy lực, điều khiển van tỉ lệ 10 1.4 Hệ thống khếch đại hệ thống .18 CHƯƠNG 2: ĐỘ CỨNG THỦY LỰC, TẦN SỐ DAO ĐỘNG RIÊNG VÀ GIÁ TRỊ THU GỌN CỦA CƠ CẤU CHẤP HÀNH 20 2.1 Độ cứng thủy lực .20 2.2 Độ cứng tương đương .21 2.2.1 Độ cứng tương đương hệ chuyển động thẳng 22 2.3 Sự thay đổi vủa tần số dao động riêng xylanh pít tơng chuyển 25 2.4 Tần số riêng môtơ thủy lực 26 2.5 Giá trị thu gọn 28 2.5.1 Thu gọn hệ truyền động vít me 29 2.5.2 Giá trị thu gọn hệ truyền động bánh 30 2.5.3 Giá trị thu gọn hệ truyền động bánh 30 2.5.4 Giá trị thu gọn cho truyền chuyển động quay (đai, bánh vít, trục vít, xích,…) 31 CHƯƠNG 3: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN 33 3.1 Mạch thủy lực có tiết diện chảy ghép nối tiếp 33 3.2 Mạch thủy lực có tiết diện chảy ghép song song 34 3.3 Xác định thông số 34 3.4 Van điều khiển 35 CHƯƠNG 4: QUY LUẬT BIẾN ĐỔI CỦA ÁP SUẤT VÀ VẬN TỐC 37 4.1 Mạch R-C thủy lực 37 4.2 Quy luật biến đổi áp suất có RL, C , m(f =0) 38 4.3 Quy luật biến đổi vận tốc (bỏ qua rị dầu, có ma sát) .39 4.4 Tần số dao động hệ tính đến C , RL, f ,m 40 4.5 Mơ hình điều khiển bánh máy bay xylanh thuỷ lực – van tỷ lệ 41 4.6 Mơ hình trục quay truyền động điều khiển thuỷ lực, vẽ sơ đồ khối theo thời gian 41 4.7 Mô tả hệ điều khiển ký hiệu đặc tính 42 4.8 Mơ tả ký hiệu đặc tính, chức ký hiệu nguyên lý 42 4.9 Tính áp suất lưu lượng hệ điều khiển tự động .42 Phần tập 45 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu - Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị tự động cho hệ thủy lực (chuyển động thẳng chuyển động quay) Bảng 1.1: Các thông số điều khiển Điều khiển Vị trí Tốc độ Tải Thẳng X(cm) V(mm/s) F(N) Quay θ (rad) Ω (rad/s) M(Nm) Chuyển động - Gần đúng: dx dt F= A∗P v= Khi x, v thay đổi Q thay đổi F thay đổi P thay đổi dθ Q = dt D m Q n= Dm Ω= M =D0m P Điều khiển lưu lượng Q: Điều khiển tiết lưu: van tỷ lệ, van servo (van tiết lưu + van đảo chiều) Điều khiển thể tích: - Van tỷ lệ: Q=K v I I thay đổi Q thay đổi (vô cấp) - Van servo: Q=K sv I −K o P I thay đổi Q thay đổi (vô cấp) Q=K b H - Điều khiển áp suất: (Hiệu suất cao) Muốn thay đổi áp suất P ta điều chỉnh van tràn tự động P=K T∗I P=K V∗I Ứng dụng: - Điều khiển cánh hướng nhà máy thủy điện - Điều khiển Robot có tải lớn - Máy CNC - Thiết bị quân (Rada, tên lửa, tàu chiến) - Máy ép, máy nhấn tải lớn 1.2 Một số mơ hình điều khiển: - Điều khiển tốc độ - Điều khiển vị trí - Điểu khiển tải 1.2.1 Mơ hình điều khiển vị trí: 1.2.1.1 Điều khiển vị trí bàn máy xylanh thủy lực kết hợp với van tỷ lệ: - Cảm biến biến trở: F= - u x=K x x H Kx: hệ số khuếch đại Sơ đồ khối: vơn δ 1.2.1.2 Mơ hình bàn máy sử dụng mơ-tơ thủy lực kết hợp vít me bi điều khiển bơm dầu: i= θc Sơ đồ khối: θc θ Xác định: Gs ( s )= dθ Ω ( s )=s θ(s) dt 2π → tx Ω= θ→x Ω (s) Ω b (s) s θ ( s )= Ω ( s ) x= tx θ 2π Ω N= Ω Ω Ω0 θc - Sơ đồ khối: Chú ý: thu gọn giá trị momen quán tính khối lượng hệ số ma sát trục nguồn truyền động 1.2.2 Điều khiển tốc độ trục dùng mô tơ thủy lực điều khiển van tỷ lệ nt Bộ truyền đai thang n0 1.2.3 Mơ hình điều khiển theo tải: 1.2.3.1 Mơ hình dùng xylanh điều khiển tải: - Khi sử dụng van tỷ lệ: - Sơ đồ khối: 1.2.3.2 Mơ hình dùng động thủy lực (Điều khiển momen): - Khi sử dụng van tràn tự động: - Sơ đồ khối: 10 ... động thủy lực (Điều khiển momen): - Khi sử dụng van tràn tự động: - Sơ đồ khối: 10 1.3 Vị trí điều khiển tốc độ quay trục dùng motor thủy lực, điều khiển van tỉ lệ - Các giả thuyết +Bộ điều khiển. .. lớn 1.2 Một số mơ hình điều khiển: - Điều khiển tốc độ - Điều khiển vị trí - Điểu khiển tải 1.2.1 Mơ hình điều khiển vị trí: 1.2.1.1 Điều khiển vị trí bàn máy xylanh thủy lực kết hợp với van tỷ... nguồn truyền động 1.2.2 Điều khiển tốc độ trục dùng mô tơ thủy lực điều khiển van tỷ lệ nt Bộ truyền đai thang n0 1.2.3 Mơ hình điều khiển theo tải: 1.2.3.1 Mơ hình dùng xylanh điều khiển tải: