Устройство стабилизации положенияРАбОчЕгО ОРгАНА зЕМлЕРОйНыХ МАшиН Советский патент 1981 года по МПК E02F9/20 

1

Изобретение относится к строительному землеройному машиностроению и может быть использовано как техническое средство ориентации для автоматической стабилизации положения рабочего органа.

Большинство средств ориентации, например маятниковые устройства, служащие для измерения положения рабочего органа,представляют собой систему с подвижной инерционной массой. При воздействии внешних возмущений в подобных устройствах возникают колебания, которые, накладываясь на измеряемые процессы, вызывают нарушения в системе управления, что значительно снижает точность измерения и долговечность средств управления.

Для защиты маятниковых устройств от воздействия помех, например в виде вынужденных или собственных колебаний применяются различные демпфирующие устройства.

Известны измерительные устройства с жидкостным демпфированием 1 или с демпфированием посредством сухого трения 2.

Недостатками первого способа демпфирования являются нестабильность вязкости

демпфирующей жидкости при изменении ее температуры и необходимости введения в конструкцию герметизирующих уплотнений, а второго - невысокая разрушающая способность, что приводит к использованик) такого рода измерителей,лишь для грубых измерений.

Известно устройство стабилизации положения рабочего органа землеройных машин, включающее маятниковый датчик положения рабочего органа, задатчик, усилитель и

исполнительный механизм. Его использование не требует применения демпфирования колебаний маятника измерителя угла 3.

.Недостатком этого устройства является невозможность его применения для стабилизации в относительно быстроходных машинах ввиду больщих динамических ошибок при управлении положением рабочего органа. Это вызывается тем, что дополнительный релейный блок сравнения подключен к датчику положения рабочего органа через

дифференцирующее звено, т. е. на вход дополнительного релейного блока подается только переменная составляющая сигнала. Разделение сигнала с выхода датчика на постоянную и переменную составляющую дифференцирующей цепочкой будет происходить после заряда конденсатора, т. е. через время, приблизительно равное 3t . Известно, что постоянная времени Т дифференцирующего звена равна t RC, где ( -электрическое сопротивление по постоянному току, Ом; Ь -емкость конденсатора, Ф. Для данного устройства при большой постоянной времени t дифференцирующего звена Т 1,5 Т (Т - период следования первой гармоники переменной составляющей помехи) имеет место разделение сигнала с выхода датчика положения на постоянную и переменную составляющие с незначительным сдвигом фазы. При малой постоянной времени t помеха сдвигается по фазе, что делает невозможным логическую обработку сигналов с выходов основного и дополнительного релейных блоков. Применение этого устройства на быстроходных мащинах приводит к динамическим ощибкам управления и к появлению автоколебательных режимов при работе. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение динамических ощибок системы управления. Цель достигается тем, что устройство стабилизации положения рабочего органа землеройной машины непрерывного действия снабжено сумматором и двумя фазовращателями, входы которых соединены с выходом маятникового датчика положения рабочего органа, а выходы фазовращателей и выход задатчика подключены ко входам суммирующего блока, который через усилитель подключен к исполнительному механизму. На чертеже представлена блок-схема устройства стабилизации положения рабочего органа землеройных машин. Устройство содержит маятниковое устройство 1, которое посредством двух фазовращателей 2 и 3 подключено ко входу суммирующего блока 4. На вход суммирующего блока подключен также и задатчик 5. Выход суммирующего блока 4 соединен через усилитель 6 с исполнительным механизмом 7. Принцип действия устройства следующий. Сигнал с выхода маятникового устройства 1, содержащий полезный сигнал и помеху, поступает на два фазовращателя 2 и 3. Под помехой подразумевается напряжение содержащее основную и высшие гармонические составляющие, причем амплитудные значения высших гармоник незначительны относительно основной составляющей. Фазовращатель 2 не пропускает полезный игнал, но пропускает помеху с изменением ее фазы на 180° - о1 ( составляет 5-8°). Фазовращатель 3 пропускает полезный сигнал и помеху, но сдвигает их фазу на d. Таким образом, на вход суммирующего блока 4 поступает два сигнала, один из которых от фазовращателя 2 представляет помеху, а другой от фазовращателя 3 - сумму полезного сигнала и помехи, причем помехи с выходов фазовращателей 2 и 3 оказываются сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 180°, т. е. в противофазе. Поэтому основная составляющая помехи при суммировании взаимно компенсируется и на выходе суммирующего блока 4 присутствует в основном полезный сигнал, который через усилитель 6 поступает на исполнительный механизм 7. Тем самым обеспечивается защита исполнительного механизма от воздействия помех. Так как преобразование сигналов в обоих фазовращателях происходит одновременно и независимо, то общая постоянная времени переходных процессов не увеличивается, а равна максимальной из этих двух. Фазовращатели имеют постоянную времени Tj 2-10 Т, поэтому через время t 6-10 Т практически заканчивается переходный процесс. Быстродействие предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами увеличивается в 75 раз, тем самым обеспечивается защита устройства от помех, т. е. решается задача уменьшения динамической ошибки системы и повыщения быстродействия. Формула изобретения Устройство стабилизации положения рабочего органа землеройных машин, включающее маятниковый датчик положения рабочего органа, задатчик,усилитель и исполнительный механизм, отличающееся тем, что с целью повышения быстродействия и уменьшения динамических ошибок, оно снабжено суммирующим блоком и двумя фазовращателями, входы которых соединены с выходом маятникового датчика положения рабочего органа, а выходы фазовращателей и выход задатчика подключены ко входам суммирующего блока, который через усилитель подключен к исполнительному механизму. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 138940, кл. Е 02 F 9/20, 1960. 2.Кузин Э. М. и др. Измеритель угла системы Профиль-2. Обзор «Новые углоизмерительные средства для автоматизации строительных и мелиоративных мащин, М., «ЦНИИТЭстроймаш, 1976, с. 25. 3.Авторское свидетельство СССР № 420737, кл. Е 02 F 9/20, 1972 (прототип).