Tóm tắt Luận án Nghiên cứu phân tích và tổng hợp thiết kế động lực học tối ưu máy lái điện - Khí tên lửa đối hải

 vịi phun và piston của động cơ 
servocylinder là các chất điểm. 
 - Máy lái chuyển động với vận tốc của tên lửa vtl khơng đổi trong 
giai đoạn quỹ đạo bay hành trình. 
 - Nguồn khí nén nĩng động lực được lấy từ sau động cơ hành trình 
tua - bin để cấp cho máy lái hoạt động là ổn định. 
 - Các biến áp suất và nhiệt độ khí nén trong các khoang xylanh của 
động cơ servoxylinder phân bố đều. 
2.3. Hệ phương trình vi phân mơ hình tốn động lực học tổng quát 
máy lái điện - khí TLĐH 
 Mơ hình tốn động lực học tổng quát máy lái điện - khí TLĐH 
gồm 7 phương trình vi phân phi tuyến tương ứng với 7 ẩn số biến thiên 
theo thời gian φ(t), Icd(t), xp(t), p1(t), p2(t), T1(t) và T2(t): 
 Phương trình chuyển động quay của cụm vịi phun - thanh từ cảm: 
 d2 ( t ) d (t)
 J M( t ) M ( t ) M ( t ) M .sign( ), (2.34) 
 tvdt2 đt msn ca msk dt
 Phương trình thay đổi cường độ dịng điện Icd(t) của hai cuộn dây 
điều khiển: 
 dIcd( t ) U cd ( t ) Z cd ( t ). I cd ( t )
 , (2.35) 
 dt Lcd
 Phương trình chuyển động của cụm piston - trục dẫn động - cánh lái: 
 d2 x() t
 mp F F F F , (2.36) 
 pqđdt2 kn lt Mqđ Pqđ
 Phương trình thay đổi áp suất trong khoang trái động cơ servocylinder: 
 dp1 () t k... K R Tn tn (k 1) n
 f11t. p n . (  n ) F .D xl . x p ( t ) 
 dt A
 Sp. l p / 2 x po x p ( t ) 
 T().() t k p t dx() t
 T( t ) T f . p ( t )11 .  ( ) p , (2.37)
 1a 2 t 1 1 a 
 Tn l p/ 2 x po x p ( t ) dt
 Phương trình thay đổi nhiệt độ trong khoang trái động cơ servocylinder: 
dT()()()() t T tdx() t T t dp t K. T ( t ). R . T
 1 1p 1 1 1 n 
 dt l/ 2 x xt ( ) dt ptdt ( )
 p po p 1 Sp. p1 ( t ). l p / 2 x po x p ( t ) 
 T()() t T t
 f. p .11 . (  ) f . p ( t ) . (  ) , (2.38)
 1t n n 1 2 t 1 1 a
 TTnn
 9 
 Phương trình thay đổi áp suất trong khoang phải động cơ servocylinder: 
 dp2 () t k... K R Tn tn (k 1) n
 f12p. p n . (  n ) F .D xl . x p ( t ) 
 dt A
 Sp. l p / 2 x po x p ( t ) 
 T().() t k p t dx() t
 T( t ) T f . p ( t )22 .  ( ) p , (2.39)
 2a 2 p 2 2 a 
 Tn l p/ 2 x po x p ( t ) dt
 Phương trình thay đổi nhiệt độ trong khoang phải động cơ servocylinder: 
 dT()()()() t T tdx() t T t dp t K. T ( t ). R . T
 2 2p 2 2 2 n 
 dt l/ 2 x xtdt ( ) ptdt ( )
 p po p 2 Sp. p2 ( t ). l p / 2 x po x p ( t ) 
 T()() t T t
 f. p .22 . (  ) f . p ( t ) (  ) , (2.40)
 1p n n 2 2 p 2 2 a
 TTnn
 Các phương trình liên hệ các biến số: 
 Phương trình điện áp trên hai cuộn dây điều khiển, điện áp này là 
điện áp đầu ra của bộ điều khiển PID: 
 t dU (t)
 U(t) K U (t) K U ( ) d K e (2.41) 
 cd P e I e D
 0 dt
 Phương trình mơ men điện - từ tác dụng lên cụm thanh từ cảm - 
vịi phun: 
 2 2
 a  2 b c2 L . (t)
 o. . 0,4 . kk tc 
 Mđt()t H m. l m 2. n cd . I cd ( t ) 
 2  b c 2 L . (t)
 kk tc
 2
 b c2 L . (t) 
 2 tc 
 Hm. l m 2. n cd . I cd ( t ) . L tc , N .m (2.42)
 b cL2 . (t) 
 tc 
 Phương trình mơ men ma sát khơ Mmsk cản chuyển động quay cụm 
thanh từ cảm - vịi phun: 
 Mmsk = Ptcvp.kmsl.rob (2.43) 
 Phương trình khối lượng mpqđ quy đổi về trục piston: 
 J L22.() x t
 m m c m 1 dc p (2.45) 
 pqđ pL2 x 2()() t d L 2 L 2 x 2 t
 b p d b p 
 Phương trình lực khí nén Fkn tác dụng lên piston 
 Fkn = Sp.(p1(t) - p2(t)) (2.46) 
 10 
 Phương trình lực li tâm Flt do chuyển động quay của trục dẫn động và 
cánh lái: 
 2
 22
 L..()()() L x t x t dx t
 dc b p p p
 Flt 22 m d J c (2.47) 
 2 2 2 2 2 
 L L x()() t L x t dt
 d b p b p 
 Phương trình lực quy đổi của mơ men khí động và mơ men ma sát 
FMqđ về trục piston: 
 1 dx() t
 F M M.() sign p (2.48) 
 Mqđ22 kđc msc dt
 Lbp x() t 
 Phương trình trọng lực quy đổi của trọng lực trục dẫn động và cánh lái 
FPqđ về trục piston: 
 Ldc.()..() x p t L c L b x p t
 F m. g . m . g .cos . (2.49) 
 Pqđ d c 3
 22 22
 Ld L b x p () t L x t
 bp() 
 Phương trình mơ men tải khí động Mkđc tác dụng lên cánh lái: 
 22
 vvtl tl 
 Mkđc C l( ). . S cl .OOta . cos C d ( ). . S cl .OO ta . sin (2.50) 
 22 
 Phương trình mơ men ma sát cản Mmsc tác dụng lên cụm piston - cơ 
cấu dẫn động - cánh lái: 
 Mmsc = Gmsc.r (2.51) 
trong đĩ: μo - hằng số từ thẩm chân khơng, H/m; μkk - hệ số từ thẩm khe 
hở khơng khí, H/m; a, b - kích thước mặt đầu của thanh từ cảm, m; c là 
khe hở giữa hai cực từ, m; Ltc - bán kính quay của thanh từ cảm, m; Hm - 
cường độ cảm ứng từ của nam châm vĩnh cửu, A/m; lm - chiều dài của nam 
châm vĩnh cửu, m; ncd - số vịng dây cuộn dây; Lcd - trở kháng cảm ứng 
 2
của hai cuộn dây điều khiển, Lcd 2 n cd . tc . S tc / 4 kk , H (ở đây: Stc là tiết 
 2
diện ngang đầu thanh từ cảm, m ); Zcd(t) - tổng trở kháng của hai cuộn dây 
 22
mắc song song, Zcd()() t R cd L cd , Ω (ở đây: ω là tần số quy luật tín 
hiệu điều khiển, rad/s; Rcd là tổng thuần trở của hai cuộn dây điều khiển 
 2
mắc song song, Rcd 4 . n cd . l tb / d cd , Ω (với ρ là điện trở suất của vật 
liệu dây cuốn, Ω.m; ltb là chiều dài của vịng dây trung bình của cuộn 
dây, m; dcd là đường kính dây quấn, m)); ΔUe(t) - điện áp đầu ra của bộ 
cộng đại số tín hiệu điều khiển Uđk(t) và tín hiệu phản hồi Ufh(t), 
ΔUe(t)= Uđk(t) - Ufh(t), V; KP - hệ số khuếch đại tỷ lệ; KI - hệ số tích 
phân; KD - hệ số vi phân; Ptcvp - trọng lượng cụm thanh từ cảm - vịi 
 11 
phun, N; kmsl - hệ số ma sát lăn của ổ bi; rob là bán kính ổ bi, m; p1(t) và 
p2(t) - áp suất khí trong khoang trái và khoang phải động cơ 
 2
servocylinder, N/m ; T1(t) và T2(t) - nhiệt độ khí cơng tác trong khoang 
 o
trái và khoang phải động cơ servocylinder, K; pn - áp suất nguồn khí 
 2 o n
nén, N/m ; Tn - nhiệt độ nguồn khí nén, K; F - tiết diện nắp xy lanh, 
 2
m ; Dxl - đường kính xy lanh, m; Ta - nhiệt độ mơi trường bên ngồi vỏ 
xy lanh; A- đương lượng cơng của nhiệt; αtn - hệ số truyền nhiệt vật liệu 
vỏ xy lanh; xpo - “khoảng chết” hành trình của piston tại đáy hai bên 
động cơ servocylinder, m; R- hằng số khí; k- hệ số đoạn nhiệt khơng 
khí; K- hằng số, K = 2kk / ( 1) ; f1t, f2t, f1p, f2p - các tiết diện thơng 
 2
vào/ra hai khoang động cơ servocylinder, m ; φ(εn1), φ(ε1a), φ(εn2), φ(ε2a) 
- các hàm lưu lượng khí vào/ra hai khoang động cơ servocylinder. ρ- tỷ 
trọng trung bình của mơi trường khơng khí trong trần bay của TLĐH 
 3
dưới âm, kg/m ; vtl - tốc độ bay hành trình của tên lửa, m/s; α - gĩc tạo 
thành bởi hướng véc tơ tốc độ bay của tên lửa và mặt phẳng tiết diện 
nâng của cánh, α = δc + αtx (ở đây: δc- gĩc lật cánh lái; αtx - gĩc tấn của 
tên lửa chiếu lên mặt phẳng cánh lái, αtx = αtx.cosψ); OOta - khoảng 
cách ngắn nhất từ tọa độ tâm áp đến trục quay cánh lái, m; Cl(α), Cd(α) - 
hệ số lực nâng và hệ số lực cản khí động của cánh lái. 
 Mơ hình tốn động lực học máy lái điện - khí TLĐH là hệ phương 
trình vi phân phi tuyến khơng thể giải được bằng phương pháp giải tích 
tường minh. Để giải mơ hình tốn trên trong luận án sử dụng phương 
pháp tích phân số Runge - Kutta được lập trình bằng phần mềm Visual 
Basic 6. 
2.4. Xác định các thơng số đầu vào khảo sát tích phân số mơ hình 
tốn động lực học máy lái 
 Các thơng số đầu vào để khảo sát tích phân số mơ hình tốn động 
lực học máy lái được xác định trên máy lái điện - khí mẫu đối chứng và 
các thơng số của bộ điều khiển máy lái được chế tạo tại luận án. 
2.5. Xác định các điều kiện ban đầu và điều kiện biên của các biến số 
2.5.1. Xác định các điều kiện ban đầu của các biến số 
 Để xác định được các giá trị ban đầu của các biến p10, p20, T10, T20 
trong trạng thái ổn lập ta buộc phải tiến hành tích phân số mơ hình tốn 
động lực học máy lái theo 2 bước: 
 Bước 1: bước chuẩn bị hoạt động: 
 - Trạng thái ban đầu: φ(0) = 0, xp(0) = 0, Uđk(0) = 0, Icd(0) = 0. 
 5 5 2 o
 - Trạng thái tiếp theo: pn = (5.10 ÷ 8.10 ) N/m , Tn = (293 ÷ 573) K. 
 12 
 - Tích phân số mơ hình tốn động lực học máy lái với các điều kiện ban 
đầu được biết trước: Uđk (0) = 0, Icd (0) = 0, Icd (0) 0 ; φ(0) = 0, (0) 0 , 
 * * 5 2
xp(0) = 0, xtp ( ) 0 và p1(0) = p2(0) = p10 p 20 pa 10 N / m ; 
 ** o
 pp12(0) (0) 0 , T1(0) = T2(0) = TT10 20 = 293 K, TT12(0) (0) 0. 
 Kết quả tích phân số mơ hình tốn động lực học đã xây dựng với các 
điều kiện ban đầu của các biến trong bước chuẩn bị hoạt động ở trên ta xác 
định được các giá trị ổn lập của các quá trình thay đổi áp suất và nhiệt độ 
trong các khoang cơng tác p10; p20; T10; T20. Các giá trị ổn lập này chính là 
các giá trị ban đầu của các biến tương ứng cho bước 2, bước hoạt động ổn 
định chấp hành tín hiệu điều khiển của máy lái. 
 Bước 2: Bước hoạt động ổn định chấp hành tín hiệu điều khiển. 
Các giá trị ban đầu của các biến trong bước này là: 
 Uđk(0) = 0 ÷ ± 5VDC, Icd (0) = 0, Icd (0) 0 ; φ(0) = 0, (0) 0 , xp(0) = 
0, và p1(0) = p10, p2(0) = p20, , T1(0) = T10; T2(0) = 
T20, . 
2.5.2. Xác định các điều kiện biên của các biến số 
 Điều kiện biên của bài tốn bao gồm: 
 - Các điều kiện biên khống chế về kích thước hình học: 
 max ()t m ax m ax và lp/ 2 x p ( t ) max l p / 2 . 
 - Các điều kiện biên khống chế vật lý: 
 ppta 1();();();() m ax pppt n a 2 m ax pTt n1 m ax TTt n2 m ax T n . 
2.6. Kết quả đặc trưng tích phân số mơ hình tốn động lực học máy lái 
 Trên các hình 2.15.a và 2.15.b dưới đây đưa ra các quá trình điển 
hình đáp ứng thời gian (với tín hiệu điều khiển hàm nấc Uđk = 4[VDC]) 
và đáp ứng tần số (với tín hiệu điều khiển hàm sin Uđk = 2sin(4π.t) 
[VDC]) của trục piston xp(t) máy lái điện - khí mạch hở trên cơ sở tích 
phân số mơ hình tốn với các giá trị thơng số đầu vào đã được xác định 
trên mẫu máy lái điện - khí đối chứng. 
 a) Đáp ứng thời gian b) Đáp ứng tần số 
 Hình 2.15. Đáp ứng thời gian và đáp ứng tần số của trục piston xp(t) 
 13 
 a) Đáp ứng thời gian b) Đáp ứng tần số 
 Hình 2.16. Đáp ứng thời gian và đáp ứng tần số của Icd(t), φ(t), vp(t) 
 a) Đáp ứng thời gian b) Đáp ứng tần số 
 Hình 2.17. Đáp ứng thời gian và đáp ứng tần số của p1(t), p2(t) và T1(t), T2(t) 
 a) Đáp ứng thời gian b) Đáp ứng tần số 
 Hình 2.18. Đáp ứng thời gian và đáp ứng tần số của f1t(t), f1p(t) và f2t(t), f2p(t) 
 Nhận xét: các kết quả tích phân số mơ hình tốn động lực học 
máy lái nhận được dưới dạng các quá trình quá độ đáp ứng thời gian tín 
hiệu điều khiển hàm nấc bậc thang và hàm dao động điều hịa hình sin 
hồn tồn phù hợp với bản chất nguyên lý hoạt động của hệ truyền động 
tự động bám như đã phân tích trong chương 1. 
 Trên cơ sở các kết quả tích phân số mơ hình tốn động lực học 
máy lái nhận được, luận án tiến hành xây dựng và xác định giá trị các 
chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá chất lượng hoạt động của máy lái. Các chỉ 
tiêu kỹ thuật này được sử dụng để đánh giá sự đúng đắn của mơ hình 
tốn động lực học máy lái đã được xây dựng. 
2.7. Xây dựng và xác định giá trị các chỉ tiêu kỹ thuật đánh chất 
lượng hoạt động của máy lái điện - khí 
2.7.1. Xây dựng các chỉ tiêu chất lượng của máy lái điện - khí 
 * Nhĩm các chỉ tiêu chất lượng đặc trưng cho chức năng hoạt động 
tự động chấp hành tín hiệu điều khiển của máy lái: Thời gian quá độ chấp 
 14 
hành tín hiệu điều khiển tp [s]; Độ quá chỉnh quá trình quá độ δ [%]; Số 
lần dao động n [lần] của trục piston xung quanh vị trí ổn lập; Sai số bám vị 
trí ε [%]; Độ dự trữ ổn định theo biên độ ∆Lođ [dB] và theo pha ∆φođ 
[deg] của máy lái. 
 * Nhĩm các chỉ tiêu chất lượng đặc trưng cho hiệu quả sử dụng máy 
lái: Cơng suất tối đa tín hiệu điều khiển máy lái Nđkmax [W]; Cơng suất tiêu 
 2
thụ động lực nguồn khí nén Nđl [W]; Hệ số hiệu quả sử dụng Khq [m /W]; 
2.7.3. Xác định giá trị các chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá chất lượng hoạt 
động của máy lái điện - khí mẫu đối chứng. 
 Trên cơ sở các quá trình đáp ứng thời gian và đáp ứng tần số của 
trục piston xp động cơ servocylinder của máy lái điện - khí TLĐH mẫu 
đối chứng xác định được: 
 - Thời gian quá độ chấp hành tín hiệu điều khiển: tp = 0,142s; 
 - Thời gian trễ : τ = 0,02s; Sai số bám vị trí: ε = 2%; 
 - Độ quá chỉnh quá trình quá độ: δ = 0% ; 
 - Độ dự trữ biên độ: ΔLođ = 9dB; 
 - Độ dự trữ pha: Δφođ = 37,5deg; 
 - Cơng suất tối đa tín hiệu điều khiển máy lái: Nđkmax = 0,228W; 
 - Cơng suất tiêu thụ động lực nguồn khí nén: Nđl = 648W; 
 - Cơng suất hữu ích lớn nhất mang tải đầu ra của máy lái: Nđcmax = 32,8W; 
 -5 2
 - Hệ số hiểu quả sử dụng: Khq = 5,4×10 m /W. 
 Như vậy, căn cứ các quá trình đáp ứng thời gian tín hiệu điều 
khiển đầu vào dạng hàm nấc Uđk = Abđ[VDC] và các quá trình đáp ứng 
tần số tín hiệu điều khiển đầu vào dạng dao động điều hịa Uđk = 
Abđ.sin(2π.f.t)[VDC] nhận được trên cơ sở sử dụng phương pháp tích 
phân số mơ hình tốn động lực học tổng quát máy lái ta xác định được 
bằng lý thuyết các chỉ tiêu chất lượng đánh giá hoạt động của máy lái. 
Độ chính xác của các giá trị chỉ tiêu chất lượng này sẽ được kiểm 
chứng, đánh giá trong phần thực nghiệm chương 3. 
2.7. Kết luận chương 2 
 - Xây dựng được mơ hình tốn động lực học tổng quát của máy lái điện 
- khí TLĐH. Mơ hình bao gồm 7 phương trình vi phân phi tuyến với 11 hàm 
dẫn xuất liên hệ giữa các biến số. Đây là mơ hình tốn động lực học phản 
ánh đầy đủ các quá trình cơ - lý xảy ra và tương tác động lực học với nhau 
trong quá trình chấp hành tín hiệu điều khiển của máy lái. 
 - Đã xây dựng thuật tốn và chương trình giải mơ hình tốn động lực 
học máy lái điện - khí TLĐH bằng phương pháp tích phân số Runge - Kutta 
sử dụng máy tính điện tử số PC bằng ngơn ngữ lập trình Visual Basic. 
 15 
 - Các kết quả tích phân số mơ hình tốn động lực học máy lái điện 
- khí TLĐH dưới dạng các quá trình quá độ đáp ứng thời gian và các 
quá trình đáp ứng tần số phù hợp với bản chất vật lý chấp hành tín hiệu 
điều khiển của máy lái. Các kết quả tích phân số nĩi trên được sử dụng 
để kiểm chứng sự đúng đắn của mơ hình tốn động lực học máy lái 
được xây dựng trong chương 3 và để giải quyết các bài tốn phân tích 
động lực học và tổng hợp thiết kế động lực học tối ưu máy lái trong 
chương 4 tiếp theo của luận án. 
 Chương 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG 
 MƠ HÌNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC MÁI LÁI ĐIỆN - KHÍ 
 Mục đích nghiên cứu: Xác định các thơng số đầu vào và kiểm 
chứng sự đúng đắn của mơ hình tốn động lực học tổng quát máy lái 
điện - khí TLĐH được xây dựng. 
3.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 
 - Xây dựng sơ đồ và giá thử nghiệm cho từng thơng số cần đo trong phịng 
thí nghiệm. 
 - Sử dụng các thiết bị và dụng cụ đo lường đo giá trị các thơng số. 
 - Xử lý các kết quả đo. 
3.2. Kết quả thử nghiệm 
3.2.1. Thực nghiệm phân đoạn 
 Thực nghiệm phân đoạn xác định được hai thơng số sau: 
 - Giá trị mơ men ma sát Mmsc: Mmsc = 2,074 ± 0,019 N.m. 
 - Đặc tuyến mơ men mơ men giả tải khí động Mgtkđ(α). 
3.2.2. Thực nghiệm tổng hợp 
 Trên các hình 3.8, 3.11, 3.12 và 3.14 thể hiện một số quy luật thực nghiệm 
đặc trưng đáp ứng thời gian của trục piston xp(t) máy lái mẫu đối chứng. 
 Hình 3.8. Đáp ứng thời gian của trục Hình 3.11. Đáp ứng thời gian của trục 
 5 2 5 2
 piston với pn = 5.10 N/m piston với pn = 8.10 N/m 
 o o
 (Uđkv(t) = ± 4VDC; Tn = 573 K) (Uđkv(t) = ± 4VDC; Tn = 573 K) 
 16 
 Hình 3.12. Đáp ứng thời gian của trục Hình 3.14. Đáp ứng thời gian của trục piston 
 piston với Uđkv(t) = ± 2VDC với Uđkv(t) = ± 4VDC 
 5 2 o 5 2 o
 (pn = 8.10 N/m ; Tn = 573 K) (pn = 8.10 N/m ; Tn = 573 K) 
3.3.2. Kiểm chứng sự đúng đắn của mơ hình tốn động lực học máy 
lái điện - khí TLĐH. 
 Trên các hình 3.16, 3.19, 3.20 và 3.22 thể hiện một số quy luật lý 
thuyết đặc trưng đáp ứng thời gian của trục piston xp(t) với bộ thơng số 
đầu vào tương ứng như trong thử nghiệm tổng hợp. 
 Hình 3.16. Đáp ứng thời gian lý thuyếtcủa Hình 3.19. Đáp ứng thời gian lý thuyếtcủa 
 5 2 5 2
 trục piston với pn = 5.10 N/m trục piston với pn = 8.10 N/m 
 o o
 (Uđkv(t) = ± 4VDC; Tn = 573 K) (Uđkv(t) = ± 4VDC; Tn = 573 K) 
 Hình 3.20. Đáp ứng thời gian lý thuyếtcủa Hình 3.22. Đáp ứng thời gian lý thuyếtcủa 
 trục piston với Uđkv(t) = ± 2VDC trục piston với Uđkv(t) = ± 4VDC 
 5 2 o 5 2 o
 (pn = 8.10 N/m ; Tn = 573 K) (pn = 8.10 N/m ; Tn = 573 K) 
 Xử lý các kết quả xử lý thực nghiệm và lý thuyết tương ứng với 
các giá trị pn và Uđkv(t) khác nhau ta xác định được các chỉ tiêu kỹ thuật 
cơ bản như một phần tử tự động hĩa: thời gian trễ τ, thời gian chấp hành 
tp, sai số kèm bám vị trí trục piston ε, độ quá chỉnh δ. Các kết quả được 
thống kê trong bảng 3.5 và bảng 3.6: 
 17 
 Bảng 3.5. Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản thay đổi theo thơng số áp suất 
 o
 nguồn khí nén pn (Uđkv(t) = ± 4VDC; Tn = 573 K) 
 pn, 
 5 6 7 8 
 [×105N/m2] 
 Thực Lý Thực Lý Thực Lý Thực Lý 
 nghiệm thuyết nghiệm thuyết nghiệm thuyết nghiệm thuyết 
 τ(pn), [s] 0.016 0.015 0.014 0.013 0.012 0.012 0.007 0.007 
 tp(pn), [s] 0.252 0.260 0.198 0.212 0.188 0.198 0.184 0.180 
 ε(pn), [%] 9.6 9.3 5.9 5.6 4.5 4.7 1.6 1.6 
 δ(pn), [%] 0 0 0 0 0 0 0 0 
 Bảng 3.6. Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản thay đổi theo thơng số điện áp 
 5 2 o
 điều khiển đầu vào Uđkv (pn = 8.10 N/m ; Tn = 573 K) 
 Uđkv, [VDC] 2 3 4 5 
 Thực Lý Thực Lý Thực Lý Thực Lý 
 nghiệm thuyết nghiệm thuyết nghiệm thuyết nghiệm thuyết 
 τ(Uđkv), [s] 0.017 0.016 0.011 0.011 0.007 0.007 0.006 0.006 
 tp(Uđkv), [s] 0.122 0.120 0.152 0.150 0.184 0.180 0.223 0.230 
 ε(Uđkv), [%] 1.1 1.1 1.5 1.4 1.9 1.8 3.7 3.5 
 δ(Uđkv), [%] 0 0 0 0 0 0 0 0 
 Phân tích so sánh các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm 
nhận được trong các bảng 3.5 và 3.6 ta rút ra các nhận xét sau: 
 - Dạng quy luật thay đổi các quá trình quá độ đáp ứng tín hiệu điều 
khiển xp(t) nhận được bằng nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực 
nghiệm tương ứng đối với máy lái điện - khí nguyên mẫu đối chứng là 
hồn tồn tương đồng và cĩ sự trùng khớp cao; 
 - Sai lệch lớn nhất về chỉ tiêu chất lượng độ tự trễ τmax khơng quá 7%; 
 - Sai lệch lớn nhất về chỉ tiêu chất lượng thời gian đáp ứng quá trình 
quá độ tpmax khơng quá 7%; 
 - Sai lệch lớn nhất về sai số bám vị trí khâu đầu ra trục piston 
trong trạng thái ổn lập εmax khơng quá 5%. 
 (Các phương án cĩ sai lệch lớn nhất được tơ đậm trong các bảng 
3.5 và 3.6) 
 Như vậy, các kết quả phân tích đánh giá nêu trên cho thấy của mơ 
hình tốn động lực học máy lái điện - khí đã được xây dựng và phương 
pháp giải bảo đảm sự đúng đắn, độ chính xác cần thiết để làm cơ sở khoa 
học cho những nghiên cứu, tính tốn lý thuyết tiếp theo trong luận án. 
3.4. Kết luận chương 3 
 Kết quả thử nghiệm phân đoạn và tổng hợp đã xác định được: 
 - Giá trị mơ men cản chuyển động cụm piston - cơ cấu dẫn động - 
cánh lái để bổ sung hồn thiện mơ hình tốn động lực học máy lái. 
 18 
 - Đặc tuyến mơ men của thanh lị xo xoắn mơ phỏng tải khí động 
thay cho việc tạo tải khí động tác dụng lên trục quay cánh lái trong 
phịng thổi khí động phục vụ thử nghiệm tổng hợp máy lái điện - khí 
nguyên mẫu trong phịng thí nghiệm. 
 - Các quá trình đáp ứng thời gian tín hiệu điều khiển với các thơng 
số tín hiệu điều khiển và động lực học đầu vào Uđk, pn khác nhau, trên 
cơ sở đĩ đã xác định được các chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng là thời gian 
tự trễ τ, thời gian quá độ đáp ứng tín hiệu điều khiển tp, sai số bám vị trí 
trục piston ε, độ quá chỉnh δ. 
 Kết quả phân tích so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật τ, tp, ε, δ nhận được 
bằng thực nghiệm trên máy lái điện - khí nguyên mẫu và trên mơ hình tốn 
động lực học máy lái đã kiểm chứng sự đúng đắn cho phép của mơ hình 
tốn động lực học máy lái đã xây dựng làm cơ sở khoa học tin cậy để giải 
quyết các bài tốn quan trọng là bài tốn phân tích động lực học và bài tốn 
tổng hợp thiết kế động lực học tối ưu trong chương 4 tiếp theo của luận án. 
 Chương 4. PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP THIẾT KẾ TỐI ƯU 
 ĐỘNG LỰC HỌC MÁY LÁI ĐIỆN - KHÍ 
4.1. Phân tích động lực học máy lái điện - khí 
4.1.1. Xác định các nhĩm thơng số thiết kế cần khảo sát 
 * Nhĩm các thơng số thiết kế bộ servovalve: Cường độ từ trường 
thanh nam châm vĩnh cửu kích từ, Hm [A/m]; Chiều dài thanh nam châm 
vĩnh cửu kích từ, lm [m]; Đường kính dây của nam châm điện điều khiển, 
dcd [m]; Số vịng cuộn dây của n