Электрогидравлический следящий привод

(71) Дальневосточный ордена Трудвого Красного Знамени политехничкий институт им.В.В. Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССВ 848773, кл. Р 15 В 9/07, 1981Авторское свидетельство СССРУ 928093, кл, Р 15 В 9/03, 1982.(54)(57) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СДЯЩИЙ ПРИВОД, содержащий измеритрассогласования, блок умножения,последовательно соединенные усилтель и привод регулирующего органасоса, связанного гидролиниямигидромотором, вал которого соедис объектом регулирования и датчимомента, положения и скорости, п ледовательно соединенные датчик репада давления, первый суммато блок деления, а также второй сумматор, причем датчик момента сое.динен с отрицательным входом первогосумматора, датчик скорости - с входом делителя блока деления, а датчикположения - с отрицательным входомизмерителя рассогласования, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности и устойчивости, он снабжен интегратором,апериодическим звеном второго порядка и двумя последовательно соединенными дифферейцирующими звеньями,при этом выход измерителя рассогласования через апериодическое звено соединен с одним из входов второгосумматора, а через дифференцирующиезвенья и один из входов блока умножения - с другим входом второго сум-матора, выход которого соединен сусилителем, выход первого сумматорасвязан с входом делимого блока деления через интегратор, а выход блока деления соединен с другим входомблока умножения,где В , Р 1 - передаточная функцияпривода;Фп Г - передаточная функциякорректирующего устройства;25Ъ(Г), Фр ( Р) - соответственно постоянные передаточныефункции усилителя 3,. регулирующего органанасоса 5;30фнгмР) - передаточная функциягидропередачи, состоящей из насоса 5 и гидромотора 8, котораяпредставляется в виде35 К0)рЯдф,Р)= = 21О,О 1 аК,Р+1 Р(при 1, = 0),40где 1, - эквивалентный коэффиЭциент утечек рабочейжидкости;угол поворота регулирующего органа насоса 5;1 - передаточное отношениеРЮ ан вредуктора;5-характерные объемыннасоса 5 и гидромотора 8;1, - коэффициенты пропорциональности;Я ; скорость вращения надвсоса 5;Ч - объем рабочей жидкости в гидролинии нагнетания 6 (или 7) иполости нагнетаниянасоса 511950Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в следящих системах промьппленных роботов и манипуляторов.Целью изобретения является повышение точности и устойчивости.На чертеже изображена схема электрогидравлического следящего привода.Привод содержит измеритель 1 рассогласования, блок 2 умножения, последовательно соединенные усилитель 3и привод 4 регулируюгего органа начертеже не изображен) насоса 5, связанного гидролиниями 6 и 7 с гидромотором 8, вал 9 которого соединенредуктором (на чертеже не изображен)с объектом 10 регулирования, датчиком 11 положения, датчиком 12 скорости и датчиком момента (на чертежене изображен), последовательно соединенные датчик 13 перепада давления, первый сумматор 14 и блок 15деления, а также второй сумматор 16,причем датчик момента соединен с отрицательным входом сумматора 14, датчик 12 - с входом делителя блока 15,а датчик 11 - с отрицательным входомизмерителя 1, Привод снабжен интегратором 17, апериодическим звеном 18второго порядка и последовательносвязанными дифференцйрующими звеньями 19 и 20 с замедлением, при этомвыход измерителя 1 через звено 18соединен с одним из входов сумматора16, а через звенья 19 и 20 и один извходов блока 2 - с другим входом сумматора 16, выход которого соединенс усилителем З.Выход сумматора 14связан с входом делимого блока 15через интегратора 17, а выход блока 15 соединен с вторым входом блока 2,На чертеже обозначены параметры: К в - задающий сигнал; Ы - сигнал датчика 1; Я - сигнал датчика 12; М - момент на валу 9; Р - сигналф фдатчика момента; Р - сигнал датчика 13; о - величина рассогласования измерителя 1. 50Электрогидравлический следящий привод работает следующим образом.Сигнал 3 через усилитель 3 поступает на привод 4 регулирующего органа насоса 5, который, создавая 55 поток рабочей жидкости в гидролиниях 6 и 7, воздействует на гидромотор 8, изменяющий положение объекта 1 О ре 76 2гулирования и рассогласование о между входными сигналами М , МВ измерителя 1 рассогласования. При этом для устранения отрицательного влияния переменного момента инерции объекта 10 регулирования на качественные показатели работы привода в целом служит коректирующее устройство, включающее апериодическое звено 18 второго порядка и два дифференцирующих звена 19 и 20 с замедлением,Передаточная функция электрогидравлического . следящего привода в разомкнутом по положению состоянии.имеет вид)1 100ОВ результатеинтегратора 17жением нал на выходе пределяется 1Этот сигиР(0,01 Ы Рф лится блоком датчика 12 ск деления на сигналсти, определяемый 3 113 - общий момент инерциивращающихся частейгидромотора 8 и объекта О регулирования;к - символ дифференцирования,Параметры передаточной функцииФи (Р 1 ЯвлЯютсЯ пеРеменными, еслингмпеременным является момент инерции 2В результате значительно изменяютсяи динамические свойства электрогидравлического следящего привода приизменении 3 в широких пределах,возможна потеря устойчивости егоработы.Для сохранения неизменными динамических свойств электрогидравлическаго следящего привода необходимостабилизировать все параметры пере"даточной функции Ю и (Р 1. Для этогов цепь привода введено корректирующее устройство с передаточной функцией где Т и Т - некоторые неизменные постоянные времени, которые выбирают, исходя из требований к динамическим свойствам привода.Параметры передаточной функции Ч (Р) необходимо непрерывно подстпраивать с учетом текущего значения момента инерции Э .ПеРедаточнаЯ фУнкциЯ )В и), (Р) с учетом выражений (1) - (3) имеет вид Из выражения (4) видно, что параметры передаточной функции Юиц,(1 е) остаются постоянными, а значит постоянными сохраняются динамические свойства и качественные показатели всего электрогидравлического следящего привода в целом, т.е. точность и устойчивость привода не зависят от изменений момента инерции 1,Коррекция Юи(Р) осуществляется с помощью апериодического звена 1 95076 4 второго порядка с передаточной функцией 1)8 (Т Р + 1)(Т Р + 1),52и двух дифференцирующих звеньев 19и 20 с замедлением причем 111 (Р) и11) (Р) имеют видК,Р(Т Р 1) Апериодическое звено 18 второго2 О порядка и последовательно соединенные дифференцирующие звенья 19 и 20с замедлением включены параллельно.Для настройки постоянной временикоррекции по текуп;,ему значению мо 25 мента инерции м 1 служит блок 2 умножения, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный величине текущего момента инерции привода ) . В результате корректирующееустройство имеет передаточную функцию, точно соответствующую выражению (3),Сигнал, пропорциональный величине1, который подается на второй вход35блока 2 умножения, формируется следующим образом,Угловая скорость и гидромотора 8определяется выражением Ы,(001 Е Ч 1 е-М) - , (5)ЗР Сигнал датчика момента имеет вид функция интегратора 171195076 Редактор .Т.Парфенова Техред А.Бабинец Корректор Е.Рошко ФТираж 647 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Заказ 7400/40Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 выражением 5), на выходе блока 15деления, а следовательно, и на второмвходе блока 2 умножения сигнал соответствует величине текущего момента 5инерций привода 3 Таким образом, в приводе осуществляется точный контроль текущего значения момента инерции 3 и,- следова-, 10 тельно, обеспечивается инвариантность привода к нему, что направлено на повышение точности и устойчивостипривода в целом в широком диапазоне изменения момента инерции. Использование предлагаемого изобретенияв следящих системах промышленных роботов и манипуляторов позволяет повысить их точность и устойчивостьи.тем самым повысить эффективностьих использования.