مدل‌سازي اثر شتاب خارجي بر شير سروو الكتروهيدروليك دو مرحله اي فلاپر- نازل

Modeling the effects of the external acceleration on the two stage flapper- nozzle servo electro hydraulic valves

شير هاي الكتروهيدروليك در كاربردهاي مهندسي بسيار مورد استفاده قرار مي گيرند. اين شير ها به‌عنوان عضوي واسط، امكان استفاده از كنترل الكتريكي را براي سامانه‌هاي هيدروليكي فراهم مي آورند. اين شير ها فرمان هاي الكتريكي را به فرمان هاي هيدروليكي تبديل مي كنند. به دليل عملكرد دقيق اين شير ها، اغتشاش در اجزاي شير موجب اختلال در فرايند كنترل مجموعه مي شود. شير هاي سروو الكتروهيدروليك به‌وسيله شتاب محيطي بسيار تحت تاثير قرار مي گيرند. نمونه اين اختلال در كاربرد هاي هوافضا ديده مي شود. در يك شير دومرحله‌اي فلاپر- نازل شتاب خارجي فشار سيال خروجي از نازل ها و هم چنين موقعيت پاياي فلاپر و اسپول را تحت تاثير قرار مي دهد. اثر شتاب بر معادلات ديناميك اجزاي شير به‌صورت يك نيروي مجازي خود را نشان مي دهد. در نتيجه هنگامي كه جريان الكتريكي اعمالي صفر است، اجزاي شير از وضعيت تعادل خود جابه‌جا شده و عملكرد نامطلوب شير نتيجه مي شود. در اين پژوهش فشار هاي تحريك اسپول به صورت غير پايا مدل شده اند و اثر شتاب خارجي بر موقعيت اسپول و فلاپر در نظر گرفته‌ شده است و در نهايت مدل به‌دست‌آمده با آزمون شير سروو الكتروهيدروليك در شتاب ثابت صحه گذاري شده است.

The electrohydraulic valves are commonly used in the engineering applications. These valves, as the medium elements, prepare the hydraulic systems for the electrical control applications. For the precise performance of these valves, disturbances in the valve elements dynamics will disturb the control process of the system. The electrohydraulic servo valves are greatly affected by the external acceleration, for instance in the aerospace applications. In a two stage flapper- nozzle electrohydraulic valve, the external acceleration changes the pressure of the fluid leaving the nozzles and affects the flapper and spool of the valve like a virtual force. Thus, when the applied current is zero, the acceleration diverts the spool of the valve from the equilibrium point, and unwanted performance in the valve occurs. In this study the pilot pressures of the spool are modeled in unsteady state condition. The effects of the acceleration on the flapper and the spool of the two stage electrohydraulic valve are investigated. At the end, the obtained model is verified by use of the experimental data.