ELEKTROHYDRAULICZNE ANALOGOWE I CYFROWE UKŁADY AUTOMATYKI

Andrzej Pizoń

Wydawnictwo: WNT, 1995
Oprawa: twarda
Stron: 592
Stan: bardzo dobry (-), nieaktualne pieczątki

W książce podano podstawy teoretyczne napędu i sterowania hydraulicznego oraz za­sady projektowania elektrohydraulicznych układów sterowania i regulacji o parametrach skupionych z analogowym i cyfrowym przetwarzaniem sygnałów. Opisano liniowe układy deterministyczne i probabilistyczne oraz nieliniowe układy deterministyczne. Książka jest przeznaczona dla studentów specjalności: automatyka i robotyka, mecha­nika, elektrotechnika, a także dla inżynierów i techników zajmujących się projektowaniem i eksploatacją elektrohydraulicznych układów automatyki.

SPIS TREŚCI:

Przedmowa
Wykaz ważniejszych oznaczeń

1. Wprowadzenie w zagadnienia sterowania i regulacji
1.1. Podstawowe pojęcia i definicje .        
1.2. Klasyfikacja układów sterowania    
1.3. Rola elektrohydraulicznych układów sterowania i regulacji we współczesnej technice   

2. Podstawy matematyczne projektowania ciągłych hydrauli­cznych układów sterowania i regulacji
2.1. Liczby zespolone   
2.2. Zapis operatorowy   
2.3. Szereg i całka Fouriera. Przekształcenie całkowe Fouriera i Laplace'a . . .
2.4. Rozkład na ułamki proste   
2.5. Przybliżona metoda obliczania miejsc zerowych (pierwiastków) wielomianu
2.6. Wybrane metody linearyzacji nieliniowych charakterystyk statycznych . .
2.6.1. Metoda stycznej    
2.6.2. Metoda średniej siecznej   
2.6.3. Metoda minimum błędu kwadratowego   

3. Podstawy teoretyczne napędu i sterowania hydraulicznego
3.1. Zasada działania i podstawowe parametry robocze układu hydraulicznego
3.2. Straty mocy w układach hydraulicznych   
3.2.1. Straty ciśnienia w układach hydraulicznych   
3.2.2. Straty objętościowe w układach hydraulicznych   
3.2.3. Straty hydrauliczno-mechaniczne w układach hydraulicznych    
3.2.4. Straty całkowite    
3.3. Obliczenia cieplne układów hydraulicznych    
3.3.1. Ilość ciepła wytwarzająca się w układzie hydraulicznym   
3.3.2. Ilość ciepła pozostająca w układzie hydraulicznym   
3.3.3. Ilość ciepła oddana do otoczenia    

4. Elementy hydraulicznych i elektrohydraulicznych układów sterowania i regulacji
4.1. Elementy hydraulicznych stacji zasilających   
4.11. Pompy   
4.12. Akumulatory hydrauliczne   
4.13. Zbiorniki cieczy roboczej   
4.14. Filtry    
Odbiorniki hydrauliczne (silniki hydrauliczne)   
4.21. Silniki hydrauliczne   
4.22. Siłowniki hydrauliczne   
4.23. Silniki hydrauliczne o ograniczonym kącie obrotu   
42. Elementy sterujące kierunkiem przepływu, natężeniem przepływu i ciśnie­niem cieczy   
4.31. Rozdzielacze hydrauliczne   
4.32. Zawory odcinające   
4.33. Zawory dławiące   
4.34. Regulatory przepływu   
4.35. Zawory maksymalne   
4.36. Zawory regulujące ciśnienie . . .    
4.37. Zawory redukcyjne   
4.38. Serwozawory przepływowe i ciśnieniowe   
4.39. Konwencjonalne zawory proporcjonalne    
4.3.91. Wzmacniacze elektrohydrauliczne proporcjonalne   
4.3.92. Zawory proporcjonalne przepływowe   
4.3.93. Zawory proporcjonalne ciśnieniowe   
4.310. Zawory proporcjonalne regulacyjne (nowa generacja zaworów proporcjo­nalnych)        
43. Elementy elektryczne i elektroniczne elektrohydraulicznych układów stero­wania i regulacji    
4.41. Czujniki sygnału wyjściowego   
4.42. Wzmacniacze elektroniczne do sterowania serwozaworami   
4.43. Zadajniki sygnału wejściowego    
4.44. Wzmacniacze elektroniczne do sterowania konwencjonalnymi zaworami proporcjonalnymi   

5. Zasady projektowania hydraulicznych i elektrohydraulicz­nych układów sterowania i regulacji
51. Hydrauliczne i elektrohydrauliczne układy sterowania zrealizowane w tech­nice konwencjonalnej   
5.11. Układy dławieniowego sterowania prędkością   
5.12. Układy dławieniowej synchronizacji prędkości   
5.13. Układy objętościowego sterowania prędkością   
5.14. Układy sterowania siłą (ciśnieniem)   
52. Elektrohydrauliczne układy regulacji zrealizowane w serwotechnice . . . .
5.21. Elektrohydrauliczne układy regulacji położenia i prędkości z zastosowa­niem serwozaworów przepływowych   
5.22. Elektrohydrauliczne układy synchronizacji przemieszczeń lub prędkości z zastosowaniem serwozaworów przepływowych   
5.23. Elektrohydrauliczne układy regulacji siły lub momentu z zastosowaniem serwozaworów ciśnieniowych   
53. Elektrohydrauliczne układy sterowania i regulacji zrealizowane w technice proporcjonalnej   
54. Układy hydrauliczne energooszczędne z adaptacją ciśnienia do obciążenia (układy load sensing)   

6. Systematyka oporów hydraulicznych występujących w uk­ładach sterowania dławieniowego
6.1. Systematyka oporów hydraulicznych zasilanych ze źródła stałego ciśnienia
6.1.1. Układy sterowania dławieniowego jako mostki hydrauliczne stanowiące kombinację dwóch połączeń półmostkowych   
6.1.2. Systematyka własności statycznych oporów hydraulicznych połączonych w półmostki i mostki   
6.1.3. Linearyzacja charakterystyk statycznych połączeń oporów hydraulicz­nych    
6.1.4. Szczególny przypadek zerowego przekrycia suwaka sterującego   
6.2. Systematyka oporów hydraulicznych zasilanych ze źródła stałego natężenia przepływu   
6.2.1. Szczególny przypadek półmostka hydraulicznego B„    
6.3. Układy regulacji natężenia przepływu lub prędkości jako przykłady upo­rządkowanej kombinacji oporów hydraulicznych   
6.4. Układy regulacji ciśnienia jako przykłady uporządkowanej kombinacji opo­rów hydraulicznych   

7. Podstawy dynamiki układów hydraulicznych
7.1. Modelowanie matematyczne zjawisk fizycznych zachodzących w elementach hydraulicznych układów sterowania i regulacji   
7.2. Analiza dynamiczna układu sterowania dławieniowego   
7.2.1. Układ z siłownikiem z dwustronnym tłoczyskiem   
7.2.2. Układ z siłownikiem z jednostronnym tłoczyskiem    
7.3. Analiza dynamiczna układu sterowania objętościowego   
7.4. Porównanie mocy użytecznej z mocą traconą w różnych układach elektro­hydraulicznych w stanach nieustalonych i ustalonych   
7.4.1. Modele matematyczne rozważanych układów    
7.4.1.1. Model matematyczny układu zasilanego ze źródła stałego ciśnienia . .
7.4.1.2. Model matematyczny układu zasilanego ze źródła stałego natężenia przepływu   
7.4.1.3. Model matematyczny układu z adaptacją ciśnienia do obciążenia z pom­pą o stałej wydajności   
7.4.1.4. Model matematyczny układu z adaptacją ciśnienia do obciążenia z pom­pą o zmiennej regulowanej wydajności   
7.4.2. Komputerowe badania symulacyjne rozważanych układów   
7.4.2.1. Równania stanu układu zasilanego ze źródła stałego ciśnienia   
7.4.2.2. Równania stanu układu zasilanego ze źródła stałego natężenia prze­pływu    
7.4.2.3. Równania stanu układu z adaptacją ciśnienia do obciążenia z pompą o stałej wydajności   
7.4.2.4. Równania stanu układu z adaptacją ciśnienia do obciążenia z pompą o regulowanej wydajności    

8. Projektowanie hydraulicznych i elektrohydraulicznych uk­ładów regulacji o parametrach skupionych na podstawie li­niowych deterministycznych modeli matematycznych
8.1. Projektowanie serwomechanizmów hydraulicznych    
8.11. Przyjęcie struktury i opracowanie konstrukcyjne nietypowego serwome­chanizmu hydraulicznego   
8.12. Budowa modelu matematycznego serwomechanizmu    
Badanie dokładności statycznej serwomechanizmu    
8.13. Badanie stabilności serwomechanizmu   
8.14. Sposoby stabilizacji (korekcji dynamicznej) serwomechanizmu hydraulicz­nego    
8.1.51. Stabilizacja serwomechanizmu hydraulicznego przez wprowadzenie prze­cieków    
8.1.52. Stabilizacja serwomechanizmu hydraulicznego przez wprowadzenie do­datkowego sprzężenia zwrotnego   
8.15. Sposoby stabilizacji (korekcji dynamicznej) serwomechanizmu hydraulicz­nego nie wprowadzające błędu statycznego położenia   
8.1.61. Korekcja serwomechanizmu hydraulicznego przez wprowadzenie prze­cieku dynamicznego między komorami siłownika hydraulicznego ....
8.1.62. Korekcja serwomechanizmu hydraulicznego przez wprowadzenie ciśnie­niowego sprzężenia zwrotnego z filtrem górnoprzepustowym   
8.2. Projektowanie elektrohydraulicznych układów regulacji z typowych elemen­tów katalogowych   
8.21. Budowa modelu matematycznego elektrohydraulicznego układu regulacji położenia   
8.22. Badanie dokładności statycznej elektrohydraulicznego układu regulacji położenia    
8.23. Badanie stabilności elektrohydraulicznego układu regulacji położenia . .
8.24. Badanie jakości dynamicznej elektrohydraulicznego układu regulacji poło­żenia    
8.25. Synteza dynamiczna elektrohydraulicznego układu regulacji położenia .
8.2.51. Synteza dynamiczna układu sprowadzona do syntezy parametrycznej regulatora lia podstawie kryterium stabilności aperiodycznej   
8.2.52. Synteza dynamiczna układu sprowadzona do syntezy parametrycznej regulatora na podstawie kryterium optymalnego modułu   

9. Projektowanie hydraulicznych i elektrohydraulicznych uk­ładów regulacji o parametrach skupionycn na podstawie li­niowych probabilistycznych modeli matematycznych
91. Elementy rachunku prawdopodobieństwa   
9.1.1. Statystyczne wielkości charakterystyczne zmiennej losowej typu dyskret­nego    
92. Stacjonarne procesy stochastyczne w układach liniowych   
9.21. Opis matematyczny ciągłych procesów stochastycznych    
9.2.11. Funkcja gęstości prawdopodobieństwa pierwszego rzędu    
9.2.12. Funkcja gęstości prawdopodobieństwa drugiego rzędu   
9.22. Stacjonarność i ergodyczność procesu stochastycznego   
9.23. Opis matematyczny procesów stochastycznych ciągłych stacjonarnych er- godycznych w dziedzinie czasu    
9.2.31. Czasowe wartości średnie   
9.2.32. Funkcja korelacji własnej   
9.2.33. Funkcja korelacji wzajemnej   
9.24. Opis matematyczny procesów stochastycznych ciągłych stacjonarnych er- godycznych w dziedzinie częstotliwości   
9.25. Przypadek graniczny SXx(u) = So — const zwany szumem białym ....
9.26. Przejście sygnału stochastycznego przez układ dynamiczny liniowy sta­cjonarny ciągły   
9.2.61. Opis w dziedzinie czasu    
9.2.62. Opis w dziedzinie częstotliwości   
9.2.63. Związek między opisem w dziedzinie częstotliwości a opisem w dziedzi­nie czasu   
Rozszerzenie związku między opisem w dziedzinie częstotliwości a czasu na funkcje korelacji wzajemnej i gęstość widmową, wzajemną   
9.2.64. Sredniokwadratowy uchyb regulacji   
9.2.65. Korekcja suboptymalna układów regulacji poddanych działaniu sto­chastycznych sygnałów zakłócających przy przyjęciu wskaźnika jakości w postaci minimum średniokwadratowego uchybu   
9.3. Elektrohydrauliczne układy regulacji wymagające zaprojektowania na pod­stawie probabilistycznych modeli matematycznych    
9.31. Przykład elektrohydraulicznego układu regulacji położenia   
9.32. Przykład elektrohydraulicznego zamkniętego układu napędowego suportu tokarki w celu optymalizacji procesu toczenia materiałów o losowo zmien­nej twardości   
9.3.21. Koncepcja rozwiązania projektowanego układu    
9.3.22. Ujęcie matematyczne wpływu noża dodatkowego na przebieg posuwowej siły skrawania działającej na nóż główny i dodatkowy    
9.3.23. Model matematyczny projektowanego układu   
9.3.24. Optymalizacja zużycia ostrzy noży biorących udział w procesie skra­wania    
9.3.25. Zlinearyzowany model matematyczny układu skorygowanego   
9.3.26. Algorytm badań numerycznych układu   

10. Projektowanie hydraulicznych i elektrohydraulicznych uk­ładów regulacji o parametrach skupionych na podstawie nieliniowych deterministycznych modeli matematycznych
101. Nieliniowości strukturalne występujące w hydraulicznych i elektrohydrau­licznych układach regulacji . . . .        
102. Analiza dynamiczna nieliniowych układów regulacji z zastosowaniem me­tody funkcji opisującej (linearyzacji harmonicznej)   
10.21. Wyznaczanie funkcji opisującej członu nieliniowego na podstawie jego charakterystyki statycznej   
10.22. Badanie istnienia stabilnych drgań samowzbudnych układów z jednym członem nieliniowym na podstawie algebraicznego kryterium Hurwitza .
10.23. Badanie istnienia stabilnych drgań samowzbudnych układów z jednym członem nieliniowym na podstawie kryterium Nyąuista   
10.24. Zastosowanie metody funkcji opisującej do badania stabilności hydrau­licznych układów regulacji z kilkoma nieliniowościami statycznymi i dy­namicznymi    
    10.2.41. Obszary stanu dynamicznego układu liniowego    
    10.2.42. Obszary stanu dynamicznego układu z jedną nieliniowością tarcia su­chego w prowadnicach suportu    
    10.2.43. Obszary stanu dynamicznego układu z jedną nieliniowością nasycenia spadku ciśnienia    
    10.2.44. Obszary stanu dynamicznego układu z nieliniowościami tarcia suchego i nasycenia spadku ciśnienia   
103. Analiza dynamiczna nieliniowych układów regulacji z zastosowaniem me­tody przestrzeni fazowej i płaszczyzny fazowej   
10.31. Metoda przestrzeni stanów i przestrzeni fazowej   
10.32. Metoda płaszczyzny fazowej   
    10.3.21. Serwomechanizm hydrauliczny liniowy   
    10.3.22. Serwomechanizm hydrauliczny z nieliniowością tarcia suchego   
    10.3.23. Serwomechanizm hydrauliczny z nieliniowością nasycenia natężenia prze­pływu    
10.4. Badanie stabilności nieliniowych układów regulacji za pomocą metod La- punowa    
10.41. Pierwsza metoda Lapunowa   
10.42. Druga metoda Lapunowa    

11. Elektrohydrauliczne regulowane cyfrowo układy automa­tyki
111. Wprowadzenie    
112. Podstawy matematyczne projektowania impulsowych (cyfrowych) liniowych układów automatyki   
11.21. Przejście sygnału dyskretnego w dziedzinie czasu przez układ z członem dynamicznym liniowym ciągłym    
    11.2.11. Równania różnicowe (równania rekurencyjne)   
    11.2.12. Twierdzenie o splocie funkcji dyskretnych   
11.22. Dyskretne przekształcenie całkowe Laplace'a    
11.23. Przekształcenie Z (przekształcenie Laurenta)   
11.24. Zastosowanie przekształcenia Z do rozwiązywania równań różnicowych. Dyskretna funkcja przejścia G(z)   
11.25. Przejście sygnału przez układ w obszarze zmiennej zespolonej «   
    11.2.51. Dyskretna funkcja przejścia G(z) układu otwartego   
    11.2.52. Dyskretna funkcja przejścia G(z) układu zamkniętego    
11.26. Zmodyfikowane przekształcenie Z   
113. Cyfrowe algorytmy regulacji   
11.31. Algorytm regulacji PID    
11.32. Algorytm prawie idealnego śledzenia sygnału zadanego (dead-beat) . . .
11.33. Algorytm regulacji z wykorzystaniem zmiennych stanu   
11.34. Wytyczne wyboru algorytmu regulacji   
114. Struktura sprzętowa elektrohydraulicznych cyfrowych układów automatyki zrealizowanych w technice mikroprocesorowej   
11.41. Zespół zliczania impulsów z elektronicznego urządzenia interpolująco- -kwantującego   
11.42. Zespół wzmacniaczy napięciowych sygnałów sterujących   
11.43. Zespół przetwarzający ciągi impulsów z EXE w analogowy sygnał na­pięciowy proporcjonalny do częstotliwości impulsów (pomiar prędkości
Dy)    
115. Przykład mikrokomputerowo regulowanego elektrohydraulicznego układu pozycjonowania   
11.51. Identyfikacja modeli matematycznych obiektu regulacji   
    11.5.11. Model matematyczny liniowy niestacjonarny trzeciego rzędu   
    11.5.12. Model matematyczny liniowy niestacjonarny drugiego rzędu   
11.52. Wybór algorytmów regulacji na drodze symulacji komputerowej   
11.53. Weryfikacja doświadczalna wybranych algorytmów regulacji   
116. Tendencje rozwojowe w zakresie cyfrowo regulowanych napędów hydrau­licznych    
Literatura
Katalogi i prospekty   
Skorowidz rzeczowy