Устройство для управления механизмом экскаватора

 

Изобретение позволяет с высокой точностью и быстродействием управлять приводом поворота одноковшового экскаватора , выполненным по системе управляемьм преобразователь-двигатель. Для этого устр-во снабжено включенным между регуляторами (Р) положения 2 и скорости 5 задатчиком интенсивности (ЗИ) 4 и эталонной моделью позиционного регулирования (ЭМПР) 13. Она входом соединена с задатчиком 1 положения , а выходом через компаратор 12 с входом Р 7 тока. Напряжение на выходе Р 2 является заданием на CKO-.I рость привода и через ЗИ 4 поступает на вход Р 5. Темп изменения напряжения с ЗИ 4 определяет величину ускорения привода. ЭМПР моделирует динамическую систему привода, описываемую уравнением второго порядка. Сигнал с выхода ЭМПР пропорционален эталонной скорости и сравнивается в компараторе 12 с сигналом с датчика 6 скорости . При наличии рассогласования на вход Р 7 подается сигнал на изменение тока, а следовательно, и момента двигателя 10. Это обеспечивает . синхронизацию скорости двигателя с ее эталонным значением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (С (Л 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1449643 А1 5д 4 E 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3949051/22-03 (22) 30.08.85 (46) 07.01.89. Бюл. Ф 1 (71) Московский инженерно- строительный институт им. В.В.Куйбышева и

Свердловский горный. институт им. В.В.Вахрушева (72) Ю.М.Иржак, А.В,Шлыков, В.Н.Полузадов, Л.А.Антропов, В.В.Елисеев, Ф.Д.Босько, А.В.Полузадов, Л.П.Глазунов и Е.П.Овдин (53) 621.879.34 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 442271, кл. Е 02 Р 9/20, 1974.

Авторское свидетельство СССР

В 590409, кл. Е 02 F 9/20, 1978.

Иржак Ю.М. и др. Опыт автоматизации рабочих процессов одноковшовых экскаваторов. Обзор. M.: ЦНИИЭИУголь, Вып. 2, 1984.

Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. — М.: Энергия, 1.972, с.92.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации датчика ПДФ-3 . Завод нызковольтной электроаппаратуры, Уфа, 1977.

Справочник по интегральным микросхемам./Под ред. Б.В.Тарабрина, M.t

Энергия, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение позволяет с высокой точностью и быстродействием управлять приводом поворота одноковшового экскаватора, выполненным по системе управляемый преобразователь-двигатель.

Для этого устр-во снабжено включенным между регуляторами (Р) положения 2 и скорости 5 задатчиком интенсивности (ЗИ) 4 и эталонной моделью позиционного регулирования (ЭМПР) 13. Она входом соединена с задатчиком 1 положения, а выходом через компаратор 12 с входом P 7 тока. Напряжение на выходе P 2 является заданием на ско- i рость привода и через ЗИ 4 поступает на вход P 5. Темп изменения напряжения с ЗИ 4 определяет величину уско" рения привода, ЭМПР моделирует динамическую систему привода, описываемую уравнением второго порядка. Сигнал 2 с выхода ЭМПР пропорционален эталонной скорости и сравнивается в компараторе 12 с сигналом с датчика 6 скорости. При наличии рассогласования на вход P 7 подается сигнал на изменение тока, а следовательно, и момента двигателя 10. Это обеспечивает ". „ф синхронизацию скорости двигателя с ее эталонным значением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1449643 и

Изобретение относится к управлению приводамч производственных механизмов, выполненных по системе управляемый преобразователь - двигатель и обладающих значительными моментами инерции, изменяющимися в процессе работы в больших пределах, в частности к приводам поворота од" ноковшовых экскаваторов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности управления.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для управления . механизмом экскаватора.

Устройство содержит задатчик 1 положения, подключенный к первому входу регулятора 2 положения, к второму входу которого подсоединен датчик 3 положения. Выход регулятора 2 положения связан через задатчик 4 интенсивности с первым входом регулятора 5 скорости, второй вход которого подключен к датчику 6 скорости. Регулятор 7 тока первым входом подключен к выходу регулятора 5 скорости, а вторым входом — к датчику 8 тока ,якорной цепи привода.

Регулятор 7 тока связан с управляемым преобразователем 9, питающим двигатель 10. Выход задатчика 1 положения подключен к входу эталонной модели 11 системы позиционного регулирования, выходом подключенной к первому входу компаратора 12, вторым входом связанного с датчиком 6 ско- 35 рости привода, а выходом " с регулятором 7 тока. Эталонная модель 11 системы позиционного регулирования выполнена на последовательно включенных эталонном регуляторе 13 положе- 0 ния, эталонном регуляторе 14 скорости, первым 15 и вторым 16 интеграторах. Выход интегратора 16 связан с первым входом эталонного регулятора

13 положения, второй вход которого 45 подключен к выходу задатчика 1 положения. Выход первого интегратора 15 подключен к второму входу компаратора 12.

Устройство работает следующим об- 5О разом.

Сигнал с задатчика 1 положения, который вводится или машинистом при выполнении первого цикла работы или программным устройством, поступает на регулятор 2 положения. В регуляторе 2 положения этот сигнал сравнивается с сигналом, поступающим с датчика 3 положения и пропорциональным действительному угловому перемещению привода. Напряжение на выходе регулятора 2 положения является заданием на скорость привода и поступает на вход задатчика 4 интенсивности.

С выхода задатчика 4 интенсивности напряжение, линейно изменяющееся во времени, поступает на первый вход регулятора 5 скорости, на второй вход которого подается сигнал с датчика 6 скорости. Темп изменения напряжения с задатчика 4 интенсивности определяет требуемую величину ускорения привода. На выходе регулятора 5 скорости имеется сигнал только при рассогласовании сигналов с датчика 6 скорости и задатчика 4 интенсивности.

Этот сигнал является заданием на ток якорной цепи и подается на первый вход регулятора 7 тока, вторым szoдом, соединенным с датчиком 8 тока.

Регулятор 7 тока управляет, таким образом, напряжением управляемого преобразователя 9, питающего двигатель 10.

Эталонная модель 11 позиционного регулирования представляет собой аналоговое моделирующее устройство, которое моделирует динамическую систему привода поворота экскаватора достаточно точно, описываемую дифференциальным уравнением второго поряд" ка. Эта эталонная модель состоит из последовательно соединенных эталонных регуляторов 13 положения и скорости: 14, а также первого 15 и второго 16 интеграторов. Сигнал с выхода эталонного регулятора 14 скорости. пропорциональный току привода, поступает на вход первого интегратора 15, где функционально преобразуется в сигнал, пропорциональный скорости у по формуле

d(Dy

Isp дЕ = MB-Ncт э где I„ — приведенный момент инерции механизма;

М вЂ” момент, развиваемый двигателями;

Y. — статический момент механизма.

Выход первого интегратора 15 соединен с входами второго интегратора

16 и компаратора t2, а. вход " с выходом эталонного регулятора 14 ско1449643 рости, вход которого соединен с вы- самым повысить производительность ходом регулятора 13 положения. экскаватора.

Сигнал с выхода первого интегратора 15, пропорциональный эталонной скорости привода, поступает на вход второго интегратора 16„ где преобразуется в сигнал, пропорциональный положению эталонной модели, по формуле

Формула изобретения 1&э — = 4) д э диненные эталонный регулятор положения, эталонный регулятор скорости, первый и второй интеграторы, причем первый вход эталонного регулятора положения является входом эталонной

50 чен к второму входу эталонного регулятора положения.

ВНИИПИ Заказ 6939/31

Тираж 637

Подписное

Произв .-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 .г и далее поступает на вход эталонного регулятора 13 положения, на другой вход которого поступает сигнал задания с выхода задатчика 1 положения.

Сигнал с выхода эталонной модели

11 системы позиционного регулирования, снимаемый с выхода первого ин" тегратора 15, поступает на первый вход компаратора 12. Этот сигнал сравнивается с подаваемым на второй вход компаратора 12 сигналом с датчика 6 скорости, При наличии рассогласования между этими сигналами на вход регулятора 7 тока с выхода компаратора 12 подается сигнал, вы" зывающий изменение тока, а следовательно, и момента двигателя 10, что обеспечивает синхронизацию скорости двигателя с ее .эталонным значением, снимаемым с выхода первого интегратора 15.

Проведенные испытания предлагаемого устройства показывают, что оно обеспечивает высокую точность и быстродействие при отработке заданных перемещений.

Задатчик 1 положения, регулятор 2 положения, задатчик 4 интенсивности, регулятор 5 скорости и регулятор 7 тока могут быть выполнены по известным схемам. Датчик 3 положения и датчик скорости могут быть выполнены, например, на базе датчика ПДФ-3.

Эталонная морель привода может быть реализована, например, на базе операционных усилителей.

Устройство для управления меха" низмом по предварительным данным может сократить длительность транспортных операций на 1,5-3Х и тем

1. Устройство для управления механизмом экскаватора, содержащее датчик скорости двигателя, управляемый преобразователь, включенный в цепь питания двигателя, регулятор тока, подключенный к управляемому преобразователю, задат .ик положения, выход которого подключен к первому входу регулятора положения к второму входу которого подключен датчик положения, регулятор скорости, выход которого подключен к первому входу регулятора тока, к второму входу которого подключен датчик двигателя тока, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точ" ности управления, устройство снабжено задатчиком интенсивности, ком- паратором и эталонной моделью системы позиционного регулирования выход которой подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к третьему входу регулятора тока, а выход датчика скорости подключен к второму входу компаратора и к первому входу регулятора скорости, к второму входу которого подключены последовательно соединенные регулятор положения, и задатчик интенсивности, причем выход задатчика положения подключен к входу эталонной модели системы позиционного регулирования.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что эталонная модель системы по"-иционного регулирования содержит последовательно соемодели системы позиционного регулирования, а выход первого интегратора является выходом эталонной модели системы позиционного регулирования, а выход второго интегратора подклю