MODELING OF PROCESSES IN AN OPEN-CLOSED AUTOMATIC CONTROL SYSTEM WITH HYDRAULIC DRIVE

DOI: 10.31673/2409-7292.2025.029301

Abstract

The article investigates the properties of an open-type automatic control system as a component of a unified stabilization
system for a firearm on a highly mobile transport base. A hydraulic drive is proposed as an actuator in the stabilization system.
According to the results of the preliminary analysis, this type of actuator satisfies the conditions for the stabilization system to
function. To study the dynamics of processes in an open-type automatic control system (ACS), the transfer function of the
system is derived in the work. The stages of mathematical modeling of the components of an open-type automatic control system
are presented: a control signal source, an electromagnetic valve for controlling the spool mechanism, and a hydraulic cylinder.
The control signal source is presented as a linear dynamic link. The dynamics of the electromagnetic valve is modeled by a firstorder equation that takes into account the inertia of converting an electrical signal into a working fluid flow rate. The hydraulic
cylinder is presented as an integrating link that establishes a connection between the fluid flow rate and the piston movement
(load). Based on the transfer functions of the components, the overall transfer function of the system is determined, taking into
account inertial characteristics (mass of moving parts), damping factors and hydraulic dynamics. The transient and frequency
characteristics of the open-loop automatic control system are simulated, which confirms the adequacy of the model. The
proposed approach can be used not only for analyzing the stability and quality of control of hydraulic drives in industrial and
transport vehicles, but also as recommendations for building hydraulic drives under the guidance of mathematical models or
artificial intelligence.
Keywords: automatic control system, transfer function, hydraulic cylinder, solenoid valve, transient, frequency
characteristics, mathematical model.

References
1. Кузавков В.В., Поляк I. Є. Аналіз транспортної бази для встановлення стабілізованої платформи
нетипової артилерійської системи. Комп'ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво. 2023. № 50.
С. 15–20. DOI: https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2023-50-02.
2. Кузавков В.В. Лапа В.І. Солодовник В.І. Інтеграція об’єкта ТЗ-ВЗ в автоматизовану систему
управління вогнем артилерії. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. 2024. №84.
С. 82-90. DOI: https://doi.org/10.17721/2519-481X/2024/84-09.
3. Kuzavkov V. V., Gostev V. I. Parametric Synthesis of Digital Pseudolinear Correcting Devices. Journal of
Automation and Information Sciences. 1997. Vol.29, no.2-3. P.133-136. DOI: https://doi.org/10.1615/jautomatinfscien.v29.i2-3.170.
4. Ірлик Ю. А., Стопакевич А. О. Аналіз перспектив застосування технологій штучного інтелекту для
побудови автономних промислових систем автоматичного керування. Автоматизація технологічних і бізнеспроцесів. 2024. № 4. С. 8–13. DOI: https://doi.org/10.15673/atbp.v15i4.2578.
5. Organization Method of Computing Processes in Multiprocessor Computing Systems [Електронний ресурс]
// Intelligent Technologies and Robotics. 2024. Режим доступу: https://doi.org/10.1007/978-3-031-84228-3_
6. Міщук Д. О. Дослідження динамічної моделі гідравлічного циліндра об’ємного гідроприводу. Гірничі,
будівельні, дорожні та меліоративні машини: зб. наук. праць. 2016. № 87. С. 74–81.
7. Бурєнніков Ю. А., Козлов Л. Г., Репінський С. В. Вибір параметрів системи керування гідроприводом
з насосом змінної продуктивності на основі дослідження його стійкості. Вісник Вінницького політехнічного
інституту. 2006. № 6. С. 211–217.
8. Крутіков Г. А., Стрижак М. Г. Синтез параметрів електрогідравлічного слідкуючого привода виходячи
з заданої точності позиціювання робочого органа, швидкодії і характеру перехідного процесу. Вісник
Національного технічного університету «ХПІ». 2022. № 2. С. 35–40. DOI: 10.20998/2079-0775.2022.2.04.
9. Маловичко В. К., Брунеткін О. І. Дослідження автоматичної системи регулювання рівня води в групі
підігрівачів високого тиску. Інформатика, обчислювальна техніка та автоматизація. ТНУ імені В. І. Вернадського,
2021. № 3, Том 32(71). С. 117–122. DOI: 10.32838/2663-5941/2021.3/19.
10. Голубенко О. Л., Романченко О. В., Соколов В. І., Степанова О. Г. Методика проектного розрахунку
автоматичного електрогідравлічного приводу обертального руху та об’ємного регулювання. Вісник
Східноукраїнського національного університету. ВСНУ імені Володимира Даля, 2022. № 2(272). С. 15–22. DOI:
10.33216/1998-7927-2022-272-2-15-22.