Устройство для управления режимом работы почвообрабатывающего агрегата
Изобретение относится к сельскохозяйственной технике ,в частности, к автоматизации мобильных агрегатов. Цель изобретения - повышение производительности агрегата. Для организации поисковых процедур, основанных на сравнении значений критерия оптимизации для смежных проходов, в устройство дополнительно введены генератор 15 импульсов, измеритель 16 среднего значения, умножитель 17, запоминающее устройство 18, реверсивный счетчик 21, триггер 22, элемент ИЛИ-НЕ 23 и коммутатор 24, что позволяет организовать работу почвообрабатывающего агрегата в режиме максимальной производительности. Пороговое устройство 14 подключено к датчику 1 загрузки 4 при выглублении плуга на его выходе появляется логический ноль, при заглублении - единица. С началом рабочего движения пороговым устройством 14 обнуляется измеритель 16 среднего значения, запускается генератор 15 импульсов, заносится информация в запоминающее устройство 18. В процессе рабочего прохода на выходе измерителя 16 среднего значения формируется сигнал, соответствующий средней скорости движения, на выходе умножителя 17 - производительности агрегата, а на выходе устройства 19 сравнения - разности производительности на текущем и предыдущем смежном гоне. По знаку этой разности переключается направление счета реверсивного счетчика 21. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5р 4 А 01 В 67/00, 63/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
„0
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (61) 1358807 (21) 4347282/30-15 (22) 21.12.87 (46) 15.07.89. Бюл. № 26 (7I ) Челябинский институт механизации и, электрификации сельского хозяйства (72) Г. А. Воронцов и С. В. Стрижак (53) 621.354 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1358807, кл. А 01 В 63/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
РЕЖИМОМ РАБОТЪ| ПОЧВООБРАБАТЪ|ВАЮЩЕГО АГРЕГАТА (57) Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к автоматизации мобильных агрегатов. Цель изобретения — повышение производительности агрегата. Для организации поисковых процедур, основанных на сравнении значений критерия оптимизации для смежных проходов, в устройство дополнительно введены генератор 15 импульсов, измеритель 16 среднего значения, умножитель 7, запоминаюÄÄSUÄÄ 1493129 А 2
2 щее устройство 18, реверсивный счетчик 21, триггер 22, элемент ИЛИ вЂ” НЕ 23 и комму татор 24, что позволяет организовать работу почвообрабатывающего агрегата в режиме максимальной производительности. Пороговое устройство 14 подключено к датчику 1 загрузки и при выглублении плуга на его выходе появляется логический ноль, при заглублении — единица. С началом рабочего движения пороговым устройством 14 обнуляется измеритель 16 среднего значения, запускается генератор 15 импульсов, заносится информация 8 запоминающее уст ройство 18. В процессе рабочего прохода на выходе измерителя 16 среднего значения формируется сигнал, соо1ветствующий средней скорости движения, на выходе умножителя 7 — производительнос1и агрегата, а на выходе устройства 19 сравнения разности производительности . на текущем и предыдущем смежном гоне. По знаку этой разности переключается направление счета реверсивного счетчика 21. 2 ил.
1493129 л
më(Л - М,.+ЛЛ ; л т„)h ° . М,„— Л;
Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к области автоматизации мобильных агрегатов.
Цель изобретения — повышение произв од и тел ь иост и а гр е гат а.
На фиг. 1 приведена структурная функциональная схема устройства; на фиг. 2— зависимость производительности агрегата от ширины захвата на разных передачах.
Устройство для управления режимом работы почвообрабатывающего агрегата содержит подключенный к двигателю трактора датчик загрузки, датчик 2 ширины захвата, первое устройство 3 сравнения, арифметическое устройство 4, первый измеритель 5 среднего значения, источник 6 опорного сигнала, второе устройство 7 сравнения, измеритель 8 среднеквадратического отклонения, второй измеритель 9 среднего значения, функциональный преобразователь
10, делитель 11, датчик 12 частоты вращения вала, делитель 13 частоты, пороговое устройство !4, генератор 15 импульсов, третий измеритель 16 среднего значения, умножитель 17, запоминающее устройство 18, третье и четвертое устройства 19 и 20 сравнения, реверсивный счетчик 21, триггер 22, элемент ИЛИ НЕ 23, коммутатор 24.
Устройство работает следующим образом.
В процессе функционирования почвообрабатывающего агрегата на выходах коммутаторы 24 и устройства 7 сравнения формируются сигналы на изменение соответственно ширины захвата орудия и передаточного отношения трансмиссии трактора с тем. чтобы поддерживать режим работы с максимальной производительностью. При этом ширина захвата изменяется при разворотах агрегата и фиксируется на время рабочего прохода, а передаточное отношение (передача) - — в процессе работы. Переключение передачи осуществляется в зависIIMocTI. от соотношения сигналов на выходах функционального преобразователя 10 (Л ° )<
) М,.„) и измерителя 9 среднего значения
4„(m — оценка текущего среднего момента двигателя, Л ° — оптимальный коэффициент загрузки двигателя): на повышенную передачу, если на пониженную передачу, если где ЛЛ и ЛЛг — допустимые отклонения от оптимальной величины, Значение (Л ° М,,„) определяется как функция от коэффициента вариации о„/m. момента, которому соответствует сигнал на выходе дел ител я 1 l . .Зависимость (Лмопт )
ХМ,„)=f(e„/т„) (справочные данные для конкретного типа двигателей) записана в!
О !
4 функциональном преобразователе 10 (постоянном запоминающем устройстве).
Измерители среднеквадратического отклонения 8 и среднего значения 9 тактируются импульсами с выхода датчика 12 частоты вращения вала колеса почвообрабатывающего орудия, а цикл измерения определяется периодом импульсов на выходе делителя 13 частоты. В то же время сигнал на выходе делителя 13 частоты является тактовым для измерителя 5 среднего значения, цикл усреднения которого равен времени рабочего прохода и задается сигналом с выхода порогового устройства 14.
На информационный вход измерителя 5 среднего значения подается сигнал, соответствующий текущему оптимальному значению ширины захвата, который формируется арифметическим устройством 4 и определяется из выражения (Л о-)уМ,„— М,. (1) — m„> — М,„ где ܄— ширина захвата за время I-го рабочего прохода;
М,. — составляющая момента сопротивления на валу двигателя, обусловленная самопередвижением трактора (формируется на выходе источника 6 опорного сигнала); у — номер цикла на i-м гоне.
В целом алгоритм управления, реализуемый устройством, содержит два этапа.
На первом этапе за счет организации поисковой процедуры определяется сочетание значений ширины захвата и передачи, оптимальное по производительности для средних условий обрабатываемого участка поля. С началом рабогы трип ер 22 устанавливается в нулевое состояние и на вход коммутатора 24 пропускается только сигнал с выхода устройства 20 сравнения. Этот сигнал, также как и сигнал на выходе устройства 3 сравнения несет информацию в какую сторону изменять (увеличивать или уменьшать) ширину захвата.
Пороговое устройство !4 подключено к датчику 1 загрузки. Поэтому при выглублении плуга, сопровождающемся резким уменьшением момента íà его выходе, появляется «О> (зыдний фронт), а при заглублении — — «1» (передний фронт).
С началом рабочего движения пс ред. ним фронтом импульса порогового устройства 14 обнуляется измеритель 16 среднего значения, запускается генератор 15 импульсов, заносится информация в запоминающее устройство 18. В процессе рабочего прохода на выходе измерителя 16 среднего значения формируется сигнал, соответствующий средней скорости движения, на выходе ум нож ител я 17 — производительности агрегата, а на выходе устройства 19 сравнения — разности производительности на текущем и предыдущем смежном гоне ЛФ . изменении текущих условий работы на этом участке в соответствии с отклонением момента двигателя от оптимального значения (как это делается на втором этапе), т. е. осуществлять управление по критерию максимального потребления мощности двигателя.
Встречаются поля с большой неоднородностью средних условиЙ. Поэтому может ока10 заться целесообразным повторение поисковой процедуры (при смене загонки, при изменении уклона участка и т. д.). В этом случае производится установка триггера 22 в состояние «О» и вновь организуется поиск зоны максимума производительности.
Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого устройства по (p d i! i3 e H! i fo с и 3 В(с1 и ы м () <) v «cl » B 3 е í и () В ы ш (. i!He;l производительности 3 г регата. Достига()ся это благодаря тому, что за счет Ъ Г> сО ()в< де<11)я сОВОкупности элементОВ: гeifepaToра ичпульсов, измерителя среднего значения. умножителя, започинающего устройстВа. устройства сравнения, реверсивного счетчика, )риггера, эл«ме)(та ИЛИ вЂ” НЕ и ком25 чу 310ра чо О задавать реж м боты близкий к оптимальночу по прозводительности, в То Время как прототип обеспечивает только режим, близкий к оптимальн<)чу по потреб. я«мой мощи и ти.
ФС>!).3<УЛи и:306РЕте)1 И.Ч
3 < тр»йство для упр;)ленни ре.кичом р <б;, Bi почв» (брабатывак)1!I<.го агрегата 1;О авг. «1,)чЪ 1358<3(17, or ií÷àþi<(e(crf тем, «ТО, с ЦС«11 О 1НП)ЫШЕНИЯ ПР<)изводитсл ности агре dTН, в него Введены г(нератор ичпу..ь сов, тpe.i ий измеритель среднего;<начения, умн»житель, заг(оминающее устройство, Tp(тье и четвертое ус)рой TB3 сравнения. реверсивный счетчик. трип ер, элемент !.1ЛИ вЂ” НЕ и комчхта)<)!), при эточ первый
40 и второи входы комчутатора соединены соОтВЕтСтВЕННО (. ВЫХОДЗМП ПеРВОГО И ЧЕТВЕРтог<) устрой тва «j),iâl<åíèÿ, 3 третий вход по,(к)ючен к выходу ) рпггера, ьход которого
«ueTHHeff с выходом э ie)icHT3 И. 1И вЂ” НЕ, 15 прич(ч первыи вход элемента ИЛИ--НЕ подключен и выходу три(гера, а второй
Оединен . Выхо.,ом трс гьего у«трой«тва
«p3HIIeния 1: первым вход»м р< вср«ивного счетчика В)»рой вход которого соединен с !
3ых().1»ч !I«)рОГ )В»г» у 1 !)(:И(ТВ3, !3Х» 1»М 1 c g0 H(eP3T0<)3 l:чп > . II>< ОВ, TP(TI пм Вход»м B. Ieìeffт:i !1, 1И- HF, третьим вх дом третьего изч рителя сре !Bio 31!: чения!! тактовым Вх»дом запоминающего устрой«гва, информаПИ»ННЫЙ ВХОД f(OTOPOC» flC),
СОЕДИНЕН «ВЫХОд»М трстЬЕ< О ИЗЧЕрпт<Х)я
1493129
Если Л Ф )О, то с окончанием рабочего прохода по заднему фронту импульса порогового устройства 14 счетчик 21 переключается в прямом направлении, а если
Л Ф (О, то в обратном.
Пусть условия работы агрегата соответствуют тем, при которых получены зависимости на фиг. 2 и для первого прохода
В=Bi. Режим а и b не соответствуют оптимальной загрузке двигателя и после разгона а(регата система управления устанавливает режим с: В=-Bi, j=3. После окончания рабочего прохода реверсивный счетчик переключается в прямом направлении и на его выходе появляется сигнал, соответствующий В (шаг счета соответствует
В= — В.), так как ЛЖ =В i — Ф ())О. Увеличение В будет продолжаться до В5. Для режича l прои:)В<)дительH«cTb меньше, чем для режима а, поэтому после прохода на режиме (Л3((О. Это прин<).1нт к тому, чт» счетчик 21 переключается в обратном направлении на В3, а триггер 22 переходит в состояние «!». Выходом в зону максимума производителы(ости заканчивается первый (п»и«ковый) этап. На втором этапе
ff3 выход коммутатора пропускается только сигfl;Iл «выхода устройства 3 сравнения.
Он формиру(тся как разность между фактической шириной захвата и значением ширины захвата, определенной как усреднение знач<.ний () >, (! ) .а чречя рабоч(ч . прохода. Изменение ширины захвата в соотве:. зг) ствии с сигналом на выходе ус(ройства 3 сравнения позво;яет комп н«HDOBBTü измен« ние с1;eäíHx условий при переходе»т I olla к гону, т. е. сг бнлизиоовать момент двигателя на Olli ималь1«м ср днем уровне. Эт() является geh()»II)e»cai и управлению за счет пер«кл)очения передач (непрерывная компенсация при дискретной за счет переклю ения передач, расширение диапазона
КОМПЕНСВ !IH ) . с.иг)33л 3 выходе устройства 20 сравнения формируется как разность между фактической шириной захвата и .Значением ширины на выходе ревер. ив()ого счетчика 2!. обеспечиванмце(о HT«j)3!!I!off!i»(варьирование ширины захвага на пс!»3<)м этапе. Если бы для условий раб г(1 )Hr. 2) исключить первый этап, à il(. рвый проход начать с
В1, то устрoff«тво H;jальн«йl:I M стремилось бы поддер к;Iвать режI:xf, бл»зкий к режиму l, при котором обе«цен(вас(«я Оптимальная Ifc м»щн»сти загрузка дв I;;iTe;IH. Однако, при эт»ч произв<здительность агрегата была бы макснмальн» возможнон в режиме и для этих «ловий.
В это же гремя. к )г,(3 13 первом этапе осуществляет«я Вых»д 13 pе ким в зоне максимхма производител(но«ти для средних условий l493I Ц В 6 8@ 8 8 Фиг. 2 Составитель Б Кузьмин Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор М. Самборская Заказ 3901!1 Тираж 621 Поди исное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 7 среднего значения, а второй — с выходом датчика ширины захвата и первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого подключен к выходу ревер29 8 сивного счетчика, причем входы третьего измерителя среднего значения подключены к выходу генератора импульсов и датчика частоты вращения вала.
