Устройство управления положением рабочего органа строительно-дорожных машин

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБ РЕТЕ Н Nfl

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)603732

Союз Советскии

Социалистических

Республик (6!) дополнительное к авт. свил-ву (22!Заявлено 21.06.74 (2!) 2043863/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.78, Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания0 .0 1. Мб (51) М. Кл.

Е 02 F 3/84

Государстаенный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК 621.878.23 (088.8) (?2) Авторы изобретения

Д. M. Маш, В. И. Беркман, М, П. Зайцев, А. Н. Сорокин и С. С. Шедровицкий

Всесоюзный научно-исследовательский институт строитепьного и дорожного машиностроения (?1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛО)КЕНИЕМ

РАБОЧЕГО ОРГАНА СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ

МАШИН

Изобретение относится к устройствам управления положением рабочего органа землеройных, планировочных и иных строительно-дорожных машин относительно их курса или угла наклона в поперечной или продольной плоскости.

Известна аппаратура для автоматической стабилизации наклона мобильной машины относительно горизонта, включающая датчик положения, задатчик, усилитель сигнала рассогласования, усилитель мощности и электрогидравлическое исполнительное устройство (1) .

Однако в этом устройстве выходной сигнал представлен напряжением постоянного тока, величина которого пропорциональна сигналу ошибки, что не позволяет получить пропорциональную характеристику регулятора при его !5 работе на электрогидравлическом исполнительном устройстве дискретного действия.

Известна также система автоматической стабилизации поперечного наклона отвала автогрейдера, включающая датчик положения отвала, задатчик, генератор, усилитель сигнала рассогласова н и я, дем сдул ятор, усилител ь мощности и электрогидравлическое исполнительное устройство (2).

Недостатком этого устройства является то, что длительность импульсного управляющего 25

1 сигнала не изменяется с изменением величины рассогласования, что не позволяет достигнуть высокой позиционной точности системы.

Известно устройство управления положением рабочего органа строительно-дорожных машин, содержащее датчик и задатчик положения рабочего органа, блок сравнения, модулятор сигналов, усилитель и исполнительный механизм, которое устраняет недостаток, присущий указанной системе стабилизации и вырабатывает управляющий сигнал, пропорциональный величине рассогласования (3).

Устройство имеет ряд суьцественных недостатков. Прежде всего, в данной систсм дулированный сигнал рассогласования поступает Hd два сравнивающих устройства (триггеры Шмидта), чувствительность которых должна настраиваться индивидуально. В таком устройстве невозможно управление чувствитсльностью системы путем изменения одного пз параметров, например чувствительности измерительного участка схемы. Отсутствует возможность регулировки статической характеристики устройства управления, не обеспечивается возможность работы системы с исполнитсльными механизмами пропорционального управления, так как имеет зону нечувствительности, плохо регулируемую в области нулевого сипи1)()3732

45

SS,13 (когд» fi T рассогласования), кроме того певозмож О в широком диапазон«управлять с!УВСТВИТЕЛЬ>!О«1»J<) П ЛИЛПаЗОНОМ J33)ICJJCHII53 ЛПll(п.)ого (ц!Нротпо-модулированного) сигнал»

:3» «1«т нзх!ененпя крутизны треуголы!ы. импульсов, - так как их уров«llh в значит«лы!Ой м(р«определяется уровнем срабатывания тр !ггеров Шмидта, что в конечном итоге приводит к уменыпснпю точности управления.

Цель изобретения — упрощение конструкции II повышение точности управления.

ЛГ!5! этого предлагаемое устройство снабжено блоком регулирования уровня и блоком суммирования, к входа<х! которого подключены зс1,13тке!!IIЯ РЯООчcГО ОРГсl на 11 AIОДУ ,151ТОР СИ ГНсl. !ОВ, ПОДКЛЮЧЕННЫЙ К ВЫХОДУ ОЛОКЯ регулировки уровня, а выход блока суммироваlIJI53 l1 выход датчика положения подключены к блокх сравнения.

Н» фпг. 1 изображена блок-с.;ема устройства % II!)(JB;I«JIII53; и» фпг. 2 даны диаграммы (пгнллов устройства управления; fl» фиг. 3— ст ITIIHññêèå хлр»ктерпстики устройства.

У«Т1)ойство имеет датчик 1 фактическо!о поло>кения рабочего органа, каковым может быть потснцпометрическое, индуктивное, смкоcTJfoc f13è llil<)c хстройство, имеющее на выходс и»пряж fill(постоянного тока (после выпрямл«IIIIH и фильтрации в случае питания преооря Iol)»lcлей п«ременным током) и изменяюш«« спгн,lë в соответствии с изменением положения контролируемого объекта. Задатчик 2 н«обходимого положения рабочего органа мож(т пм«ть (!Нллогпч>)ый датчику или иной преобРс! Зовс!ТЕ,! Ь ТЯКЖ(С ВЪ|ХОДНЫ М H»IIPH>l(CIIII(.Ы постоянно).о тока. Задатчик 2 подсоединен к одному Bxo (у олокя суммирования 3, а к дру1ом) входу подключен модулятор 4, который пр«дст»вляст собой генератор периодического

IHIl<. йно изменяющегося напряжения (пилообР»знОГО 1! IНРЯж(.. н1!Я) В 010ке c) х!м11РОВЯния

3 сигнал мод)лятора 4 накладывается на спгн»л з»датчика 2, т. е. суммируется переменная состлвляк)щая сигнала модулятора и IfocToHllH»51 «оставляющая сигнала э»датчика, не изменяя последн«й. К модулятору 4 I103coc3IIнсн блок регу IHpoBI(ll уровня линейно изменяющегося напряжения 5.

1х блоку суммирования 3 подсоединены зядатчик 2 и модулятор 4 (см. фиг.1), но к Ift му могут быть подсоединены также датчик 1 и модулятор 4, что не меняет характера преооразования сигналов и сущности изобретения.

3,атчик,1 и блок суммирования 3 подсоединены к входам блока сравнения 6, каковым может быть любое быстродействующее устройство с высокой чувствительностью, например, выполненное на основе дифференциального усилителя. Блок сравнения соединен с усилителем

7, подключенным в свою очередь к исполнительному механизму.

В случае работы системы с исполнительным п мехагп)Ямах!и пропорционального действия у«нлптег)ь 7 имеет два выхода, сигналы î I которых снимаются по парафазной схеме для обесп«ченпя нулевого сигнала на исполнительНОМ МСХс1НИЗМЕ 8 При раВЕНСтВ(«!fell»;l<)B дат!

Нка и задатчикл. При раб<)те си«темы с псПос!НИтЕЛЬНЫМП МЕХаНИЗМЛМП „:JJCÊðÅTÍOÃО дЕй«! !)ия выходы успл)ггеля 7 co«1JIHcffbf с двумя исполннтельнь)мп механизмами 8, к которым для обеспечения нулевого .Нгнала подсоедпне,!ы блоки опорных напря>кений с регуляторамп

)увствительностп.

Работа устройства осуществляется в соответствии с диаграммамп (см. фпг. 2) следующим образом. Уровни сигналов датчика 1 и задатчика 2 задаются иерем«)ц«ннем движков потенциометров Il представлены на диаграммах линиями «à» и «б» соответственно.

Уровни пилообразного напряжения модулятора 4 устанавливаются блоком регулировки уровня 5. На фиг. 2 представлены диаграммы с высоким уровнем линейно изменяющегося напряжения по амплитуде (низкой чувствптельIJo«TbJo системы — — диаграммы 1, II, III), и низким уров)3ем линейно изменяющегося напря

3«пия (высокой чувствительностью системы— диаграммы 1), << и У1). Это напря>кение в блоке суммирования 3 накладывается на напряжение задатчика и представлено на диаграммах линиями «в».

На выходах блока сравнения 6 появляк)<ся напряжения (линии «г»). причем на диаграммах 1 и 1У изображены случаи равенства сигна 10В датчика и задатчика (постоянной составляющей), на диаграммах 11 и Х вЂ” случаи преобладания сигнала датчика, а на диаграмх)ах 11 и У1 — случаи преобладания сигна,13 задатчика. Сигналы на вы оде блока сравнения (линии «д») и на выходах усилителя, снимаемые по парафазной схеме (линии «е») оказываются широтно-модулированными, причем прй равенстве сигналов датчика длительность импульсов оказывается равной длительности интервала между ними, а положительные илп отрицательныс приращения сигналов (например датчика) вызывают соответственно приращения длительности импульсов плп паузы между ними.

Принцип управления чувствительностью илл!острируется диаграммами 11. 1!! и х, Х<1 соответственно, из которы.х видно, что одинаковому по величине приращению сигнала датчика ВЛ соответствук) Г (при разном угле наклона импульсов линейно изменяющегося напряж«ния) различные приращения длительности импульсов. Управление чувствительностью за счет изменения угла наклона этих импульсов достигается изменением параметров блока регулирования уровня, в результате чего статичс«кая характеристика системы приобретает вид, изображенный на фиг. 3. При этом Гс ) (R, в результате чего для R уменьшается крутизна и увеличивается диапазон линейности статической x;I р» ктеристи ки.

Если Ilpifp» (IJH53 сигнала датчика (или э»датчика) ЬИ пр«высит величину —,, где «б»вЂ” диапазон изменения lfo амплитуде линейно изменяющегося сигнала, модуляция прекра!цается и статическая характеристика приобретает вид Off — +-1. Этим обеспечивается то Hðcиму)цество систем, при котором в случае большо!.о сигнала рассогласования Л1.5 на выходе

603732 системы появляется большой управляющнй сигнал и она характеризуется большим быстродействием, а с уменьшением сигнала рассогласования выходной сигнал уменьшается до нуля при

ЛЧ=О (на линейном участке характеристики).

Работа усилителя 7 характеризуется тем, что он усиливает и формирует сигналы с выхода блока сравнения 6 в импульсы прямоугольной формы. Если исполнительное устройство 8 является устройством пропорционального действия, оно включается по парафазной схеме,, io чем обеспечивается изменение полярности электрического тока при изменении знака рассогласования в системе и прохождение его через нуль.

В случае применения исполнительных устройств дискретного действия, последние одними 1 своими входами подключаются к усилителю 7. а другими входами — к дополнительным блокам опорных сигналов, так что эти блоки компенсируют постоянную составляющую импульсных сигналов усилителя, а также создают такие положительные смещения на исполнительных механизмах, которые поддерживают зону их нечувствительности в необходимых пределах.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства создается при эксплуатацив систем управления строительно-дорожными v1clшинами за счет повышения их производительб ности. ITo обеспечивается высоким й, стродействием и точностью системы управления.

Фор.цула изобретения

Устройство управления положением рабочего органа строительно-дорожных машин, содержащее датчик и задатчик положения рабочего органа, блок сравнения, модулятор сигна,1оВ, усилитель и исполнительный механизм, отличающееся тем. что, с целью упрощения конструкции и повышения точности управления, оно снабжено блоком регулирования уровня и блоком суммирования, к входам которого подключены задатчик положения рабочего органа и модулятор сигналов, подключенный к выходу блока регулировки уровня, а выход блока суммирования и выход датчика положения подключены к блоку сравнения.

Источники информации, принятые во внижание при экспертизе:

1. Патент США Л 3637026, кл. 172 †-4.5, 1972.

2. Патент США ¹ 3026638, кл 37 — 156, 1962.

3. Патент США № 3454101, кл. 172 — 4.5, 1969.

603732

@иг.с

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCP

IIo делам изобретений и открытий

П3035, Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4, 5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор E. Токарева

Заказ 2025/27

Соста в ител ь Р. Гл адун

Текред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 8! 9 Подписное