Устройство стабилизации положениярабочего органа землеройных машин

Устройство стабилизации положениярабочего органа землеройных машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.03.79 (21) 2743470/29-03 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .

E 02 F 9/20

Гасударственный ксмитет

СССР (23) Приоритет— до делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02.81 (53) УДК 621.878 (088.8)

M@fSgТ 1;д (72) А вторы изобретения

Ф. В. Аккерман и Ю. С. Козлов

Ленинградское научно-производственное объедин

Всесоюзного научно-исследовательского института землеройного машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО

ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЛНЫХ МАШИН

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 использованию 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 стабили1 зации в относительно быстроходных машинах ввиду больших динамических ошибок при управлении положением рабочего органа. Это вызывается тем, что дополнительный релейный блок сравнения подключен к датчику положения рабочего органа через

20 дифференцирующее звено, т. е. на вход дополнительного релейного блока подается только переменная составляющая сигнала.

Разделение сигнала с выхода датчика на постоянную и переменную составляющую

804791 дифференцирующей цепочкой будет происходить после заряда конденсатора, т. е. через время, приблизительно равное 3 . Известно, что постоянная времени Г дифференцирующего звена равна =RC, 5 где 1 -электрическое сопротивление по постоянному току, Ом;

- емкость конденсатора, Ф.

Для данного устройства при большой постоянной времени дифференцирующего звена Г = 1,5 Т (Т вЂ” 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 помеха сдвигается по фазе, что делает невозможным логическую обработку сигналов с выходов основного и дополнительного релейных блоков. Применение этого устройства на быстроходных машинах приводит к динамическим ошибкам 2О управления и к появлению автоколебательных режимов при работе.

Цель изобретения — повышение быстродействия и уменьшение динамических ошибок системы управления.

Цель достигается тем, что устройство стабилизации положения рабочего органа землеройной машины непрерывного действия снабжено сумматором и двумя фазовращателями, входы которых соединены с зп выходом маятникового датчика положения рабочего органа, а выходы фазовращателей и выход задатчика подключены ко входам суммирующего блока, который через усилитель подключен к исполнительному механиз.му.

На чертеже представлена блок-схема устройства стабилизации положения рабочего органа землеройных машин.

Устройство содержит маятниковое устройство 1, которое посредством двух фазо- 4О вращателей 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. 45

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 сигнал, но пропускает помеху с изменением ее фазы на 180 — с (af составляет 5 — 8 ) .

Фазовращатель 3 пропускает полезный сигнал и помеху, но сдвигает их фазу на af.

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 = 2 10 Т, поэтому через время

t = 3t = — 610 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 повышения 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

Ке 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 машин», М., «ЦНИИТЭстроймаш», 1976, с. 25.

3. Авторское свидетельство СССР

Ме 420737, кл. Е 02 F 9/20, 1972 (прототип).

804791

Составитель P. Гладун

Редактор Т. Веселова Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 10563/46 Тираж 704 Подлнсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4