Устройство для автоматического управления рабочим органом землеройно-транспортной машины

 

Изобретение относится к строительнодорожному машиностроению и позволяет повысить точность работы землеройно-транспортной машины в режиме копания. Устрво состоит из измерительных блоков (ИБ) силы тяги 1 и действительной скорости 2, соединенных с умножителем 3. Умножитель 3 и ИБ 1 через блоки 4 и 5 вычисления знака производной соединены с трехпозиционным релейным элементом 6. Выходы элемента 6 подключены к двум входам блока 7 формирования управляющих сигналов. Выходы блока 7 соединены с электроуправляемыми каскадами выглубления 8 и заглубления 9 рабочего органа (РО). Выходы ИБ 2 и 10 положения РО подключены к двум другим входам блока 7, состоящего из фильтра низких частот, компаратора, ограничителя скорости, блоков вычитания и сложения, запоминающего блока, элемен1а ИЛИ и дух ключей. Устр-во осуществляет поиск максимума тяговой мощности (ТМ) с последуюиа,ей стабилизацией углового положения РО и действительной скорости движения машины по низкой частоте. Поиск максимума ТМ осуществляется по знакам производных ТМ и силы тяги путем перемещения РО. Рассогласования по положению РО компенсируются контуром стабилизации действительной скорости движения машины. При ее отклонении блок 7 формирует управляющий сигнал на перемещение РО 1 3. п. ф-лы, 4 ил. о (Л со tsD о ОО 4; со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gy) 4 Е 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4001874/22-03 (22) 29.12.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (71) Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению «Вниистройдормаш» (72) E. С. Корженков, П. В. Сасс-Тисовский, Э. И. Толстопятенко и В. С. Танин-Шахов (53) 621.878(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 870614, кл. E 02 F 9/20, 198!.

Авторское свидетельство СССР № 881225, кл. E 02 F 9/20, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к строительнодорожному машиностроению и позволяет повысить точность работы землеройно-транспортной машины в режиме копания. Устрво состоит из измерительных блоков (ИБ) силы тяги 1 и действительной скорости 2, соединенных с умножителем 3. Умножитель 3

ÄÄSUÄÄ 1320349 А1 и ИБ через блоки 4 и 5 вычисления знака производной соединены с трехпозиционным релейным элементом 6. Выходы элемента 6 подключены к двум входам блока 7 формирования управляющих сигналов. Выходы блока 7 соединены с электроуправляемыми каскадами выглубления 8 и заглубления 9 рабочего органа (РО). Выходы

ИБ 2 и 10 положения PO подключены к двум другим входам блока 7, состоящего из фильтра низких частот, компаратора, ограничителя скорости. блоков вычитания и сложения, запоминающего блока, элемента

ИЛИ и дух ключей. Устр-во осуществляет поиск максимума тяговой мошности (TM) с последующей стабилизацией углового положения PO и действительной скорости движения машины по низкой частоте.

Поиск максимума TM осуществляется по знакам производных ТМ и силы тяги путем перемещения РО. Рассогласования по положению РО компенсируются контуром стабилизации действительной скорости движения машины. При ее отклонении блок 7 формирует управляющий сигнал на перемещение РО 1 з. п. ф-,lbl, 4 ил.

1320349

1 2 сигналов (фиг. 3) состоит из фильтра 15 низких частот, ограничителя 16 скорости, соединенного с одним из входов блока 17 вычитания, выход которого подключен также к одному из входов запоминающего блока 18. Выход последнего соединен с одним из входов блока 19 сложения, выход которого, а также выход фильтра 15 низких частот соединены с соответствующими входами нуль-органа 20. Два выхода нуль-органа 20 подключены соответственно к одному из входов ключей 21 и 22. Блок 7 содержит также логический элемент ИЛИ 23, выход которого соединен с входами запоминающего блока 18 и ключей 21 и 22. Выход измерительного блока 2 действительной скорости подключен к входам фильтра 15 низких частот и ограничителя 16 скорости, выход измерительного блока 10 положения рабочего органа подключен к вторым nvoдам блока 17 вычитания и блока 19 сложения. Оба выхода трехпозиционного релейно40

Изобретение относится к строительнодорожному машиностроению, в частности к системам автоматического управления рабочим органом землеройно-транспортной машины.

Цель изобретения — повышение точности работы землеройно-транспортной машины в режиме копания.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического управления рабочим органом землеройно-транспортной машины; 10 на фиг. 2 — функциональная схема измерительного блока положения рабочего органа; на фиг. 3 — функциональная схема блока формирования управляющих сигна15 лов; на фиг. 4 — зависимости напряжений на входах компаратора блока формирования управляющих сигналов от углового положения рабочего органа.

Устройство состоит из измерительных блоков 1 и 2, соединенных с умножителем 3.

В свою очередь, измерительный блок 1 и умножитель 3 через блоки 4 и 5 вычисления знака производной соединены с трехпозиционным релейным элементом 6, который двумя выходами подключен к соответствующим двум входам блока 7 формирования управляющих сигналов. Выходы последнего соединены с электроуправляемыми каскадами выглубления 8 и заглубления 9. Выходы измерительных блоков действительной скорости 2 и положения рабочего органа 10 подключены к двум входам блока 7 формирования управляющих сигналов.

Измерительный блок положения рабочего органа 10 (фиг. 2) состоит из датчика 1 положения рабочего органа, соединенного через инвертирующий 2 и неинвертирующий

13 усилители с переключателем 14, выход которого подключен к блоку 7 формирования управляющих сигналов.

Блок 7 формирования управляющих го элемента 6 подключены к двум входам логического элемента ИЛИ 23 и к третьим входам ключей 21 и 22. Выходы последних, являющиеся выходами блока 7 формирования управляющих импульсов, соединены соответственно с электроуправляемыMè каскадами выступления 8 и заглубления 9.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия устройства основан на поиске максимума тяговой мощности с последующей стабилизацией углового положения рабочего органа и действительной скорости движения машины по низкой частоте.

Поиск максимума тяговой мощности осуществляется по знакам производных тяговой мощности W, и силы тяги Р» путем выглубления и заглубления рабочего органа. При этом в контуре стабилизации сигнал положения рабочего органа Us поддерживается равным сигналу действительной скорости Uy, т. е. происходит автоматическая настройка контура в точку С (фиг. 4). Однако в этом случае сигналы стабилизации не воздействуют на привод рабочего органа.

После того, как максимум тяговой мощности найден, т. е. выполнено условие

Г (Л1К,, где ЛW — зона нечувствительности по производной тяговои мощности, когда производная тяговой мощности достаточно близка к нулю, происходит включение контура стабилизации действительной скорости (блоки 2, 7, 8, 9, фиг. 1) и положения рабочего органа (блоки 10, 7, 8, 9, фиг. 1). В этот момент выполняется равено о ство (l — — U„. В процессе работы возникают рассогласования по положению рабочего органа ЛУв (t)=ба (t) U„(t), которые компенсируются контуром стабилизации.

При этом компенсация рассогласования по положению происходит до изменения действительной скорости движения машины, так как этот параметр имеет существенно более высокое значение временной задержки, чем время реакции системы на изменение положения рабочего органа, т. е. рассматривая стабилизацию положения рабочего органа, можно считать, что скорость остается постоянной Uy (t) =const.

При возникновении отклонения действительной скорости машины от исходного ее значения KUv(l) в контуре стабилизации появляется расстройка по положению

Ф

ЛЬ (t). Так как характеристики Uy è Ug, приведенные на фиг. 4, имек>т противоположный наклон, то снижение действительной скорости соответствует положительной расстройке по положению, приводящей к выглублению рабочего органа, а ее увеличение соответствует отрицательной расстройке, приводящей к заглублению рабочего органа. Таким обпазом, осуществля20349

18

3 ется стабилизация действительной скорости движения машины.

Использование в iipoiiåññå с>ябилизации действительной ско,,ос>и IHiilh низкочастотных составляющих позволяет получать высокую плавность выемки грунта, практически не ухуд)пая характеристик этого процесса, так как подавляемые при стабилиза!)ии высокочастотные составляющие воздействуloT на поисковую часть системы.

В результате того, что в контуре стабилизации есть ограничение действительIIoH скорости по минимуму, при попадании машины в режим с буксованием — - 100Я, устройство работает н3 выглубление рабочего орг3II3, выводящее машину из этого режима.

При включении механизма заглубления рябо >его ор: ана и переводе на автоматическое управление последнего с измерительныx блоков тягового усилия и действительной скорости 2 непрерывные сигна lhi, пропорциональные свободной силе тяги и действительной скорости дижения машины, поступdюг Hil уMHO>KHTåëh 3, который производит умножение и выделяет сигнал, пропорциональный тяговой мощности. Полученные сигналы силы тяги и тяговой мощности раздельно поступают на соответствующие блоки 4 и 5 определения знака производной, на выходах которых формируЮтея СИП)а Ihl «Г!ЛЮС», «ММИНус, «РаВНО нулю» и подаются на входы трсхпозициопноп> релейного элемента 6, последний срявпива(T их. Если знаки производHhlx тяговой (о)цности и силы тяги совпадают, То вы..содпые логические сигналы релейного элемента 6 соответствуют заглуолению рабочего органа, в IlpoTHBHoM случае вы.ходные логическlic сигналы релейного элемента 6 соответствуют выглублению. В эти.( случаях сип)а1hl поступают на блок 7 формирования управляющих сигналов, где осу>цествля>от отклонение контура стабилизации, и проходя(Н3 выходы блока 7. При эт0>! II3 каскады выглубления 8 и заглубления 9 попада>от соответствующие сигналы и реализуется либо выглубление, либо заглубление рабочего органа.

Если значение производной тяговой мо)цности ..(остаточно близко к нулю 1х(аксимух! тяговой моп(ности найден), то на выходах релейного элемента отсутствуют сигналы.

В этом случае в блоке 7 происходит вклю ение контуры стабилизации, которь;й при BIO»;I3«HHBCT воздействовать на каска Ihl выглубления 8 и заглубления 9 рабочего органа.

Изме! е:,я действительной скорости движения машины воспринимаются дат IHКОм l<3»iåðHTBTIh)loão 0;ioK3 2, а изменения положения рабочего органа — даTчикоv измерите,1ьil(>I о б.тока О, причем блс>к 0 испо.! нсч! . .я ки »! Оо разо >(, ITo это позв0.1)IE !

35 получать противоположный наклон Bhlxo.(Hblx характеристик датчиков измерительных блоков положения 10 и действительной «hoрости 2 независимо от хстановки ня машине датчика 11 положения. Тяк, например, llpH установке на толка>ощем брус е отвала буг! ьдозер(! ) датчика 11 таким образом, что при накги>н 0TB3ля по часовой стрелке уровень Bblxo Iíîãо сигналя возрастает. IlcðåK.IIOH3òå. lь 14 устанавливается в положение, соответствующее подключению выходя датчика 1 к блоку 7 через неинвертирующий усилитель 13. При установке датчика на другом толкаю)цем брусе отвала !зерка1ьная установка) переключатель 14 установлен в положение, соответствующее подкл)очению датчика 11 к блоку 7 через инвертпруloIIIHH усилитель 12.

Кроме того, изменением коэффициеHToB усиления усилителей 12 и !3 можно регулировать наклон выходной характеристики блока !О. Это дает возможность точной настройки пярамс тров контура стабплпза ци и cHc Tc >i û п р и установке на Ко HKp(тную машину, что clio(обствует повышению точности его работь).

Сигналы с выходов блоков 2 и !О подаются в блок 7. Ло включения контура стабилизации на вх01>>х нуль-органа 20 блока 7 поддерживаются равными отфильтрованпь)й сигнал блока 2 и сигнал блока

10, а в момент вк,)ючения в запоминающем устройстве 19 c)1oh3 7 зяфикспруется разница сигна 10B блоков 2 и !О.

При вкгпоченi(0м контуре c13билизяцпп и наличии возмущя)О)цего воздействия, приводя(цего к сх>егцен)()о положения рабочего

Opi 3H3 BIIH3, KOT0p(K B0Cl1pIi IIH II3(TCH б IOI(0>!

10, возникает рассогласование с))гналов блоков 2 и 10, что приводит к появлени>о на выходе блока 7 управляю)пего сигналя пoд, ьема рабочего органа, подаваемого на каскад выглубления рабочего органа 8.

При наличии возмущающег0 воздействия по положеник>, приводящего к сме)пению рабочего органа вверх, блоком 7 формируется управляющий сигнал, подаваемый пя каскад 9 заглубления рабочего органа.

При наличии возму(цаюп(его воздействия по действительной с)сс)рос-тп, приводяп(I о к

ЕЕ СНИЖЕНИЮ, КОтОрО(Воеирпннчастгя ОЛОко v! 2, т )кж(. возникает;)ассог1яс()в 1)!.:I( сигHалов 0 IOKOB 2 II 10, что IlðHBO,IHT к появленик> ня входе o 10K!i 7 упрявляк>щего сигнала подъема рябо )егo ор яня, подаваемого пя каскад 8 выглхбленпя рабочего органа.

При il3 IH IIIII вс)зх)у)цак>щего В03 гействия по лейл в)игольной скорости, приводящего к ее увели IcIIIIIo, блоком 7 формируется управ1HIolii.пй сигнал. подаваемый и II 3 кас. и;>;), 9:i3 IX Ix бг>с ни я p300 IOI o

ОРГг НЯ.

1320349

Форлгула изобретения

Устройство для автоматического управа ния рабочим органом землеройно транспортной машины, содержащее измеригельный блок силы тяги, соединенный через блок вычисления знака производной силы тяги с одним входом трехпозиционного релейного элемента, а также соединенный с одним из входов умножителя, измерительный блок действительной скорости, соединен- 10 ный с вторым входом умножителя, который через блок вычисления знака производной тяговой мощности соединен с вторым входом трехпозиционного релейного элемента, а также электроуправляемые каскады выглубления и заглубления рабочего органа, от- 15 личающееся тем, что, с целью повышения точности работы землеройно-транспортной мапгины в режиме копания, оно снабжено измерительным блоком положения рабочего органа и блоком формирования управлягогцих сигналов, состоящим из фильт ра низких частот, компаратора, ограничи геля скорости, блока вычитания, блока с.южсния, запоминающего блока, элемента

ИЛИ, двух ключей, причем выход фильтра низких частот соединен с первым входом комнаратора, выход ограничителя скорости соединен с одним из входов блока вычитания, выход которого соединен с одним

6 из .входов запоминаюгцего блока, выход которого, в свою очередь, соединен с одним из входов блока сложения, выход блока сложения соединен с вторым входом компаратора, причем первый и второй выходы компаратора соединены соответственно. с первыми входами ключей, а выход элемента ИЛИ соединен с вторыми входами ключей и с другим входом запоминающего блока, причем входы фильтра низких частот и ограничителя скорости соединены с выходом измерительного блока действительной скорости, входы блоков сложения и вычитания соединены с зыходом измерительного блока положения рабочего органа, входы элемента ИЛИ и третьи входы ключей соединены с выходами трехпозиционного релейного элемента соответственно, выход первого ключа соединен с электроуправляемым каскадом выглубления, а выход второго ключа соединен с электроуправляемым каскадом заглубления.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что измерительный блок положения рабочего органа выполнен в виде датчика положения рабочего органа, подключенного через параллельно соединенные инвертирующий и неинвертирующий усилители к переключателю, выход которого соединен с вторым входом блока формирования управляющих сигналов.

1320349

Составитель О. Капканеп

Редактор H. Киштулинец Техред И. Верес Корректор М. немчик

Заказ 2622/29 Тираж 606 Поди ясно<

ВНИИПИ Государственного ко<иитста ССС! по делая изоор< т< пий н открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Pai шская наб., л. 4 6

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгоро.<. <,л. 11росктная, !