Электрогидравлическая следящая система

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ. К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социапкстичаскнк

Рес убиик

<н875334 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 1ц1279 (?1) 2855412/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 231081. Бюллетень Н9 39

<з )м. кл.

G 05 В 11/01

ГосударствеииыЯ комитет

СССР ио делам изобретениЯ и открытиЯ (53) УДК а 2-50 (088.8) Дата опубликования описани» 23.1081

® вел . /

Челябинский политехнический институт им.Ленинск комсомола (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СЛЕДНЩАН

СИСТЕМА

ЗО

Изобретение относится к автоматй

-ке н предназначено для использования в системах управления перемещением рабочих органов промышленных механиэмов, например в системах. управления функциональными узлами промааленных тракторов.

Известна электрогидравлическая следящая система, содержащая гидродвигатель с электромагнитами, блок ,задания, датчик обратной связи, фаэочувствительный усилитель и переключающее устройство j1) .

Недостатками данной системы являются малое быстродействие н низкая точность.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система, содериащая датчик скорости гндропривода, выход которого кинематически соединен с рабочим органом, первый суммирующий блок,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами задающего блока и датчика перемещения рабочего органа, а выход — со входом первого фазочувствнтельного усилителя j2).

Недостатками известной системы являются малое быстродействие и низкая точность.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности системы.

Эта .цель достигается тем, что в электрогидравлическую следящую систему введены второй фаэочувствительный усилитель, электродвигатель, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, второй суммирующий блок, первый, второй, третий н четвертый входы которого соединены соответственно с выходами первого фаэочувствнтельного усилителя, датчика скорости гищхзпривода, первого н второго элементов И,а выходчереэ второй фазочувствительный усилитель со входом электродвигателя, вал которого кинематнчески соединен со входом гидропрквода, вход перво-. го триггера подключен к выходу первого суммирующего блока, а первый н второй выходы — соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вход второго триггера соединен с выходом датчика скоростигндропривода, а первый и второй выходы — соответственно со вторыми входамн первого и второго элементов И.

875334

На фиг. 1 приведена функциональная схема злектрогидравлической следящей системы; на фиг. 2 зависимость выходного напряжения первого фазоч вствительного усилитеня от сигнала рассогласования, на фиг. 3 — за5 висимость выходного напряжения датчика скорости гидропривода от скорости перемещения штока гидродвигателя гидропривода (выход гидропривода)у на фиг. 4 - временная диаграмма работы элементов системы; на фиг. 5 — saвисимость выходного напряжения дат чика скорости гидропривода от положе- ния золотника дроссельного распределителя гидропривода (входа гидропривода); на фиг. б — зависимость 15 выходного напряжения второго фазочувствительного усилителя от выходного напряжения второго суммирующего блока; на фиг ° 7 — структурная схема системы для анализа ее статической точ- 20 ности> на фиг. 8 — функциональная схема второго суммирующего блока (на фиг. 8а, 8б, 8в — характеристика его элементов) .

Устройство содержит (фиг,1) первый 25 суммирующий блок 1, задающий блок 2, датчик 3 перемещения рабочего органа, рабочий орган 4, гидропривод .5, первый фазочувствительный усилитель б, второй суммирующий блок 7, датчик 8 скорости гидропривода, второй Фазочувствительный усилитель 9, электродвигатель 10, первый и второй триггеры 11 и 12, первый и второй элементы И 13 и 14, выходное напряжение первого фазочувствительного усилителя U > З5 выходное напряжение второго суммирующего блока U и выходные напряжения его элементов Ь,а, 0 и 0 „ выходное напряжение датчика скорости гидропривода ОЗ, выходное напряжение вто- 40 рого фазочувствительного усилителя

Ug выходные напряжения первого и второго элементов И U, и 0,сигнал рассогласования с выхода первого суммирующего блока f положение золотника дроссельного распределителя гидропривода S

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от величины и знака сигнала рассогласования 6 появляется соответствующее напряжение U на выходе первого фазочувствительного усилителя б (фиг.2), которое сравнивается на входе второго суммирующего блока 7 с напряжением 0 8 с выхода датчика скорости гидропривода 8, величина и знак которого щ определяются напряжением и величиной скорости перемещения Vy штока гидродвигателя гидропривода 5. На третий и четвертый входы второго сум мирующего блока 7 подаются сигналы от первого и второго элементов И 13 и 14 ° Сигналы на выходах первого и второго элементов И 13 и 14 появляются при реверсе, а при трогании зти сигналы появляются в том случае, если движение золотника дроссельного распределителя гидропривода 5 должно происходить в сторону зоны нечувствительности. При этом .сигнал на выходе первого элемента И 13 появляется в том случае, если состояние второго триггера 12 знака скорости перемещения Vy штока гидродвигателя гидропривода 5 соответствует тому, что шток перемещается (или перемещался) "вперед", а состояние первого триггера 11 соответствует знаку рассогласования для движения

"назад".

Сигнал на выходе второго элемента И 14 появляется в том случае, если состояние второго триггера 12 соответствует тому, что шток перемещается (или перемещался) "назад", а состояние первого триггера 11 соответствует знаку рассогласования для движения "вперед".

При трогании (1 =0) в сторону эоны нечувствительности на выходе первого (второго) элемента И 13 (И 14) появляется сигнал U >-const (U<

5 через зону нечувствительности (фиг.4 и фиг.5) при трогании или при реверсе; При сигнале рассогласования

Е > Е м (фиг.2) выходное напряжение первого фазочувствительного усилителя остается постоянным и равным Ugw . При этом выходное напряжение элемента 7а второго суммирующего блока 7 выбирается таким, при котором выходное напряжение второго фазочувствительного усилителя 9 не превышает значения Ug< (фиг. б ), соответствующего скорости вращения электродвигателя и Величина и„ „ выбирается из условия устойчивой работы системы. Выходное напряжение датчика скорости гидропривода Ue, соответствующее максимальной скорости V перемещения штока гидродвигателя гидропривода 5, выбирается равным U

При наличии сигнала на входе второго суммирующего блока 7 через второй фазочувствительный усилитель 9 включается .электродвигатель 10. Электродвигатель 10 вращается со скоростью пю,„и перемещает золотник дроссельного распределителя гидропривода 5 "вперед" ("назад"), при этом .шток гидродвигателя гидропривода 5 перемещается с нарастающей скоростью

875334

У (фиг.4) "вперед" ("назаЯ . Как только выход)юе напряжение датчика скорости гидропривода 8 станет равным выходному напряжению U первого фазочувствительного напряжения б электродвигатель 10.останавливается и шток гидродвигателя гидропривода 5 перемещается с постоянной скоростью "вперед" ("назад"). При уменьшении сигнала рассогласования до < „ (фиг.2) появляется рассогласование обратного знака на входе второго сум- 10 мирующего блока 7, и электродвигатель 10 перемещает золотник дроссельного распределителя гидропривода 5 в обратном направлении. При этом скорость перемещения штока гидродвига" теля гидропривода 5 уменьшается и s согласованном положении становится равной нулю. При этом электродвигатель 10 также остановится, оставляя золотник дроссельного распределите- ;)6 ля гидропривода 5 в положении, при котором сливная и напорная магистрали гидродвигателя (не показаны) гидропривода 5 перекрыты..Таким образом, в предлагаемой системе сигнал рассогласования .в зависимости от величины отрабатывается либо по треугольнику, либо по трапецеидальному графику скорости, что обеспечивает значительно большее быстродействие, чем в.известных системах.

Действительно, скорость штока гидродвигателя гидропривода 5 е (Р) p ()+тз Р)

6(Р ОР ) з ь 1 (e) Vy-" Ку К, (1) где K> — коэффициент пропорциональ- З5 ности между скоростью штока гидродвигателя и перемещением золотника дроссельного распределителя гидропривода 5. 40

Пренебрегая временем разгона и торможения электродвигателя 10, перемещение золотника дроссельного распределителя можно представить в виде

К "1о) ) () 45

К "— К К6 ° тЭ=

К9

Кр Ю Ку

Из- выражения (8) видно, что в установившемся режиме, при р=0 и Из(р) =О, т.е. ошибка системы по положению ра>на нулю.

Использование предлагаемой системы позволит увеличить быстродействие и точность рабочих органов производственных механизмов, что значительно увеличит их производительность, по. высит качество выпускаемой продукции и даст народному хозяйству значительный экономический эффект.

55

Формула изобретения

Электрогидравлическая следящая система, содержащая датчик скорости где К вЂ” коэффициент пропорциональности между углом поворота вала электродвигателя10 и линейным перемещением золотника . дроссельного распределителя гидропривода 5) и„ „- скорость вращения электродвигателя.

Максимальная скорость перемещения штока гндроусилителя гидропривода 5

Ч5 г К5 и1 (3) где (и — максимальное перемещение золотника дроссельного распределителя гидропривода 5, Тогда при скорости электродвигателя 10 п,„= соп s t c учетом (1) и (2) время разгона ср штока гидродвигателя гидропривода 5. от нуля до Муии время торможения t от Ч до 0

ЯН будут равны

Путь разгона S и торможения ST штока гидродвигателя гидропривода 5 будет равен

Э и 9. К .юм

Время перемещения штока гидродвигателя гидропривода 5 равно

В-2э„

+21п (Ь).

ВМ

Или с учетом (4) и (5) 9 60 бм

Ъбм К и" ом

Из выражения (7) видно, что быстродействие штока гидродвигателя гидропривода 5 при V<„const может быть увеличено за счет уменьшения максимального перемещения золотника дроссельного распределителя гидропривода 56 или за счет увеличения К и скорости вращения электродвигателя пщ „. Статическая "погрешность следящей системы по положению равна нулю, Известно, что для фиг.7 система по ошибке будет равна где Кь — коэффициент передачи фазочувствительного усилителя;

K> - коэффициент передачи датчика положения рабочего органа)

К т - параметры передаточной функUHH 33CBHBBJ1eHTHOK O звена Мэ э)

9(Р .

5(Р) о В К

BL91 „„„- 4

875334 гидропривода, выход которого кинематически соединен с рабочим органом, Первый суммирующий блок, первый и второй входы которого соединены сос тветственно с выходами задающего блока и датчика перемещения рабочего органа, а выход — со входом первого фазочувствительного усилителя, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности системы, она содержит второй фазочувствительный усилитель, электродвигатель, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, второй суммирующий блок, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами первого фазочувствительного усилителя, датчика скорости гидропривода, первого н второго элементов И, а выход — через второй фазочувствительный усилитель со входом электродвигателя, вал которого кинематически соединен со входом гидропривода, вход первого триггера подключен к выходу первого суммирующего блока, а первый и второй выходы — соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вход второго триггера соединен с выходом датчика скорости гидропривода, а первый и второй выхо © ды - соответственно со вторыми входами первого н второго элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

15 9 185484, кл. В 27 В 3/36, 17.05.65..

2. Следящий привод. Под ред. д.т.н. проф. Чемоданова Б.К. M., "Иашиностроение", 1974, с.8 (прототип) .

875334 е

Ю

1 М

Фж. б

СоставиТель Г.Нефедова

Редактор Г.Волкова Техред Л.Пекарь Корректор С.Шекмар

Заказ 9331/72 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4