Способ синхронизации исполнительных органов

 

(«)920272

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 08.06.77 (21) 2494560/25-24 (51) М. Кл.з

F 15 В 11/22 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621-525 (088.8) Опубликовано 150482, Бюллетень Мо14

Дата опубликования описания 30.08.82 (72) Авторы изобретения

A.A.Õðàìöoâ, М.И.Цыркин и И.Е.. (73) Заявитель

Специальное конструкторское бюр (54) СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ

ОРГАНОВ

Изобретение относится к системам, управления и регулирования, обеспечивающих синхронизацию движения не-, скольких исполнительных органов.

Известны гидравлические системы синхронизации движения. Синхронизация движения исполнительных органов осуществляется подводом к каждому из. них одинакового давления жидкос- . ти, что осуществляется дросселированием потока на делителях, установленных на линии питания каждого исполнительного органа f1).

Однако эти системы поддерживают лишь одинаковое давление жидкости в управляющих полостях исполнительных органов, не контролируя синхронизацию движения штоков и, как следствие, не обеспечивают необходимой синхронности их движения.

Известен способ синхронизации, осуществляемый в устройстве для синхронизации гидроцилиндров, В нем производится измерение положения каждого гидроцилиндра относительно базовой точки. Выходы измерительных элементов соединены с общим элементом выделения минимального сигнала рассогласования и одним из выходов суммирующих элементов, на второй вход которых подается сигнал от обще-, го элемента выделения минимального сигнала рассогласования. Подача рабочей жидкости в гидроцилиндры осуществляется через электрогидрав5 лические регуляторы, открытием регулирующего органа которых управляют суммирующие элементы. На последних происходит формирование сигнала, равного разности положения данногр

10 гидроцилиндра и наиболее отставшего.

Если при своем движении гидроцилиндры опережают базовую точку, то электрогидравлические регуляторы уменьшают подачу рабочей жидкости,. что приводит к торможению опережающих гидроцилиндров. Если при движении они отстают, то электрогидравлические регуляторы увеличивают подачу рабочей жидкости. Кроме того, в

20 рассматриваемом устройстве с выхо- да измерительных элементов через диоды проходит сигнал, способствующий разгону двигателей гидронасосов оТ заданной им первоначальной скорости. Последнее приводит к более интенсивному втягиванию в синхрониэм всех отставших гидроцилиндров (2).

Однако синхронизация гидроцилиндров по описанной схеме является сложной, так как ее осуществление требует последовательнот сравнеттин

920272 положения гидроцилиндров относительно базовой точки; выделения наиболее отставшего гидроцилиндра и формирования на сумматоре регулирующего воз.действия, пропорционального величине рассогласования положений данного гидроцилиндра и наиболее отставшего.

Такая сложная схема выработки регулирующего воздействия уменьшает надежность устройства и его быстродействие. 10

Цель изобретения — повышение быстродействия синхронизации движения йсполнительных органов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу синхрони- г5 зации исполнительных органов подачу рабочей среды в остальные исполнительные органы изменяют пропорционально полученному управляющему сигналу.

На чертеже изображена схема синхронизации исполнительных органов по предлагаемому способу, вариант.

На исполнительных органах 1 и 2 установлены датчики 3 и 4 положения,, На выходе последних включены переменные дроссели 5 и 6, служащие для регулировки скорости движения исполнительных органов 1 и 2. Управление исполнительными органами осуществляется от элементов 7 и 8 сравнения, включенных по схеме алгебраического сложения. Выходы элемента 7 сравнения соединены: надмембранные полости — с выходом задатчика 9, служащего для задания общего управляющего сигнала на перемещение исполнительных органов,З5 и с выходом датчика 4 положения, подмембранная полость — с выходом датчика положения 3. Выход элемента 7 сравнения соединен с управляемой полостью исполнительного органа 1. Вы- 40 ходы элемента 8 сравнения соединеныг надмембранные полости - с выходом задатчика 9 и датчика положения 3, подмембранная — с выходом датчика положения 4. Выход элемента сравнения 8 45 соединен с управляющей полостью исполнительного органа 2. В схему синхронизации по предлагаемому способу может входить и большее число исполнительных органов. 50

На схеме тонкой линией показано подключение третьего исполнительного органа 10 с датчиком 11 положения, переменным дросселем 12 и элементом сравнения 13. 55

Для пояснения структуры схемы рассмотрим по отдельности варианты синхронизации исполнительных органов

1и2, 1и10,2и10.

Для схемы синхронизации исполнительных органов 1 и 2 можно составить 60 уравнения, определяющие давления на выходе элементов сравнения 7 и 8 о + (4 3)

РЧ. о (Ъ 4)

65 где P u P — сигналы, поступающие

1 на исполнительные органы 1 и 2;

Ро сигнал от задатчика 9„

Р3 и Р - сигналы на выходе датчиков положения 3 и 4.

Аналогично для схем синхронизации исполнительных органов 1 и 10, 2 и 10 можно записать г О (РЯ Р ) i

1о о (Р3 Р1 )

Рг " Ро + (P1„- P )

10 о + (Pg — Р11) г где Р1о сигнал, поступающий на исполнительный орган 10, Р„„- сигнал на выходе датчика 11 положения.

Суммируя попарно выражения для сигналов, поступающих на одни и те же исполнительные органы, и, учитывая, что на каждый исполнительный орган сигнал поступает от одного эле мента сравнейия, получим выражения для суммарных сигналов, поступаЮщих на исполнительные органы 1, 2 и 10

ЕР1 = Ро + (P4 Py) + (Р1.г P )

Ра + Р + Р1 1 Р,1 = Ро + (Рз —. Р ) + (Р1.„- Р )

РО + P3 + Р1„2P4 г Р1о Po (РЗ P«) (Р «)

Ро + РЗ + Р4 2Р11

Согласно трем последним выражениям и построена схема синхронизации трех исполнительных органов.

Нетрудно видеть, что для и исполнительных органов суммарное воздействие на каждый исполнительный орган имеет вид

Ро+ Рг+ P1 + ° ° ° + Pn

11 (n —. 1)P>, Ро. РЗ + Р11 + + Рг1 (n - 1) Р. и т.д.

Синхронизация исполнительных органов происходит следующим образом.

При синхронной работе исполнительных органов 1 и 2 сигналы на выходе датчиков 3 и 4 положения равны и на выходе элементов 7 и 8 сравнения формируются выходные сигналы, равные задающему управляющему сигналу, поступающему от задатчика 9.

При отставании или опережении одного из исполнительных органов происходит следующее.

Пусть исполнительный орган 1 опережает исполнительный орган 2. При этом давление иа выходе датчика 3 положения увеличивается. Тогда в подмембранную полость элемента 7 сравнения подается увеличивающийся сигнал Р, а на его выходе формируется сигнал, направленный на уменьшение

920272 регулирующего воздействия на исполнительный орган 1. Последнее приводит к заземлению его перемещения, а в общем случае, и к его движению в обратную сторону, которое, в свою очередь, вызывает уменьшение сигнала P . Одновременно сигнал Р> .подается в надмембранную полость элемента 8 сравнения, на выходе которого формируется сигнал, направленный на увеличение регулирующего воздействия на исполнительный орган 2. Перемещение последнего приводит к возрастанию сигнала P . Формирование сигналов Р> и Рд приводит к встречному движейию исполнительных органов, которые оканчиваются тогда, когда выравниваются сигналы РЕ и Р датчиков положения. Переменные дроссели

5 и б предварительно регулируются таким образом, чтобы процесс синхронизации исполнительных органов протекал плавно, без перерегулирования.

Синхронизация трех и более исполнительных органов протекает аналогично.

За счет встречного движения ис-. полнительных органов к синхронизи-. рованному положению, быстродействие способа высокое. Это можно пояснить расчетом быстродействия синхрониэа ции исполнительных органов 1 и 2 при введении внешнего возмущения.

Принудительно отклоним исполни1тельный орган 1 íà a единиц от синхронизированного положения,.а орган

2 — на Ъ единиц.

О - положение обоих исполнительных органов до введения возмущения (положение базовой точки для прототипа);

0 - отклонение исполнительного органа 1, 0 - отклонение йсполнительно-. го органа 2.

Пути, проходимые исполнительными органами 1 и 2 для восстановления синхронизации, в случае прототипа

$q а $ Ь, а в описанном спосоУ

Ъ-аЬа,Ь-а

5 ч g" T Ъ

Ь . и

7 7

Учитывая, что при работе величи о ны а и Ь близки по абсолютной величине, $ < и S $ „ и Sg Ввиду изложенного, при прочих равных условиях быстродействие по приведенному способу существенно вы15 ше.

Формула изобретения

Способ синхронизации исполнительных органов путем изменения подачи рабочей среды в один из них пропорционально управляющему сигналу, равному сумме задающего сигнала и коррек25 тирующего сигнала, пропорционального разности сигналов положения регулирующих органов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быст» родействия способа, подачу рабочей

ЗО среды в остальные исполнительные органы изменяют пропорциональ» но полученному управляющему сигналу.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гамынин Г.С. и др. Гидравлический следящий привод . М., "Ма-.

40 шиностроение", .1968, с. 303, . рис. 4.65.

2. Авторское свидетельство СССР ,з496381, кл. F. 15 В 11/22, 1973 (про» тотип) .

920272

Составитель O.Гудкова

Техред 5. Кастелевич, Корректор >. Ференц

Редактор М.Бандура

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 6817 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР" по делам изобретений и открытий

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