Диагностируемый электрогидравлический силовой следящий привод

 

Изобретение относится к электрогидравлическим следящим приводам (ЭГСП) общего назначения, имеющим встроенный автоматизированный контроль и средства диагностирования и предназначенных для использования в роботах, манипуляторах, радиотелескопах и других автоматических системах. Цель изобретения - обеспечение автоматического поиска неисправностей элементов ЭГСП. Диагностируемый электрогидравлический силовой следящий привод содержит цифровой программно-задающий и анализирующий блок с пультом оператора, цифровой блок вычитания, цифроаналоговый преобразователь, вычитающий усилитель, электрогидравлический усилитель с датчиком положения золотника, источник гидропитания, исполнительный гидродвигатель с датчиком перепада давления, нагрузку с датчиком скорости и датчиком положения, запоминающий блок, гидравлическое устройство стопорения нагрузки, блок формирования тест-сигналов, блок согласования и коммутации, аналого-цифровой преобразователь. Привод может использоваться в двух режимах: в режиме основной работы и в режиме автоматического тест-контроля. В последнем случае по сигналам анализирующего блока вначале проверяется электрическая часть привода, затем при застопоренном приводе - гидравлическая часть привода и, наконец, путем совершения пробных движений при расстопоренной нагрузке определяются отдельные динамические характеристики. Контролируемые сигналы с ра

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1539729 (51)5 С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тания, цифроаналоговый преобразователь, вычитающий усилитель, электрогидравлический усилитель с датчиком положения золотника, источник гидропитания, исполнительный гидродвигатель с датчиком перепада давления, нагрузку с датчиком скорости и датчиком положения, запоминающий блок, гидравлическое устройство стопорения нагрузки, блок формирования тест-сигналов, блок согласования и коммутации, аналого-цифровой преобразователь. Привод может использоваться в двух режимах: в режиме основной работы и в режиме автоматического тестконтроля. В последнем случае по сиг- а ф налам анализирующего блока вначале проверяется электрическая часть привода, затем при застоиоренном приводе — гидравлическая часть привода и, наконец, С путем совершения пробных движений при расстопоренной нагрузке бпределяются отдельные динамические характеристики. Контролируемые сигналы с различных элементов привода возвращаются в анализирующий блок и там © сравниваются с эталонными значениями.

В случае обнаружения отказа контролируемого на данном шаге элемента на пульте оператора дается о нем информация. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

ГОсудАРстВенный номитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4307628/24-24 (22) 12.06.87 (46) 30.01.90. Бюл. Р 4 (72) М,Н.Боркунова, В.Н.Ершов, А.А.Золин, Ю.А.Петров и А.Б.Шатров (53) 625.7.05(088,8) (56) Гониодский В.И., Склянский Ф.И., Шумилов И.С, Привод рулевых поверхностей самолетов. М.: Машиностроение, 1974, с. 274-276, рис. 7. 1.

Следящие приводы./Под ред. Б.К,Чемоданова, М.: Энергия, 1976, кн,2, с. 350-353, рис. 15-7. (54) ДИАГНОСТИРУЕМЬЙ ЭПЕКТРОГИДРАВЛИ-

ЧВСКИй СИП0В0Й (57) Изобретение относится к электрогидравлическим следящим приводам (ЭГСП) общего назначения, имеющим встроенный автоматизированный контроль и средства диагностирования и предназначенным для использования. в роботах, манипуляторах, радиотелескопах и других автоматических системах. Цель изобретения — обеспечение автоматического поиска неисправностей элементов ЭГСП. Диагностируемый электрогидравлический силовой следящий привод содержит цифровой программнозадающий и анализирующий блок с пультом оператора, цифровой блок вычиИзобретение относится к электро гидравлическим следящим приводам (ЭГСП) общего назначения, имеющим встроенный автоматизированный контроль и средства диагностирования и предназначенным для использования в роботах, манипуляторах, радиотелескопах и других автоматических системах.

1539729

Цель изобретения — обеспечение автоматического поиска неисправностей элементов ЭГСП, На фиг, 1 приведена структурная схема диагностируемого электрогидравлического силового следящего привода; на фиг. 2 - блок-схема алгоритма проведения контроля и диагностирования неисправных элементов привода, 10

Диагностируемый электрогидравлический силовой привод содержит цифровой программно-задающий и анализирующий блок 1 с пультом 2 оператора, цифровой блок 3 вычитания, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, вычитающий усилитель 5 (функциональные вкодные усилители 5 5 5ь, выходной усилитель 5з, элемент Sg вычитания), электрогидравлический усилитель 6 с датчиком положения золотника (усилитель б, датчик 6 положения золотника), источник 7 гиправлического питания,с датчиком давления (электродвигатель 7<, гидронасос 7, блок 7 включения, сеть переменного тока 7д, клапан 7з, датчик 76 давления), исполнительный гидродвигатель 8 с датчиком перепада давления (датчик 8 перепада давления, гидродвигатель 8),>о нагрузку 9 (объект 9 регулирования, датчик 9 скорости, цифровой датчик

9ь углового положения), запоминающий блок 10 с регистром 10 дискретных команд и выходными усилителями 10д, гидравлическое устройство 11 стопо35 рения нагрузки с двухпозиционным датчиком 11 положения. стопора (гидропривод стопора 11g, распределитель

11, электромагнит 11 ), блок 12 формирования. тест-сигналов (переключатель. 12<, ключи 12 - 12, задатчики 12 -12 уровня сигнала, источники 12g- 12 сигналов разного знака или фазы), блок 13 согласования и коммутации (согласующие усилители 13, ключи 130-13 ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14.

Цифровой программно-задающий и . анализирующий блок 1 наиболее удобно реализуется на основе 1правляющей

ЦВМ, которая в,режиме автоматизированного контроля и диагностирования работает по алгоритму, представленному на фиг. 2. 55

Задание режима работы ЦВИ и приво,ца осуществляется с пульта 2 оператором. На пульте располагаются также индикаторы для представления результатов диагностирования.

Устройство работает следующим образом.

Рассматриваемый электрогидравлический привод с пульта оператора может быть приведен в один из двух режимов - режим основной работы и в режим автоматического контроля.

В режиме основной работы задающий сигнал, определяющий пбложение нагрузки (с необходимым ограничением скорости его нарастания), задается цифровым программно-задающим и анализирующим блоком 1 блоку 3 и далее через элементы 4,5 и 6 передается к исполнительному гидродвигателю 8, который приводит в движение нагрузку 9.

Источник 7 гидравлического питания при этом включен (для чего блок 1 в регистр 10 записывает команду К на включение источника 7), а нагрузка расстопорена (устройство 11 стопорения аналогичным образом получает ко-. манду К я из блока 10) .

Необходимая динамика работы привода (динамика наведения нагрузки в заданное положение) определяется обратными связями от датчиков 6,84, 9,9 к элементам 3,5 в контуре привода. При этом сигналы от блока 1 блоку 3, от датчика 9 блоку 3 в данном приводе передаются в цифровойформе, остальные сигналы аналоговые (постоянный ток разной полярности или переменный ток с фазовым признаком., Для перехода от цифровых сигналов к аналоговым используется ЦАП 4.

-В режиме автоматизированного контроля с пульта 2 оператора вводится команда для реализации алгоритма по фиг.2, в соответствии с которым начинается последовательное формирование блоком 1 команд для блоков 10 и 3 с анализом получающегося состояния элементов привода, которое через элементы 13 и 14 передается блоку 1 и сравнивается там с известными эталонными значениями.

Для получения высокой достоверности контроля он проводится в несколько этапов в определенной последовательности. В начале проверяется электронная часть привода без подачи гидравлического питания, затем проверяется гидравлическая часть привода при застопоренной нагрузке (без ее перемещений) и, наконец, проверяются лин 1539729 мические свойства привода путем контрольных движений нагрузки. Вначале контролю подвергается цифровой блок 3 вычитания совместно с ЦАП 4. Для этого блок 1 в блок 10 иередаег команду

К, для подключения ЦАП 4 через усилитель 13, ключ 13,2, AIlJf 14 к своеM) входу приема контрольных сигналов и формирует тестовый код заданной величины перемещения блоку 3. Этот сигнал, возвратившийся назад в блок ! по цепи через элементы 3,4,13 и 14, контролируется на допуск с эталонным значением, хранящимся в блоKP 1, При HopMaëüíçé работе элементов 3 и 4 проверяется вычитающий усилитель 5. Вначале проверяется цепь с элементами 5,5,5, для чего в блок 10 из блока 1 вводится команда К . При этом в блоке 13 срабатывает ключ 13» и выход усилителя (точки а, h на выхода:- элемента 5 ) подключается через бЛок 13 к блоку

1 для контроля. При этом в блок 3 по-прежнему дается тестовый код заданной величины перемещения.

Pаботоспособность вычитающего усилителя 5 по входам через элементы 54,5з,5ь проверяется путем последовательной подачи на них тестоBblx cHl налов с блока 12 через ключи 12<, 12з,12 (по командам К,К, Кз от блок» 10). Команда Кв для подключения выхода вычитаюг(его усилителя к АПП 14 для анализа сохраняется вместе с командами К,,К,К>. При необходимости изменения полярности или фазы сигналя (в зависимости от вида усилителя) имеется команда К4, которая управляет переключателем 12,.

В случае положительных результатов предыдущих проверок осуществляется проверка гидравлической части привода. В блок 10 вводится команда К на включение источника 7 гидравлического пити ия и Кт на включение устройства 11 стопорения нагрузки. По команде 1 (для ключа 13 ) датчик 7ь давления подключается через АЦ11 14 к блоку 1, где проводится сравнение Bpllê÷èíû давления с эталонным значением.

Зат и проверяются датчики положения золотника и перепада давления (6p и 8 ), для чего на вход блока 3 подается тестовый код, а датчйки подключаются для контроля к блоку 1

55 через блок 13 командами Кч и К<о

При этом вследствие застопоренной нагрузки датчик 8 должен показать ðàбочее давление источника 7 гидравлического питания, а золотник перемещается (датчик 6 ) на величину, пропорциональную тестовому коду, поданному на вход блока 3. Последнее свидетельствует и об исправности электрогидравлического усилителя 6 в целом, В заключение проверяются некоторые динамические cBQAcTBd привода.

На вход блока 3 подается код исходного положения (нулевого), а на устройство 11 стопорения — команда К 1 на освобождение нагрузки (выключение стопорения). Застопоренное или расстопоренное состояние нагрузки контролируется блоком 1 по получении сигнала от контактного датчика 11 через блок 13, на который подается команда Кщ, Вследствие использования в цепи от датчика 11я усилителя 131 с дифференциальными входами (т.е. один из них инвертирующий) блок 1 че- в рез ключ 13 получает положительный сигнал при расстопоренном положении привода и отрицательный при застопоренном.

После получения подтверждения о расстопоренном положении привода блок

1 для бл*ка 3 начинает формировать коды, соответствующие командам на движение нагрузки 9 с постоянной скоростью. Величина скорости, измеренная датчиком 9, через блок 13 (ключ 13-1) возвращается в блок 1 для сравнения (блоком 10 для блока 13 формируется команда К а.).

Следующим шагом является проверка динамической ошибки, для чего команда Y.щ сменяется командой К, в результате сигнал рассогласования с выхода ЦАП 4 проводится через блок 1.3, АЦП 14 к блоку 1 и сравнивается там с эталонным значением.

Контроль заканчивается установкой привода в исходное (нулевое) положение.

Если в процессе одной из выше перечисленных проверок обнаруживается отказ или отклонение сверх допуска от контролируемой характеристики, дальнейший контроль прерывается, а на пульте оператора — указание на отказ конкретного блока (например, в виде номера отказа). При нормаль1539729 ном ходе контроля на пульте оператора имеется сообщение "Исправность привода".

Весь цикл автоматического контроля укладывается в единицы минут, при высокой достоверности, что существенно повьппает производительность работы обслуживающего персонала.

ll0

Формула из о бр ет ения

1. Диагностируемый электрогидравлический силовой следящий привод, содержащий цифровой программно-задающий и анализирующий блок, с пультом оператора, цифровой блок вычитания, цифроаналоговый преобразователь, вычитающий усилитель, электрогидравлический усилитель с датчиком положе- 20 ния золотника, источник гидравличес-: кого питания с датчиком давления и исполнительный гидродвигатель с датчиком Перепада давления, выходное звено исполнительного гидродвигателя 25 соединено с нагрузкой, а также с входами датчика скорости и цифрового датчика углового положения, выход которого подключен к входу вычитаемого цифрового блока вычитания, вход умень- щ шаемого которого подключен к выходу управляющего сигнала цифрового программно-задающего и анализирующего блока, а выход через цифроаналоговый преобразователь - к вхочу уменьшаемог

35 го вычитающего усилителя, двухполюсный выход вычитающего усилителя соединен с входом электрогидравлического усилителя, дифференциальный гидравлический выход которого связан 40 трубопроводами с управляющим входом исполнительного гидродвигателя, выходы датчика положения золотника, датчика скорости и датчика. перепада давления подключены к соответствующим первым вычитающим входам вычитающего усилителя, выход источника гидравлического питания связан трубопроводом с входом гидропитания электрогидравлического усилителя, О т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения автоматического поиска неисправностей, в электрогидравлический силовой следящий привод введены запоминающий блок, блок формирования

55 тест-сигналов, блок согласования и коммутации, аналого-цифровой пре образователь и гидравлическое устройство стопорения нагрузки с двухпозиционным датчиком положения стопора, вход запоминающего блока подключен к выходу дискретных команд цифрового программно-задающего и анализирующего блока, выходы разрядов запоминающего блока подключены соответственно к входу включения источника гидравлического питания, входам включения и выключения гидравлического устройства стопорения нагрузки, к входам запуска с первого по четвертый блока формирования тест -сигналов и с первого по седьмой коммутирующим входам блока согласования и коммутации, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с входом приема контрольных сигналов цифрового программно-задающего и анализирующего блока, сигнальные выходы блока формирования тест-сигналов подключены к соответствующим вторым вычитающим входам вычитающего усилителя, информационные первый - пятый входы блока согласования и коммутации связаны соответственно с выходом цифроаналогового преобразователя, выходом датчика положения золотника, выходом датчика перепада давления, выходом датчика скорости и выходом датчика давления источника гидравлического питания, а информационные первый и второй дифференциальные входы блока согласования и коммутации подключены соответственно к двухполюсному выходу электронного усилителя-сумматора и двум выходам двухпозиционного датчика положения стопора гидравлического устройства стопорения нагрузки, питающий вход которого соединен трубопроводом с выходом источника гидравлического питания.

2. Привод по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что блок формирования тест-сигналов содержит три ключа, переключатель, три задатчика уровня сигнала и два источника сигналов, выходы которых подключены соответственно к информационным входам переключателя, соединенного выходом с входами задатчиков уровня сигналов, выходы которых подключены .соответственно к информационным входам первого - третьего ключей, выходы которых образуют сигнальные выходы блока, а управляющие входы переключателя и первого - третьего ключей образуют соответственно с первого по четвертый входы запуска блока.

1539729

3. Привод по и. 1, о т л и ч а ю-, шийся тем, что блок согласования и коммутации содержит семь входных усилителей, два из которых имеют дифференциальные входы, образующие информационные первый и второй дифференциальные входы блока, входы остальных усилителей образуют информационные первый — пятый входы блока, выходы усилителей связаны с соответствующим информационным входом семи ключей, выходы которых объединены и подключены к выходу блока, а управляющие .входы ключей образуют соответственно семь управляющих входов блока.

1539729

9)оиееапаа 6 йщцар му&юил алпйи aw вжараЮющ арайФивш гюлихе Юсгх кажнЮ, идущем nm ЦИ юиЗГЕЮ.

Составитель В.Иванов

Техред J1.0ëèéíûê Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Киитулинец

Тираж б48

Заказ 217

Подписное

gHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101