Система гидроприводов дроссельного регулирования

 

СИСТЕМА ГИДРОПРИВОДОВ ДРОС РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая нелинейные блоки, соединенные выходами с входами сумматора, последовательно соединенные эадатчик, блок сравнения, усилитель , исполнительный механизм и управляемый источник питания, подключенный гидравлической линией нагнетания к входам гищюусилнтелей и датчика давления, соединенного выходом с вторым входом блока сравнения, и гидродвигателей, установленных в выходных гидравлических линиях-, соответствующих гидроусилителей, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, в нее дополнительно введены дифференциальные датчики давления , дроссели и корректирующий блок, причем каждый дифференшгальный датопс давления и каждый дроссель соединены между собой параллельно и установлены в выходной гидравлической линия соответствующего гидроусилителя последовательно с гидродвигателем,выходы дифференциальных датчиков давле- 5 ния подключены к входам соответствующих нелинейных блоков, а вход и выход кррректн { ющего блока соединены соответственно с выходом сумматора и третьим входом блока равнения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1)9) () 1) 4(5)) 6 05 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583490/24 — 24 (22) 20.04.83 (46) 15.05.85. Бюл; У 18 (72) В. В. Вельтищев, В. А. Челышев, Л. Г. Агейков и О. В. Евлахов (71) МВТУ им. Н. Э. Баумана (53) 62 — 50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 826103, кл. F 15 В 9/03, 1979.

Авторское свидетельство СССР Н 826101, кл. F 15 8 9/03, 1979. (54) (57) СИСТЕМА ГИДРОПРИВОДОВ ДРОС

СЕЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая нелинейные блоки, соединенные выходами с входами сумматора, последовательно соединенные эадатчик, блок сравнения, усилитель, исполнительный механизм и управля. емый источник питания, подключенный гидравлической линией нагнетания. к входам гидроусилнтелей и датчика давления, соединенного выходом с вторым входом блока сравнения, и гидродвигателей, установленных в выходных гидравлических линиях. соответствующих гидроусилителей, отличающаяся . тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, в нее дополнительно введены дифференциальные датчики давления, дросселн и корректирующии блок, причем каждый дифференциальный датчик давления и каждый дроссель соединены между собой параллельно и установлены в выходной гидравлической линии соответствующего гидроусилителя последовательно с гндродвигателем,выходы дифференциальных датчиков давления подключены к входам соответствующих нелинейных. блоков, а вход и выход корректирующего блока соединены соответственно с выходам сумматора и третьим входом блока сравнения.

1155991

Изобретение относится к робототехнике и может найти применение при построении электрогидравлических исполнительных механизмов роботов и манипуляторов.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия системы.

На чертеже приведена блок-схема системы, Блок-схема содержит управляемый источник питания 1, исполнительный механизм 2, блок сравнения 3,. датчик давления 4, усилитель 5, iO гидравлическую линию нагнетания 6, гидроуси лители 7 — 9 гидродвигатели 10 — 12, дросселя

13, 15, дифференциальные датчики давления

16-18, нелинейные блоки 19-21,сумматор

22, корректируюший блок 23, задатчик 24.

На чертеже обозначено l4 — выходной сигнал i-ro блока, UII,, ОЬт„, О@т входные сигналы системы, В качестве управляемого источника питания 1 может быть применен насос переменной производительности. В качестве нелинейных блоков 19 — 21 — блоки выделения модуля.

Соединение задатчнка 24, блок» сравнения 3, усилителе 4, исполнительного механизма 2 и . датчика давления 4 функционально предсгавля- S ет собой регулирующее устройство, для которого управляемый источник питания 1 явля. ется объектом регулирования.

Гидроуснлнтелн 7 — 9, пщродвигатели 1012, дроссели 13-15 и дифференицальные датчики давления 16-18 входят в состав пщропрнводов, каждый нз которых содержит по одному дросселю, дифференциальному датчику давления, гндроуснлителю и гидродвигателю. Чмсло гидроприводов и тнп гидродвнгателей в данной системе могут быть М произвольными.

Система работает следующим образом.

Задающий cNI HRJI ОИ4 с выхода зидатчика

24 поступает на первый вход блока сравнения 3, на остальные входы которого поступают сигналы О4 и О» с выходов датчика давления 4 н корректирующего блока 23.

Выходной .сигнал Оа блока сравнения 3, равный U = U,4 — 04 — О„, поступает ни вход усилителя 5. Выходной сигнал Ог усилителя 5, равный Ог = К„- . Us (где

К» — коэффициент усиления усилителя 5), поступает на вход исполнительного механизма 2, который осуц1ествляст изменение производительности управляемого источника питания 1. Ю

Управляемый источник питания 1 через гидравлическую лилию нагнетания 6 и гидроусилители 7-9 осуществляет питание гидродвнгателей 10 — 12.

При попаче входных сигналов О„„Чв„, SS

ЬК4 7

Ugg H3 управляющие входы гидроусилителей

7 — 9 от командных устройств (например, от управляющей электронно-вычислительной машины,.от" задающего органа манипулятора и т. д., которые на чертеже не показаны), в выходных гидравлических линиях гндроусюптелей 7 — 9, в которых установлены гидродвигатели 10 — 12 появятся потоки рабочей жидкости. Это потоки рабочих органов гидродвигателей 10-12 (например, вала гндромотора, штока гидроцилиндра и т.д.}.

Направление потока рабочей жидкости и соответственно перемещение рабочего органа соответствующего гидродвнгателя 10 — 12 определяется полярностью входных сигналов О „, 4

О,, U® гидроусилителей 7 — 9.

11ри изменении величин и знаков входных сигналов Овк, Овк,Оьх меняется величина суммарного расхода — рабочей жидкости, потребляемой гидродвигателями 10 — 12 оэ управляемого источника питания l. Это вызывает нзменен11е давления s гидравлической линии нагнетания- 6 до тех пор, пока разность выходного сигнала О» датчика давления 4, измеряющего давление в гидравлической ли. нии нагнетания б, и выходного сигнала Оа4. задатчика 24, усиленна» усилителем 5, не воздействует ни исполнительный механизм 2 так, чтобы нодача рабочей жидкости управ. ляемым источником питания 1 и гидравлическую линию нагнетания 6 сравнялась ь величине с суь1марным расходом рабочей жидкости, потребляемым гидродвигателями

10-12. Результатом такого кратковременного изменения давления в гидравлической линии нагнетания 6 является возникновение вынужденных рабочих органов гидродвигателей 10—

12 и тем самым снижение точности отработки входных сигналов Оет,, Us», О „

Уменьшить влияние внешних возмущении на стабильность поддержания требуемого дав пения и гидравлической линии нагнетания 6 можно с помощью комбинированного управ . пения управляемым источником питания 1.

Для этого s выходной гидравлической линни каждого усилителя 7 (или 8, или 9) последовательно с гидродвигателем 10 (или 11, или 12) установлен дроссель 13 (нли 14, нлн 15), параллельно которому установлен дифференциальный датчик давления 16 (нли

17, нли 18), Так как перепады давления на дросселях

13 — 15, которые измеряются дифференциальными датчиками давления 16 — 18, эквивалентны расходу через гидродвигатели 10 — 12 то выходные сигналы О„,, U z, О в дифферен. циальных датчиков давления являются аналогами расходов рабочей жидкости, потребляемой гидродвнгателями 10 — 12.

Выходные сигналы Ug, О, Use дифференциальных датчиков давления 16-18 че-, рез нелинейные блоки (r-.å. блоки выделения

3 Ц55 модуля) 19 — 21 поступают на входы сумматора 22.

Выходной сигнал 0 сумматора 22 эквивалентен фактическому суммарному расходу рабочей жидкости через все гидроусилители

10 — 12 данной системы, при любых полярностях входных сигналов 0В,, О, „, 0 т на .2 управляющих входах гидроусилителей (— 9.

Указанный выходной сигнал Uz постунает на вход корректирующего блока 23, который обеспечивает необходимое фазовое опережение компенсирующего сигнала, т. е. выходного сигнала 0 т. сумматора 22. Частотные свойства корректирувйцего блока 23 выбираются исходя из характеристик управляемого источника литаний 1 и не зависят от параметров гндроусилителей 7 — 9 и гидродвигателей 10 — 12.

Практически корректирующий блок с передаточной функцией

ie

k(9 p ()

>К> Р> -г — — >

gP 4 >

991 4 где .„) С, <1 %, — коэффициент уси) пения и постоянные времени корректнрующего блока 23, р — оператор Лапласа.

На выходе корректирующего блока 23 формируется сйгнал, который поступал на третий вход блока сравнения 3, что позволяет ускорить изменение параметров управляемого источника питания 7 и тем самым уменьШить в системе рассогласования между заданным и потребляемым расходом рабочей жидкости.

При этом существенно повышается точность поддержания давления в гидравлической mmsi нагнетания 6 и сводятся к минимуму взаимодействия гидродвигателей 10-12 друг на друга через управляемый источник питания 1, причем устраняется также сама возможность осуществления ложной компенсации. Кроме того, повышается точность отработки входных сигналов Овг, 0 „0 „гндродвигателями в> т Ъ

10-12, а исключение интегрирующих блоков

1 иэ системы гоэволяет повысить ее точность.

1155991

Составитель 16. Гладков

Техред ЛМикеш

Корректор, М. Роэмаи

Редактор К. Волощук

Заказ 3142/42

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 863 Подиисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5