Устройство стабилизации угла наклона рабочего органа землеройно-планировочной машины

 

Изобретение относится к строительно-дорожному машиностроению и позволяет повысить точность стабилизации угла наклона рабочего органа (РО) землеройно-планировочной машины за счет поддержания его заданного угла. Устройство содержит датчик 1 и задатчик 2 угла наклона РО. Причем задатчик 2 непосредственно, а датчик 1 через корректор 16 подключены к входам пороговых элементов (ПЭ) 8 и 9. Выходы ПЭ 8 и 9 соединены с входами исполнительных элементов (ИЭ) 10 и 11 и с другими входами корректора 16. Последний содержит последовательно соединенные элемент 4 вычитания, интеграторы 3 и 5 и блок 6 переменного масштабирования, выход которого и выход элемента 4 вычитания подключены к входам сумматора 6, являющегося выходом корректора 16. Принцип действия устройства основан на симметрировании динамических характеристик ИЭ при перемещении РО по вертикали, которое происходит путем изменения постоянной времени T<SB POS="POST">гп</SB> корректора 16. При этом корректор 16 вносит в закон изменения упреждение на интервал времени T<SB POS="POST">гп</SB>+Τ,гдЕ Τ - время запаздывания. С выхода корректора 16 сигнал отклонения поступает на ПЭ 8 и 9, где сравнивается с сигналом заданного задатчиком 2 угла наклона РО. С выходов ПЭ 8 и 9 на ИЭ 10, 11 поступает управляющий сигнал на перемещение РО в соответствии с величиной и знаком компенсируемого отклонения. Одновременно по командам с ПЭ 8 и 9, подаваемым в блок 6 корректора 16, осуществляется переключение коэффициента передачи ветви, образуемой интегратором 5 и блоком 6. Интегратор 3 и элемент 4 формируют динамическое звено, которое фильтрует вибропомеху, поступающую на датчик 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 Е 02 F 9/20

И1: ."

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4340782/25-03 (22) 10.12.87 (46) 07.11.89. Бюл. К 41 (71) Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению (72) В.Е.Руфов, П.В.Сасс-Тисовский9

М.А.Ватуев, С.В.Борисов и Л.И.Шаталов (53) 622.878 (088.8) (56) Скловский А.А. Автоматизация дорожных машин. Рига, АВОТС, 1980, с. 151.

Авторское свидетельство СССР

У 1167279, кл. E 02 F 9/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ УГЛА

НАКЛОНА РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОПЛАНИРОВОЧНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к строительно-дорожному машиностроению и позволяет повысить точность стабилизации угла наклона рабочего органа (РО) землеройно-планировочной машины за счет поддержания его заданного угла. Устр-во содержит датчик 1 и задатчик 2 угла наклона PO. Причем за„„SU„„1520199 А1

2 датчик 2 непосредственно, а датчик

1 через корректор 16 подключены к входам пороговых элементов (ПЭ) 8 и .

9. Выходы ПЭ 8 и 9 соединены с входами исполнительных элементов (ИЭ)

10 и 11 и с другими входами корректора 16. Последний содержит последовательно соединенные элемент 4 вычитания, интеграторы 3 и 5 и блок 6 переменного масштабирования, выход которого и выход элемента 4 вычитания подключены к входам сумматора 6, являющегося выходом корректора 16.

Принцип действия устр-ва основан на симметрировании динамических х-к ИЭ при перемещении PO по вертикали, ко а торсе происходит путем изменения постоянной времени t „ корректора 16.

При этом корректор 16 вносит в закон изменения упреждение на интервал

С: времени t,„ +, где L — время запаздывания. С выхода корректора 16 сиг- 2 нал отклонения поступает на ПЭ 8 и 9, где сравнивается с сигналом заданного задатчиком 2 угла наклона PO. С выходов ПЭ 8 и 9 на ИЭ 10, 11 постувиаФ

3 1520199 4 пает управляющий сигнал на перемещение РО в соответствии с величиной и знаком компенсируемого отклонения.

Одп по командам с ПЭ 8 и 9, подаваемым в блок 6 корректора 16, осуществляется переключение коэффициИзобретение относится к строительI но-дорожному машиностроению, в частности к устройствам управления рабочим органом землеройно-планировочных машин.

Цель изобретения — повьш1ение точности стабилизации за счет поддержания заданного угла наклона рабочего органа. 20

На фиг. 1 изображена функциональ, ная схема устройства стабилизации угла наклона рабочего органа землеройно-планировочной ыашь1ны, на фиг. 2 — функциональная схема блока переменного масштабирования.

Устройство стабилизации содержит датчик 1 угла наклона, котсрьп! представляет собой унифицированный измеритель маятникового типа с электромагнитным демпфированием, задатчик

2 угла наклона рабочего органа, представлчющик собой переменный потенциометр, первый интегратор 3, элемент 4 вычитания, в-орой интегратор 5, блок 6 переменного масштабирования, суьматор 7, первый 8 и второй

9 пороговые элементы, а также первык

10 и второй 11 исполнительные механизмы, представляющие собой у11ифиц11рованные релейные электрогкдрозолотники. Сумматор 7 соединеп .с вторым входами пороговых элементов 8 и 9, первые входы которых соединены с задатчиком 2 угла наклона,, а выходы соответственно соединены с исполнительными механизмам!1 10 и 11. Датч11к

2 угла наклона соединен с первым входом элемента 4 вычитания, второй вход которого соединен с выходом пер-,„

50 вого интегратора 3, причем выход элемента 4 соединен с вхсдаьа интегратора 3 и 5, а также с первым входом сумматора 7, второй вход которо" го соединен с выходом блока 6 переменного масштабирования. Второй и

55 третий входы блока 6 соответственно соединены с выходами пороговых элементов 8 и 9, которые соответственно ента передачи ветвй, образуемой интегратором 5 и блоком 6. Интегратор

3 и элемент 4 формируют динамическое звено, которое фильтрует вибропомеху, поступающую на датчик 1. i з.п. ф-лы,.

2 ил. соединены с исполнительными механизмагли 10 и 11. Первый вход блока 6 соединен с выходом второго интегратора 5.

Блок 6 переменного масштабирования (фиг.2), являющийся составной частью устройства стабилизации угла наклона рабочего органа, содержит первый 12 и второй 13 делители напря-. жения, обеспечивающие масштабирование входного сигнала, первый 14 и второй 15 ключи, подкл1оча!ощие сдкн из делителей напряжения !!pi работе соответствующего исполнительного механизма. Блок 6 содержит две параллельные ветви, Первая ветвь состоит кз последовательно сседк1!е1!11ь х " елкгеля 12 напряжения к кгпо 1! 14,, втсpBJ1 — соответственно кз делителя 13 к к: to«11 15. Три этом свобсдпь!" IJ .Oä!! клo=ieA 14 и 15 ссответствеппо яиля! отея HTOpüû и третьим вхсдамк блока

6, объединенные входы делителей 12 и 13 -- первы!г входом этого б}!Ока, а обьединенные выходы клочей 14 и 15 выходом блока 6;

Устройство работает-следующим сбраз 01.!.

В х0,.-.1е процесса плж!Ирсвк11 на ра*бси}!1- 00« а де!!Стс11ч о " — а1" 01 е эя"" н

111,!е 11а1-рузкк и колебания 110011 "Oë ма1!11 !«1Ь1, y qiIT DIK "- УГЛа Н с1с .ЛО На фсРМ11Р У" ет с1.-.; пял„г1ропсрциональпый велич!!!!е угла 1!аклопа. В случае наезда колес маши !ь! ка неровности возникают поперечные колебания ее рамы, которые пеРРД81ОТСЯ II!1 Псж H ВЬ!ЗЫВ81ОТ GTKJIOHC ния его углового пoJYQ iiQIIия От 38. дян110го 31!а«1е11кя, Да11ее этк О гкг10не ния всспркнкмаются датчиком 1 угла наклона. Зятем сигнал отклонения попадяe 1 в еoppBIiTop 16 (GI состои из двух пнтеграторОв 3 и 5, элемент8.

4 вычитания, блока 6 переменнсгс масштабированкя и сумматора 7), который формирует желаемую частотну!о характеркстику устройства путем ксм-1520199 6 вносимое в устройство, будет соответственно изменено. Кроме того, с целью повышения помехоустойчивости s корректор введены интегратор 3 и элемент

4 вычитания, которые в совокупности формируют динамическое звено. с малой постоянной времени инерционности

Это звено фильтрует нибропомеху, поступающую на датчик.

Эффект, получаемый от переключения величины (дополнительное повышение точности и устойчивости регулирования), обусловлен следующими особенкостями функциониронания гидропривода и рабочего оборудования: за счет влияния вертикальной составляющей силы сопротивления грунта перемещению рабочего оборудования вниз

20 увеличивается время запаздывания на исполнение соответствующей команды (в этом случае 7 = 0,2 с), причем. запаздывание срабатывания ненагруженной гидросистемы равно 0,07 с, у а ее постоянная времени t „, = 0„15 с; при перемещении рабочего оборудования вверх время запаздывания увеличивается только за счет люфтов (обычно в этом случае 7= 0,1 с.

Изменение 3. при смене направления движения ножа ведет к появлению статической ошибки и снижает устойчивость регулирования. Очевидно, что повышение точности компенсации изменений (компенсация достигается переключением масштабного коэффициента блока 6, при этом t принимает два фиксированных значения:

= 0,35 с и t „ = 0,25 с) снижает вредное влияние несимметричности исполнительных механизмов, а следовательно, повьппает точность работы системы в целом.

Таким образом, если входное отклонение компенсируется движением вниз, то корректор формирует постоянную времени форсирования t „,, а если вверх, то С, (1 + Р

1 +Р с

С„= t3-!i + 3

«e:!cсцпп постоянной времени t u

rn з;3.33а.-,:3ь3нан33я 3". гидропринода.

Д33угими сло33ами принцип действия

;,.;сдлагаемого устройства основан на

5 си.3метриронании динамических характе33истнк исполнительного механизма при перемещении рабочего органа.по вер3ч3кали., Симметриронание происходит путем изменения постоянной времени 1Q корректора, Передаточная функция корректора представляет собой функцию форсирующего звена с малой остаточной инерционностью

15 где 3,, — изменяемая постоянная времени;

t„, — малая постоянная времени.

Для гидропринода с постоянной времени t,, и временем запаздывания гораздо меньшими 1 с справедливо

В условиях знакопеременнои нагрузки и неидептичности исполнительного механизма из еняются t«, и Г, что приводит к необходимости изменять величину,t,, при перемещении рабочего органа по вертикали. Корректор 16

33носит н закон ".правления упреждение на интервал времени а „, +, при этом и

-ioHûèûåòñH точность и устойчивость регулирования. 35

С выходя корректора 16 (т.е. с выхода сумматора 7) сигнал отклонения поступает на пороговые элементы 8 и 9, где сравнивается с сигналом заданного задатчиком 2 угла наклона ножа, На .ныходах элементов 8 и 9 вырабат:-,333аются команпы, поступающие на электрогидранлические исполнительные

;IqxaHIIsmI 10 и 11. По этим командам осуществляется перемещение левого края ножа вверх и вниз н соотнетстI3I I N C Н Е ЛНЧИН Ой H 3 H GEOM I(GMIIeHCHP ieмого отклонения.

По командам" элементов 8 и 9, по-,,а33аемпм II бг..-,=.. 6 переменного масшт".биронания осушестнляется переключение коэффициента передачи ветви, образуе," ой интегратором 5 и блоком 6.

Так как постоянная времени форсироЛ на1 -"я корректора . = - +" опреде-55

33яетс -. только коэффициентом передачи у азанной ветви, ""c н зависимости от кома Ip,, :-оступающих на исполнительные механизмы 10 и 11, упреждение, Формула из об ретения

1. Устройство стабилизации угла наклона рабоче ro ор гана з емлеройнопланировочной машины, содержащее датчик угла наклона рабочего органа, задатчик угла наклона рабочего органа, соединенный с первыми входами двух пороговых элементов, выходы ко-. торых подключены к соответствующим

1520199 вого и второго пороговых элементов, а выход блока масштабирования соединен с вторым входом сумматора.

20

Составитель G. Капканец

Техред Л.Сердюкова

Корректор И. Иаксимишинец

Редактор Л.Зайцева

Заказ 6731/34 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 исполнительным механизмам, и сумматор, соединенный с вторыми входами пороговых элементов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации за счет поддержания заданного угла наклона рабочего органа, оно снабжено двумя интеграторами, элементом вычитания и блоком переменного масштабирования, при этом к первому входу элемента вычитания подключен датчик угла наклона рабочего органа, а выход элемента вычитания соединен с первым входом сумматора и входами обоих интеграторов, выход первого интегратора подключен к второму входу эле" мента вычитания, а выход второго интегратора подключен к первому входу блока переменного масштабирования, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы пер2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок переменного масштабирования содержит два делителя напряжения и два ключа, причем выход первого делителя напряжения подключен к первому входу первого кпюча, а выход второго делителя напряжения подключен к первому входу второго ключа, при этом входы обоих делителей напряжения объединены и являются первым входом блока переменного масштабирования, вторым и третьим входами которого являются .соответственно вторые входы первого и второго ключей, выходы обоих ключей объединены и являются выходом блока переменного масштабирования.