Электрогидравлическая следящая система

 

Система относится к области горнодобывающей промыпшенности,может найти широкое применение в приводах мощных экскаваторов и врубовых машин и является усовершенствованием известной системы по авт.св. № 1149212. В системе решается задача компенсации влияния изменения сопротивления обмотки управления электромеханического преобразователя, возникающего из-за изменения температуры рабочей жидкости в процессе работы системы. .-В процессе работы системы сигнал задания сравнивается с текущим поло ,.жением вала гидроусилителя в преобразователе напряжение - ток, на выходе , которого формируется сигнал рассогласования в виде тока управления . Этот ток.через последовательно соединенные резисторы поступает на обмотку управления электромеханического преобразователя. Последний .воздействует на гидродвигатель с гидроусилителем, меняя положение нагрузки на валу гидродвигателя. Кроме того, на третий вход преобразователя напряжение - ток с выхода генератора осциллирующего напряжения через ключ поступает напряжение, частота которого значительно превышает частоту сигнала задания. На выходе преобразователя это напря- .жение вызывает появление осциллирующего тока, величина которого постоянна и не превышает десяти тгроцентов от максимальной величины тока управления. Изменение сопрот ивления обмотки управления вызывает изменение осциллирующего напряжения на входе электромеханического преобразователя . Осциллирующее напряжение суммируется со сглаженным осциллирующим напряжением, пропускается через фильтр высоких частот и амплитудный детектор с осреднением, на выходе.которого формируется напряжение , пропорциональное изменению сопротивления обмотки управления. Это напряжение запоминается в блоке памяти, выходной сигнал которогопоступает на сигнальные входы компараторов , на опорные входы которых .пост9 пают выходные напряжения источника постоянного напряжения. При срабатывании компараторы формируют сигналы управления ключами, шунти- .рующими последовательно соединенные резисторы. Ток, протекающий по обмотке управления, детектируется амплитудным детектором. Его выходной сигнал сравнивается в компараторе с опорным напряжением. Выходной сигнал этого компаратора управляет ключом, установленным на выходе генератора осциллирующего напряжения, а также инвертируется и поступает на управляющий вход блока памяти. 1 ил. i СО ю О) ее со N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5и 4 G 05 В 11/01

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ния через ключ поступает напряжение, частота которого значительно превышает частоту сигнала задания. На выходе преобразователя это напря †. жение вызывает появление осциллирующего тока, величина которого постоФ янна и не превышает десяти процентов от максимальной величины тока .управления. Изменение сопротивления обмотки управления вызывает изменение осциллирующего напряжения на входе электромеханического преобразователя. Осциллирующее напряжение суммируется со сглаженным осциллирующим напряжением, пропускается через фильтр высоких частот и ампли- 3 тудный детектор с осреднением, на выходе. которого формируется напряжение, пропорциональное изменению ( сопротивления обмотки управления.

Это напряжение запоминается в блоке памяти, выходной сигнал которого.поступает на сигнальные входы компараторов, на опорные входы которых пост9.лают выходные напряжения источника постоянного напряжения. При срабатывании компараторы формируют С5 сигналы управления ключами, шунти- С рующими последовательно соединенные М резисторы. Ток, протекающий по обмотке управления, детектируется амплитудным детектором. Его выходной сигнал сравнивается в компараторе с опорным напряжением. Выходной сиг-,ф нал этого компаратора управляет ключом, установленным на выходе ге- М нератора осциллирующего напряжения, а также инвертируется и поступает на управляющий вход блока памяти.

1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1149212 (2I) 3769841/24-24 (22) 06.07.84 (46) 15.07.86. Бюл. Ф 26 (72) Б.M. Вайсман, Л.А. Громова, В.Г. Лесков и Н.М. Фомин (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство CCCP

¹ 1149212, кл. G 05 В 11/01,"0.10.83. (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ.

СИСТEMA (57) Система относится к области горнодобывающей промышленности, может найти шир окое применение в" приводах мощных экскаваторов и врубовых машин и является усовершенствованием известной системы по авт.св. Р 1149212.

В системе решается задача компенсации влияния изменения сопротивления обмотки управления электромеханического преобразователя, возникающего из-за изменения температуры рабочей жидкости в процессе работы системы.

- В процессе работы системы сигнал задания сравнивается с текущим поло,жением вала гидроусилителя в преобразователе напряжение — ток, на выходе. которого формируется сигнал рассогласования в виде тока управ-. ления. Этот ток.через последовательно соединенные резисторы поступает на обмотку управления электромеханического преобразователя. Последний .воздействует на гидродвигатель с гидроусилителем, меняя положение нагрузки на валу гидродвигателя.

Кроме того, на третий вход преобразователя напряжение — ток с выхода генератора осциллирующего напряже„„SU„, 1244633 А 2

1 1

Изобретейие относится к горнодобывающей промышленности и может найти широкое применение, например, в приводах мощных карьерных экскаваторов и врубовых машин.

Целью изобретения является повышение быстродействия и помехозащищенности следящей системы.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы.

Состема содержит преобразователь напряжение — ток 1, электромехани— ческий преобразователь 2, гидродвигатель с гидроусилителем 3, нагрузкой 4, датчик 5 обратной связи, фильтр 6 выделения высоких частот, амплитудный,детектор 7 с осреднени— ем, первый — третий резисторы

8-10, первый — четвертый кгючи

11 — 14, первый — четвертый компараторы 15-18, генератор 19 осциллирующего напряжения, источник 20 постоянного напряжения, резисторы 21-25, источник 26 питания, резистор 27, амплитудный детектор 28, обмотку

29 управления, элемент НЕ 30, задат— чик 3 1, блок 32 памяти,. сглаживающий фильтр 33, сумматор 34., общую шину 35, датчик 36 тока.

На чертеже приняты следующие обозначения, Π— выходной сигнал задатчика 3 1, который к тому же является входным сигналом системы, „„ц — выходной сигнал чет2зертого ключа 14, „ — выходной сигнал преобразователя напряжение — ток 1, 2оп U выход сигналы источника 20 постоянного напряжения, ь11 — выходной сигнал амплитудного детектора 7 с осреднением, 2 — ток управления, параметры обмотки 29 управления.

В состав датчика 36 тока входят, / резистор 27 и общая шина 35.

В состав источника 20 постоянного напряжения входят резисторы 21-25, общая шина 35 и источник 26 питания.

Система работает следующим образом.

Под действием входного сигнала

О, с выхода задатчика 31 в обмотке

29 управления образуется ток управления.

Гидродвигатель с гидроусилителем

3, нагрузкой 4 начинает 2трабатывать входной сигнал U „, а датчик

5 обратной связи путем подачи сигнала на вход преобразователя напрявыходной координаты системы в пределах зоны нечувствительности

О, l градуса.

В процессе работы. системы происходит разогрев рабочей жидкости и, следовательно, изменение сопротивленин обмотки 29 управления электромеханического преобразователя 2, кото)2ая, как правило, выполняется медным проводом. В связи с тем, что преобразователь напряжение — ток 1 поддерживает амплитуду тока в обмотке 29 управления неизменной, то изменение осциллирующего напряжения пропорционально изменению температуры рабочей жидкости в гидродвигателе с гидроусилителем 3, следоватеп:ьно, изменению сопротивления обмотки 29 управления. Изменение осциллирующего напряжения подавляется сглаживающим фильтром 33, пропускается сумматором 34, выделяется с помощью фильтра 6 выделения высоких частот и амплитудного детектора 7

30 с осреднением, так что на его выходе образуется медленно меняющееся напряжение bU, пропорциональ ( ное изменению сопротивления обмот ки 29 управления.

Напряжение ь U cс . IвIIы хоo2дI а амплитудного детектора. 7 с осреднением поступает на сигнальный вход блока 0

32 памяти и передается на его выход.

С выхода блока 32 памяти напряже— ние, причем на опорные входы последних с резис1 торов 2.1-23 поступают сигналы

U, Ос,2 с источника 20 постоян -10 2 ного напряжения. При U ) U

onq

О „, Uqz последовательно срабаты244633 2 жение — ток 1 компенсируется выходной сигнал 0д задатчика 31.

Юх

В исходном положении на третий вход преобразователя напряжение—

5 ток с генератора 19 осциллирующего напряжения через нормально замкнутые контакты ключа 14 поступает синусоидальное напряжение относительно общей шины 35, частота которого значительно превышает частоту задающего напряжения И „с выхода задатчика 31. Амплитуда осциллирующего тока о в обмотке 29 управления электромеханического преобра1> зователя ? обычно составляет малую часть от максимального тока I> мс кс, управления, т.е., 6 О, 1 что обычно эквивалентно изменению

244633

3 1 вают компараторы 15 — 17 и câoèìï вь:— ходами напряжениями включают ключи

11-13. В свою очередь сигнальные входы и выходы ключей шунтируют последовательно соединенные резисторы

8-10. Таким образом, в процессе разогрева обмотки 29 управления сопротивление нагрузки преобразователя напряжение — ток 1 остается практически неизменным и равным сопротивлению обмотки 29 управления в нагретом состоянии. При возрастании амплитуды выходного сигнала 0 „ задатчика 31 через обмотку 29 управления, датчик 36 тока протекает ток управления, близкий к 3

Ч мс кс

Выходной сигнал датчика 36 тока детектируется амплитудным детекто— .ром 28 и поступает на сигнальный вход четвертого компаратора 18, на опорный вход которого поступает напряжение с четвертого выхода источника 20 постоянного напряжения.

Опорное напряжение 0оп4 выбирается такой величины, чтобы срабатывание четвертого компаратора 18 происходило при достижении током Д управ J пения максимальной величины (обычно

При достижении током Лц управления величины, большей 0,7 „„,, срабатывает четвертый компаратор 18 и своим выходным напряжением закрывает ключ 14 и тем самым от входа системы отключается осциллирующий сигнал 0, высокой частоты, вызывающий дополнительный непроизводительный расход рабочей жидкости.

При дальнейшем увеличении входного сигнала U< системы вся производиI тельность насосной станции расходуется на увеличение скорости отработки системой входного сигнала, т.е. повышается быстродействие системы при отработке максимальных выходных сигналов задатчика, не менее, чем на 25X.. Чтобы не нарушилась работа системы после отключения напряжения осцилляции, сигнал с выхода компаратора 18 через элемент

НЕ 30 поступает на вход управления блока 32 памяти, переводя его в режим запоминания величины д Ц на выходе на период отключения напряжения осцилляции.

При наличии медленно меняющегося токà >> управления системы и быстроменяющегося осциллирующего напряf pн1 я F) обл о (!у..:, ° .. ;< деляется напряжение управления и высокочастотного напряжения. Сумма этих напряжений подается на сглаживающий фильтр 33 и после сглахеивания подается на первый вход сумматора 34, на первый вход которого подается сумма напряжений. В сумматоре

34 происходит вычитание сглаженного и суммарного напряжений. Амплитуда частоты сигнала управления на выходе сумматора 34 в 2 и более раз ниже, чем непосредственно на обмотке 29- управления. Таким образом, на вход фильтра 6 выделения высоких частот поступает сигнал, в котором существенно снижена помеха от влияния амплитуды рабочего сигнала управления системы и тем самым повышается ее помехозащищенность в 2 и более раз. Под действием выходного сигнала U z> задатчика 3! в.обмотке 29 управ"ения образуется ток управления и.гидродвигатель с гидроусилителем 3 с нагрузкой 4 начинает отрабатывать этот сигнал, а датчик 5 обратной связи путем подачи сигнала на вход преобразователя 1 компенси— рует выходной сигнал И задатчика 31.

Применение предлагаемой следящей системы позволяет повысить быстродействие системы при отработке сигналов задания на 253 без дополнительного расхода рабочей жидкости, что приводит к повышению эффективности работы системы, например, при управлении руляла подвижных объектов.

Кроме того, в 2 и более раз повьлшается помехозащищенность системы за

40 .счет предварительной отработки информационного сигнала, снимаемого с обмотки управления, что приводит к повышению надежности и точности системы и к исключению ложных сра45 батываний в системе.

В связи с тем, что быстродействие в предлагаемой системе обеспечивается при меньшем расходе рабочей

50 жидкости, чем в прототипе, то в ней могут быть установлены гидродвигатели с меньшими массогабаритными характеристиками и более низкой стоимостью, 55

Формула изобретения

Злектрогидравлическая следящая система по авт.св. ¹ 1149212, 1244б33 памяти, выход третьего ключа соеци— нен с входом фильтра выделения выСоставитель 10.Главков

Редактор H.Слобоцяник Техред И.Ходанич Корректор Л. Патей

Тираж 836 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская ваб., д. 4/S

Заказ 3914/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, в ней дополнительно установлены чет— вертый ключ, элемент НЕ, блок памяти, сглаживающий фильтр, сумматор и последовательно соединенные датчик тока, амплитудный детектор и четвертый компаратар, причем выход генератора осциллирующего напряжения соединен с третьим входом преобразова- . теля напряжение — ток через четвертый ключ, выход амплитудного детектора с осреднением соединен с сиг-

HRJIbHbIMH входами первого, второго и третьего компараторов через блок соких частот через последовательно соединенные сглаживающий фильтр и сумматор,, подключенный вторым входом к выходу третьего ключа, вход цат— чика тока соединен с электрическим выходом электромеханическога преоб1б разователя, опорный вход четвертого компаратора подключен к четвертому выходу источника постоянного напряжения,, а выход — к управляющему

L входу четвертого ключа и через эле15 мент HF. :.ñ управляющему входу блока памяти.,