УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНОВОЙ ТЕЛЕЖКИ Российский патент 1994 года по МПК B66C13/06 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к автоматическому управлению процессом гашения колебаний груза, преимущественно для роботизированных грузоподъемных кранов.

Известно устройство, датчики длины и угла отклонения гибкой подвески груза, умножители, сумматоры, компаратор, исполнительный блок.

Недостатком такого устройства является сложность математической обработки исходной информации, что не обеспечивает оперативного управления вследствие значительного времени формирования алгоритма управления.

Цель изобретения - повышение точности.

Цель достигается тем, что устройство снабжено блоком задания режимов работы, элементами ИЛИ, подключенными выходами к входам соединенного с исполнительным блоком одного из элементов ИЛИ, управляемыми ключевыми элементами и блоками памяти, входы одного и другого из которых соединены с выходами соответственно датчика длины и датчика угла отклонения гибкой подвески, упомянутый выход последнего из которых соединен с одним из входов одного из сумматоров и с одним из входов одного из умножителей, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, соединенного входом с выходом первого блока памяти, подключенным к выходу четвертого блока памяти, выход которого подключен к одному из входов второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом пятого блока памяти, вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выходы первого и второго умножителей соединены с входами второго сумматора, выход которого соединен с информационным входом одного из управляемых ключевых элементов и с одним из входов компаратора, второй вход которого подключен к выходу блока задания режимов работы, соединенному с информационным входом второго ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами и равенство и "превышение" компаратора, выход "меньше" которого подключен к управляющему входу управляемого ключевого элемента.

Оптимальное управление U системой гашения колебаний груза, обеспечивающее минимизацию среднеквадратичного отклонения груза от движущейся тележки с одновременной экономией затрат энергии на управление, имеет вид:
, (1) где p - частота поперечных колебаний груза на канатах;
l - длина грузовых канатов, на которых подвешен груз;
n - коэффициент затухания поперечных колебаний груза;
а и с - константы;
ϕ и - угол отклонения грузовых канатов и скорость угла отклонения грузовых канатов;
- функция управления приводом.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

На грузовой тележке 1 установлены цифровой датчик 2 длины гибкой подвески, сблокированный с подъемным барабаном 3, и цифровой датчик 4 угла отклонения гибкой подвески 5. Выход датчика 2 соединен с входом блока 6, выход памяти которого соединен с входами блоков 7, 8 памяти, выходы которых соединены с одним из входов блоков 9, 10 умножения, выходы которых соединены с входами сумматора 11, выход которого соединен с одним из входов компаратора 12, второй вход которого соединен с блоком 13 задания режимов работы, а выходы посредством управляемого ключевого элемента 14, элемента ИЛИ 15, другого ключевого элемента 16 и элемента ИЛИ 17 соединены с входом исполнительного блока 18 управления двигателем привода 19. Выход датчика 4 соединен с одним из входов блока 10 умножения, входом блока 20 памяти и одним из входов сумматора 21, второй вход которого соединен с выходом блока 20, а выход - с входом блока 22 памяти, выход которого соединен с другим входом блока 9 умножения. Работой устройства управляет блок формирования тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При подъеме груза посредством датчика 2 в блоке 6 формируется цифровой код, пропорциональный длине l подвески 5, в любой момент времени присутствующий на входе блока 6 и определяющий частоту Р собственных колебаний груза. В блоках 7, 8, реализованных на базе постоянных запоминающих устройств и содержащих полный дискретный набор значений коэффициентов при ϕ и в уравнении (1), для всех возможных дискретных значений Р, представленных кодом адреса, производится необходимое функциональное преобразование исходной информации, и параллельный цифровой код, равный значениям cоответcтвующих коэффициентов, в любой момент времени приcутcтвует на одном из входов блоков 9, 10 умножения. С выхода датчика 4 параллельный двоичный код, в любой момент времени пропорциональный углу отклонения ϕ канатов от положения равновесия, через определенные промежутки времени, задаваемые в блоке 23, перезаписывается в блок 20, в котором формируется значение отклонения канатов в момент времени t = t - τ, где τ - шаг дифференцирования. В сумматоре 21 (арифметико-логическое устройство) происходит вычитание значений ϕ в момент времени t и момент времени t -τ, вследствие чего в блоке 22 формируется цифровой код, пропорциональный величине приращений значений ϕ , при заданном шаге дифференцирования, т. е. величине скорости . В блоках 9, 10 умножения производится операция умножения текущих значений ϕ и на соответствующие коэффициенты, после чего эта информация выставляется на входы комбинационного сумматора 11, на выходе которого таким образом в любой момент времени присутствует текущее значение функции оптимального управления U. Это значение сравнивается в компараторе 12 со значением функции управления с выхода блока 13 или блока управления роботизированного грузоподъемного крана, и если оказывается, что значение функции | U| , то через элемент ИЛИ 15 и элемент ИЛИ 17 на вход блока 18 привода 19 передается значение функции . Если u< , то через элемент 14 и элемент ИЛИ 17 на вход блока 18 передается значение функции оптимального управления U. Работой всех блоков устройства управляет блок 23, формирующий сигналы перезаписи и хранения информации блоков 6, 20, 22 в соответствии с выбранным шагом дифференцирования ( τ= 0,1-0,5 с), синхросигналы управления блоков 9, 10 и сумматоров 11, 21. Остальные блоки устройства работают в асинхронном режиме по физическим сигналам датчиков 2, 4.

Использование: в области подъемно-транспортного машиностроения. Устройство содержит датчик длины гибкой подвески, датчик угла отклонения гибкой подвески груза, пять блоков памяти, два сумматора, два умножителя, блок задания режимов работы, компаратор, два управляемых ключевых элемента, два элемента ИЛИ, исполнительный блок, блок формирования тактовых импульсов. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНОВОЙ ТЕЛЕЖКИ с гибкой подвеской груза, содержащее датчики длины и угла отклонения гибкой подвески груза, умножители, сумматоры, компаратор, исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком задания режимов работы, элементами ИЛИ, подключенными выходами к входам соединенного с исполнительным блоком одного из элементов ИЛИ, управляемыми ключевыми элементами и блоками памяти, входы одного и другого из которых соединены с выходами соответственно датчика длины и датчика угла отклонения гибкой подвески, упомянутый выход последнего из которых соединен с одним из входов одного из сумматоров и с одним из входов одного из умножителей, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, соединенного входом с выходом первого блока памяти, подключенным к выходу четвертого блока памяти, выход которого подключен к одному из входов второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом пятого блока памяти, вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выходы первого и второго умножителей соединены с входами второго сумматора, выход которого соединен с информационным входом одного из управляемых ключевых элементов и с одним из входов компаратора, второй вход которого подключен к выходу блока задания режимов работы, соединенному с информационным входом второго ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами "равенство" и "превышение" компаратора, выход "меньше", которого подключен к управляющему входу управляемого ключевого элемента.