Устройство стабилизации угла наклона рабочего органа землеройно-планировочной машины Советский патент 1989 года по МПК E02F9/20 

со

QD

пает управляющий сигнал на перемеще- н ие 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 к блоком 6 Интегратор 3 и элемент 4 фop шpyют динамическое звено, которое фильтрует вибропомеху, поступающую на датчик 1 1 з,п„ ф-лыд 2 ил.

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_гп корректора 16. При этом корректор 16 вносит в закон изменения упреждение на интервал времени T_гп+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.

Изобретение относится к строитель- но-доролшому машиностроению, в частности к устройствам управления рабочим органом землеройно-планировочных машин.

Цель изобретения - повышение точности стабилизации за счет поддержания заданного угла наклона рабочего органа.

На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства стабилизации угла наклона рабочего органа земле- . ройно-планировочной { машины, на фиг. 2 - функциональная схема блока переменного масштабирования.

Устройство стабилизации содер кит датчик 1 угла наклона, которьй представляет собой унифицированиш измеритель маятникового типа с электро- . магнитньм демпфированием, задатчик 2 угла наклона рабочего органа, представляющий собой переменньй по- тендиометр, первый интегратор 3, элемент 4 вычитания, второй интегратор 5, блок 6 переменного масштабирования, сумматор 75 первый 8 и второй

9пороговые элементы, а татслсе первый

10и второй 11 исполнительные механизмы, представляющие собой унифищх- рованные релейные электрогщдрозолот- ники. Cy шaтop 7 соединен .с вторьа-гп входами пороговых элементов 8 и 9, первые входы которых соединены с задатчиком 2 угла наклона,, а выходы соответственно соединены с исполнительными механизмаш-1 10 и 11, Датчик 2 угла наклола соединен с первым входом элемента 4 вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора 3, причем вькод элемента 4 соединен с входаш интегратора 3 и 5, а также с первым входом сумматора 7, второй вход которого соединен с выходом блока 6 переменного масштабирования. Второй и третий входы блока 6 соответственно соединены с выходами пороговых элементов 8 и 9, которые соответственно

5

0

b

0

5

0

5

0

5

соединены с исполнительньми механизмами 10 и 11. Первый вход блока 6 соединен с выходом второго интегратора 5.

Блок 6 переменного масштабирования (фиг,2), являюшдйся составной частью устройства стабилизации угла наклона рабочего органа, содержит первый 12 и второй 13 делители напряжения, обеспечивающие масштабирование входного сигнала, первый 14 и второй 15 ключи, подключающие одкп из делителей напряжения при раС5оте соответствутощего исполнительного механизма. Блок 6 содержит две параллельные ветви. Первая ветвь состоит из последовательно соединеь пьж делн- теля 12 напряжения и клзоча 14, вторая -- соответственно из делителя 13 и ключа 15. При этом свобод. BXOADI ключей 14 и 15 соотзетствеппо являются вторьгм и третьим входами блока б, объединенные входы делителей 12 .и 13 - перзьм входом этого блока, а объединенные вьгходы ключей 14 и 15 - выходом блока 6 ,

Устройство работает-следующим образом,

В ходе процесса планировки на рабочий орг ап дейстсвуют знакопеременные нагрузки и колебания корпуса машины. Датчик 1 угла, наклона формирует ст Пегл, пропорциональный величине угла наклона. В случае наезда колес машины па неровности возникают поперечные колебания ее рамы, которые пе- редамтся на нож и вызывают отклонения его углового положения от за- значения. Далее эти ОТКЛОНЕНИЯ Босприяи.маются датчико 5 1 угла наклона. Затем сигнал отклоненик попадает в корректор 16 (он состоит из двух пнтегратороз 3 и 5, элемента 4 вычитания, блока б переменного масштабирования и сумг штора 7), кото- рьй формирует желаемую частотн- о характеристику устройства путем ком515

пеисацип постоянной времени t, и запаздывания С гидропривода.

Другими слоЬами принцип действия 1;1-:ед.лагаемого устройства основан на С11:.№ етрировании динамических характеристик исполнительного механизма при перемещении рабочего органа.по вер-. тикали. Сим1 1етрирование происходит путем изменения постоянной времени корректора. Передаточная функция корректора представляет собой функцию форсиру1о0№го звена с малой остаточной инерционностью

W - г + Р tK - т + р . t

m

где t,, - изменяемая постоянная времени 3

t,- малая постоянная времени, Для гидропривода с постоянной времени t и временем запаздывания 1 гораздо меньшими 1 с справедливо

t,, tr

+ -

- 25

В условиях зншсопеременной нагрузи иеидептичности исполнительного

механизг- а изменяются t,

и V, что

приводит к необходимости изменять величину t, при перемещении рабочего органа по вертикали. Корректор 16 Бноси;г в закон управления упреждение на интервал времени t + i , при этом повьш1ается точность и устойчивость регулирования,

С выхода 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 нолсао На .вь0:одах элементов 8 и 9 вырабатываются ко.андЫр поступаюпще на эпектрогидравлические исполнительные м -ханизмы 10 и 11. По этим команд.ам осуществляется перемещение левого края ножа вверх и вниз в соответствии с величиной и знаком компенсируемого отклонения.

По .гдaмс элементов 8 и 9, по- 1т,аваемьп-{ в блек 6 переменного масш- табиропаяия, .ествяяется переключение коэффициента передачи ветвиj образувг.гсй интегратором 5 и блоком 6. Так как постоянная времени форсирования корректора t , t г, + и опреде- о1кется только коэффициентом передачи указанной ветви, то в зависимости от команд, поступающих на исполнительные механизмы 10 и 11, упреждение

96

вносимое в устройство, будет соответственно изменено. Кроме того, с целью повышения помехоустойчивости в корректор введены интегратор 3 и элемент 4 вычитания, которые в совокупности формируют динамическое звено.с малой постоянной времени инерционности t. Это звено фильтрует вибропомеху, поступающую на датчик.

Эффект, получаемый от переключе- . ния величины t(дополнительное повышение точности и устойчивости регулирования), обусловлен следующими осо- бенярстями функ1.щонирования гидропривода и рабочего оборудования: за счет влияния вертикальной составляющей сршы сопротивления грунта перемещению рабочего оборудования вниз увеличивается время запаздьгаания на исполнение соответствующей команды (в этом случае f 0,2 с), причем- запаздьшание срабатывания ненагруженной гидросистемы равно 0,07 с, а ее постоянная времеш t п 0,15 су при перемещении рабочего оборудования вверх время запаздывания увеличивается только за счет люфтов (обычно в этом случае € 0,1 с.

Изменение f 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: t к, 0,35 с и t ц-г 0,25 с) снижает вредное влияние несимметричности исполнительных механизмов, а следовательно, повьшает точность работы системы в целом.

Таким образом, если входное отклонение компенсируется движением вниз, то корректор формирует постоянную времени форсирования t , , а если вверх, то t ц, t ,.

Формула изобретения

исполнительным механизмам, и сумматор, соединенный с вторыми входами пороговых элементов, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния 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 сзгмматора и входами обоих интеграторов, выход первого интегратора подключен к второму входу элемента вычитания, а выход второго интегратора подключен к первому входу блока переменного масштабирования, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы, пер12

5

ч

/J

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

П

15