Электрогидравлический следящий привод

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1250740 (s!> 4 ) 15 В 9/03

A 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1195076 (21) 3870524/25-06 (22) 28.02.85 (46) 15.08.86. Бюл. № 30 (71) Дальневосточный ордена Трудовога Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) В.Ф. Филаретов и А.С. Суляев (53) 62-521(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1105700, кл. F 15 В 9/03, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1195076, кл. Е 15 В 9/03, 1984. (54) (57) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД по авт. св. № 1195076, о т л и.ч а ю шийся тем,что, с целью повышения точности и устойчивости, он снабжен дополнительным блоком умножения и апериодическим звеном первого порядка, при этом один вход дополнительного блока умножения соединен с выходом блока деления, другой вход через апериодическое звено первого порядка — с выходом первого дифференцирующего, звена, а выход дополнительного блока умножения соединен с положительным входом второго сумматора.

1250740

Изобретенис относится к гидроавтоматике и может быть использовано в системах управления промышленных роботов и манипуляторов, и является дополнительным к основному авт.св.

М 1!95076, Цель изобретения — повышение точности и устойчивости.

На чертеже изображена схема предлагаемого электрогидравлического следящего привода.

Привод содержит измеритель 1 рассогласования, блок 2 умножения, последовательно соединенные усилитель

3 и привод 4 регулирующего органа (не показан)I насоса 5, связанного гидролиниями 6 и 7 с гидромотором 8 с редуктором, вал 9 которого соединен с обьектом 10 регулирования, датчиком момента (He показан), датчиком 1) положения и датчиком 12 скорости, последовательно соединенные датчик 13 перепада давления, первый сумматор 14 и блок 15 деления, а также второй сумматор 16 и интегратор 17. датчик момента соединен с отрицательным входом сумматора 14, датчик !

2 — с входом делителя блока 15, а датчик 11 — с отрицательным входом измерителя 1 рассогласования, выход которого через апериодическое звено

18 второго порядка соединен с одним из входов сумматора 16, а через последовательно соединенные первое и

I второе дифференцирующие звенья 19 и 20 с замедлением и один из входов блока 2 — с другим входом сумматора 16. Выход сумматора !6 соединен с усилителем 3, а выход сумматора 14 через интегратор 17 — с входом делимого блока 15, выход которого соединен с вторым входом блока 2, При этом выход звена 19 через апериодическое звено 21 первого порядка соединен с одним из входов дополнительного блока 22 умножения, другой вход которого соединен с выходом блока 15, а выход — с положительным входом сумматора 16. Задающее устройство (не показано) соединено с входом измерителя 1 рассогласования. Вал 9 соединен с объектом 10 регулирования с помощью редуктора (н показан).

На чертеже приняты следующие обозначения: о(и ос — сигналы углового положения вала 9 с зацающего устройства и с датчика 1! положения; Г7— сигнал скорости с датчика 12 скорости; )1 — момент на валу 9 гидромотора

Ф

10; Р— сигнал с датчика 13 перепада давления в гицролиниях 6 и 7; Р „ сигнал с датчика момента; !) — величина рассогласования (ошибка привода). Злектрогидравлический следящий привод работает следующим образом.

Сигнал 0 через усилитель 3 поступает на привод 4 регулирующего органа насоса 5, который, создавая поток рабочей жидкости в гидролиниях 6 и

7, воздействует на гидромотор 8, изменяющий положение объекта 10 регулирования, уменьшая рассогласование

6 между входными сигналами о и АУ измерителя 1 рассогласования. При этом для устранения отрицательного влияния переменного момента инерции объекта 10 регулирования на качественные показатели работы всего привода в целом служит корректирующее устройство, включающее апериодическое звено 18 второго порядка, первое и второе дифференцирующие звенья 19 и

20 с замедлением и апериодическое звено 2). Причем коэффициенты усиления последовательного соединения дифференцирующих звеньев 19 и 20, а также апериодического звена 21 изменяются в зависимости от изменения момента инерции объекта 10 регулирования.

Передаточная функция электрогид35 равлического следящего привода в разомкнутом по положению состоянии может быть представлена в виде

4 (t )

Г,t) — — =W(P)=W)(P)WP(P)WIIIy (P)W (P), 40 (1) где W(P) — передаточная функция привода; Wy(P), Wp(P) — соответственно передаточные функции усилителя 3,, регулирующего органа насоса 5;

45 WI)(P) — передаточная функция корректирующего устройства; W„„„ (P) — передаточная функция гидропередачи, состоящей из насоса 5 и гидромотора 8, которая представляется в виде

50 нгм () )= ( ()

7(t)

1001" )оо);, (2) (v + P+)1

Wg Kg

1250740 а10

55 где (.z — экниналентныи коэффициент утечек рабочей жидкости; (— угол поворота регулирующего органа насоса 5; 1 p — передаточное отношение

1 н - b

5 редуктора; K= — - —, н, W — ха 2\ рактерные объемы насоса 5 и гидромотора Я; г,, „ — коэффициенты пропорциональности; ф — скорость вр щения насоса 5; V — объем рабочей жидкости в гидролинии 6 «гнетания (или 7) и полости нагнетания насоса 5; T — общий момент инерции вращающихся частей гидромотора 8 и объекта 10 ; P — символ 15 дифференцирования.

Параметры передаточный функции

Чк(((Р) являются переменными, если переменным является момент инерции . В результате значительно иэ- 20 меняются и днамические свойства электрогидравлического следящего привода при изменении 1 в широких пределах. В отдельных случаях воз— можна даже потеря устойчивости его 25 работы.

Для сохранения неизменными динамических свойств электрогидранлического следящего привода необходимо стабилизировать все параметры пере- gp даточной функции W(P). Для этого в цепь привода введено корректирующее устройство с передаточной функцией

l OOl Ч .z 100I у.(22„(2 )- —— 2(-,—:,",—,— .— ф —, (З> 44 где Т, и Т вЂ” некоторые неизменные постоянные времени, которые можно выбирать, исходя иэ требований к динамическим свойствам привода. Пара 40 метры передаточной функции W„(P) необходимо непрерывно подстраивать с учетом текущего значения м2мента инерции 2.

Передаточная функция М(Р) с учетом выражений (1), (2) и (3) примет следующий вид:

W(F)=Wg(P) Wy (P) Wp(P)W«< (Р)=

=222(2 "i() (;2 ЯУ-(— --- (, (4)

Из выражения (4 ) видно, что все параметры передаточной функции W(P) остаются постоянными, а значит поСтоянными будут сохраняться динамические свойства и качественные показатели всего электрогидравлического следящего привода в целом, т.е. точность и устойчивость привода не будут зависеть от изменений момента инерции I.

Коррекция Wx(P) осуществляется с помощью апериодического звена 18 второго порядка с передаточной функцией (Р) - 2»2 ТГ2 —,Ф двух дифференцирующих звеньев 19 и

20, причем W(y(Р) и И (Р) имеют вид (т2Р+ ) " (Гт24Г+»

100Ч

2222 2 2 К 2 22Г

Е а также апериодического звена 21 с передаточной функцией вида

100Ьэ ((22 К

Гт РН)

Для настройки параметров коррекции Чн(Р) по текущему значению момента инерции I используются блоки

2 и 22 умножения, на вторые входы которых подается сигнал, пропорциональный величине текущего момента инерции. привода I. В результате коррекцирующее устройство имеет передаточную функцию, точно соответствующую выражению (3).

Сигнал, пропорциональный величине I, который подается на вторые входы блоков 2 и 22, формируется следующим образом.

Угловая скорость на выходе редуктора гидромотора 8 определяется выражением

„, 0 01 W -M7

I ipP

Сигнал датчика момента имеет вид

I0OM

Wg ip а передаточная функция интегратора

17 — вид

В результате сигнал на выходе интегратора 17 определяется выражением (n,nl WgP -М/ip), Этот сигнал ю

4Р делится блоком 15 деления на сигнал датчика 12 скорости, определяемый выражением (5). На выходе блока 15 деления и, следовательно, на вторым входах блоков 2 и 22 появится сигнал, соответствующий величине текущего момента инерции привода .

1250740

Составитель С. Рождественский

Редактор Ю. Середа Техред О.Гортвай Корректор М. Пожо

Заказ 4390/29 Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, в приводе обеспечивается инвариантность к переменному моменту инерции, что направлено на повышение точности и устойчивости привода в широком диапазоне изменения его момента инерции. Использование предлагаемого изобретения в системах управления промышленных роботов позвоЛИТ ПОВЫСИТЬ ТОЧНОСТЬ, УСТОИЧИВОСТЬ и эффективность их использования.