Über die dynamische Stabilität hydraulischer Steuerungen unter Berücksichtigung der Strömungskräfte

در هیدرولیک روغن دو گزینه برای کنترل دبی و تغییر جهت جریان وجود دارد. از یک طرف می توان از پمپ هایی استفاده کرد که دبی و جهت آنها قابل تغییر باشد. در اینجا، جابجایی پمپ باید تغییر کند، از جمله نیروهای نسبتا زیادی در فواصل طولانی مورد نیاز است. بنابراین زمان کنترل مربوطه زیاد است. یکی دیگر از گزینه های کنترل، شیر کنترل است که در آن دبی عرضه شده توسط یک پمپ با دبی ثابت با دریچه گاز اندازه گیری می شود. اگرچه این کنترل در معرض تلفات بالایی است، اما مطلوب ترین رفتار زمانی را در بین تمام کنترل های قبلی شناخته شده با عملکرد یکسان دارد [1]. بنابراین این نوع کنترل در جاهایی که زمان کنترل کوتاه مهم است استفاده می شود. اگر چنین کنترل هیدرولیکی (شکل 1) برای تشکیل مدار از طریق یک بازخورد خارجی بسته شود، این سیستم، مانند هر مدار کنترلی، می تواند ناپایدار شود. معیارها برآورده نمی شوند. مسائل مربوط به ناپایداری چنین مدارهایی اغلب مورد بحث قرار گرفته است [1]. این مشکل به ویژه در کنترل‌های هیدرولیکی سیستم‌های پس از شکل‌دهی روی ماشین‌ابزار رخ می‌دهد، زیرا ثابت‌های بالای سیستم برای دستیابی به دقت‌های مورد نیاز ضروری است [1]، [2]. با این حال، اغلب اتفاق می افتد که مدار هیدرولیک باز ناپایدار است.

Für die Steuerung des Durchflußstromes und die Änderung der Durchfluß­ richtung gibt es in der Ölhydraulik zwei Möglichkeiten. Man kann einerseits Pumpen benutzen, deren Fördermenge und -richtung veränderlich sind. Hierbei muß das Verdrängvolumen der Pumpe verändert werden, wozu relativ große Kräfte über längere Wege erforderlich sind. Die entsprechenden Steuerzeiten sind daher groß. Eine andere Steuerungsmöglichkeit stellt das Steuerventil dar, bei dem die Dosierung des durch eine Pumpe mit konstanter Fördermenge gelieferten Durchflußstromes durch Drosselung geschieht. Diese Steuerung ist zwar stark verlustbehaftet, hat jedoch das günstigste Zeitverhalten aller bisher bekannten Steuerungen gleicher Leistung [1]. Von dieser Steuerungsart wird daher überall dort Gebrauch gemacht, wo es auf kurze Steuerzeiten ankommt. Wird eine solche hydraulische Steuerung (Abb. 1) über eine äußere Rückführung zu einem Kreis geschlossen, so kann dieses System wie jeder Regelkreis instabil I I I I I I I __ ...J L __ __ -.J Abb.l Hydraulische Steuerung mit verschiedenen inneren Rückführungen werden, wenn die entsprechenden Stabilitätskriterien nicht erfüllt sind. Die Fragen der Instabilität solcher Kreise sind häufig behandelt worden [1]. Besonders häufig tritt dieses Problem bei hydraulischen Folgeregelungen von Nachformsystemen an Werkzeugmaschinen auf, da zur Erreichung der geforderten Genauigkeiten hohe Systemkonstanten notwendig sind [1], [2]. Es kommt aber oft vor, daß der offene hydraulische Kreis instabil ist.