Электрогидравлический следящий привод

 

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩ1Й ПРИВОД, содержащий измеритель рассогласования, блок умножения, последовательно соединенные усилитель и привод регулирующего органа насоса, связанного гидролиниями с гидромотором, вал которого соединен с объектом регулирования и датчикам момента, положения и скорости, последовательно соединеннь1е датчик перепада давления, первый сумматор и блок деления, а также второй сумматор , причем датчик момента сое динен с отрицательным входом первого сумматора, датчик -скорости - с входом делителя блока деления, а датчик положения - с отрицательным входом измерителя рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и устойчивости , он снабжен интегратором, : апериодическим звеном второго порядка и двумя последовательно соеди ненными дифферейцирующими звеньями, при этом выход измерителя рассогласования через апериодическое звено соединен с одним из входов второго сумматора, а через дифференцирующие звенья и один из входов блока умножения - с другим входом второго сум матора, выход которого соединен с усилителем, выход первого сумматора связан с входом делимого блока деления через интегратор, а выход деления соединен с другим входом блока умножения. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) y F 15 В 9/03 (21) 3761819/25-06 (22) 28.06.84 (46) 30.11,85. Бюл. Ф 44 .(71) Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В. Куйбышева (72) В.Ф. Филаретов, А.Г. Белов и А.С. Суляев (53) 62-521(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1 - 848773, кл. F 15 В 9/07, 1981

Авторское свидетельство СССР Ф 928093, кл. Р 15 В 9/03, 1982. (54) (57) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД, содержащий измеритель рассогласования, блок умножения, последовательно соединенные усилитель и привод регулирующего органа насоса, связанного гидролиниями с гидромотором, вал которого соединен с объектом регулирования и датчиками момента, положения и скорости, последовательно соединенные датчик перепада давления, первый сумматор и блок деления, а также второй сумматор, причем датчик момента соединен с отрицательным входом первого сумматора, датчик скорости - с входом делителя блока деления, а датчик положения — с отрицательным входом измерителя рассогласования, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и устойчивости, он снабжен интегратором, апериодическим звеном второго порядка и двумя последовательно соеди» ненными дифферейцирующими звеньями, при этом выход измерителя рассогласования через апериодическое звено соединен с одним из входов второго сумматора, а через дифференцирующие звенья и один из входов блока умножения — с другим входом второго сум- матора, выход которого соединен с усилителем, выход первого сумматора . связан с входом делимого блока деления через интегратор, а выход блока деления соединен с другим входом блока умножения.

I где Ql„ (P) — передаточная функция привода;

W„ (P) — передаточная функция корректирующего устройства;

21

5 (P), Wp (Р) — соответственно посто- . янные передаточные функции усилителя 3, . регулирующего органа насоса 5;

W„гм (P) — передаточная функция гидропередачи, состоящей из насоса 5 и гидромотора 8, которая представляется в виде

35 K

0 () р ° фд

W„„(p)=, = (21

О,О?а К, Р+1 P (при Е = О), 40 где ?, — эквивалентный коэффиЭ циент утечек рабочей жидкости; угол поворота регулирующего органа насоса 5; — передаточное отношение

Vl а н *в редуктора;

)(=,ф щ „-характерные объемы н> насоса 5 и гидромотора 8;

kE,, „„ — коэффициенты пропорциональности;

Я ; скорость вращения надв соса 5;

V — объем рабочей жидкости в гидролинии нагнетания 6 (или 7) и полости нагнетания насоса 5

I 1?950

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в следящих системах промьппленных роботов и манипуляторов.

Целью изобретения является повышение точности и устойчивости.

На чертеже изображена схема электрогидравлического следящего привода.

Привод содержит измеритель 1 рассогласования, блок 2 умножения, пос- 10 ледовательно соединенные усилитель 3 и привод 4 регулируюгего органа (на чертеже не изображен) насоса 5, связанного гидролиниями 6 и 7 с гидромотором 8, вал 9 которого соединен редуктором (на чертеже не изображен) с объектом 10 регулирования, датчиком 11 положения, датчиком 12 скорости и датчиком момента (на чертеже не изображен), последовательно соединенные датчик 13 перепада давления, первый сумматор 14 и блок 15 деления, а также второй сумматор 16, причем датчик момента соединен с отрицательным входом сумматора 14, дат чик 12 — с входом делителя блока 15, а датчик 11 — с отрицательным входом измерителя 1, Привод снабжен интегратором 17, апериодическим звеном 18 второго порядка и последовательно связанными дифференцйрующими звеньями 19 и 20 с замедлением, при этом выход измерителя 1 через звено 18 . соединен с одним из входов сумматора 16, а через звенья 19 и 20 и один из входов блока 2 — с другим входом сумматора 16, выход которого соединен с усилителем 3.Выход сумматора 14 связан с входом делимого блока 15 через интегратора 17, а выход блока 15 соединен с вторым входом блока 2, На чертеже обозначены параметры:

К в — задающий сигнал; aC — сигнал 45 датчика ll; Я вЂ” сигнал датчика 12;

M — момент на валу 9; Р— сигнал и датчика момента; P — сигнал датчика 13; о — величина рассогласования измерителя 1. 50

Электрогидравлический следящий привод работает следующим образом.

Сигнал о через усилитель 3 поступает на привод 4 регулирующего органа насоса 5, который, создавая Ы поток рабочей жидкости в гидролиниях

6 и 7, воздействует на гидромотор 8, изменяющий положение объекта 10 ре76 2 гулирования и рассогласование о между входными сигналами g, a измерителя 1 рассогласования. При этом для устранения отрицательного влияния переменного момента инерции объекта 10 регулирования на качественные показатели работы привода в целом служит коректирующее устройство, включающее апериодическое звено 18 второго порядка и два дифференцирующих звена 19 и 20 с замедлением, Передаточная функция электрогидравлического . следящего привода в разомкнутом по положению состоянии имеет вид (ц ПЦ а (? ) а (Р1а (Р)а () 6„(P} r.?)

w() l = (),р«)(т,p«j (3) где Т и Т вЂ” некоторые неизменные постоянные времени, которые выбирают, исходя из требований к динамическим свойствам привода.

Параметры передаточной функции

W (Р) необходимо непрерывно подсти раивать с учетом текущего значения момента инерции

Передаточная функция Щ „> (р) с учетом выражений (1) — (3) имеет вид

3 11 общий момент инерции вращающихся частей гидромотора 8 и объекта !О регулирования;

) — символ дифференцирования, Параметры передаточной функции Ф„ (p) являются переменными, если нгм переменным является момент инерции2

В результате значительно изменяются и динамические свойства электрогидравлического следящего привода при изменении ) в широких пределах, возможна потеря устойчивости его работы.

Для сохранения неизменными дина мических свойств электрогидравлическаго следящего привода необходимо стабилизировать все параметры передаточной функции 9lz< (p). Для этого в цепь привода введено корректирующее устройство с передаточной функцией

95076 4 второго порядка с передаточной функцией

1 8 (ТР+ ))(TP+ )), .5 и двух дифференцирующих звеньев 19 и 20 с замедлением> причем W (p)

)1),)(Р) имеют вид

K,Р (Т Р ))

КрР

)9 (Т Р+ 1)

100 V где К К

Г "Д

Апериодическое звено 18 второго б порядка и последовательно соединенные дифференцирующие звенья 19 и 20 с замедлением включены параллельно.

Для настройки постоянной времени коррекции по текущему значению мо25 мента инерции ) служит блок 2 умножения, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный величине текущего момента инерции привода ) . В результате корректирующее устройство имеет передаточную функцию, точно соответствующую выражению (3) .

Сигнал, пропорциональный величине

I который подается на второй вход

35 блока 2 умножения, формируется следующим образом.

Угловая скорость и гидромотора 8 определяется выражением

40 (4) 45

W„„(p) = wÄ(p) WÄ() ) w,(p) а „,„(р) =

К )))) р р,1)р,у«)s

Из выражения (4) видно, что параметры передаточной функции W><(p) остаются постоянными, а значит постоянными сохраняются динамические свойства и качественные показатели всего электрогидравлического следящего привода в целом, т.е. точность и устойчивость привода не зависят от изменений момента инерции I, Коррекция W„(P) осуществляется с помощью апериодического звена 1 ее )оD1p ае-м) —. (g) зр

Сигнал датчика момента имеет вид

100 M м а передаточная функция интегратора 17 имеет вид

B результате сигнал на выходе интегратора 17 определяется выражением

Ф 1

55 (О 01V P — М) — .. Этот сигнал де*. P лится блоком 15 деления на сигнал датчика 12 скорости, определяемый

1195076

РедактоР .Т.Парфенова

Техред А.Бабинец Корректор Е.Рошко

Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7400/40

\ филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул. Проектная, 4 выражением (5), на выходе блока 15 деления, а следовательно, и на втором входе блока 2 умножения сигнал соответствует величине текущего момента инерций привода 1

Таким образом, в приводе осуществляется точный контроль текущего значения момента инерции 1 и,- следова-, тельно, обеспечивается инвариантf ность привода к нему, что направлено на повышение точности и устойчивости привода в целом в широком диапазоне изменения момента инерции. Использование предлагаемого изобретения в следящих системах промышленных роботов и манипуляторов позволяет повысить их точность и устойчивость и. тем самым повысить эффективность их использования.