Электрогидравлический следящий привод

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 2 5 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Трудово ический звена,ка умноным вхо а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Дальневосточный орденаго Красного Знамени политехнинститут им. В.В, Куйбышева(54) (57) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД по авт. св. У 195076,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, сцелью повышения точности и устойчивости, он снабжен дополнительнымблоком умножения и апериодическимзвеном первого порядка, при этомодин вход дополнительного блока умножения соединен с выходом блока деления, другой вход через апериодическое звено первого порядка - свыходом первого дифференцирующего,а выход дополнительного бложения соединен с положительдом второго сумматора, 1250740Изобретецис относится к гидроавтомдтике и может быть использованов системах управления промышленных роботов и манипуляторов, и является дополнительным к основному авт,св.Ф 1195076,Цель изобретения - повышение точности и устойчивости.На чертеже изображена схема предлагдемого электрогидрдвлическогоследящего привода,Привод содержит измеритель 1 рассогласовдния, блок 2 умножения, последовательно соединенные усилитель 3 и привод 4 регулирующего органа (не показан) насоса 5, связанного гидролиниями 6 и 7 с гидромотором 8 с редуктором, вал 9 которого соединен с обьектом 10 регулирования, датчиком момента (не показан), датчиком 11 положения и датчиком 12 скорости, послеповательно соединенныедатчик 13 перепада давления, первыйсумматор 14 и блок 15 деления, д также второй сумматор 16 и интегратор 17.)1 атчик момента соединен с отрицательным входом сумматора 14, датчик2 - с входом делителя блока 15, адатчик 11 - с отрицательным входомизмерителя 1 рассогласования, рыходкоторого через апериодическое звено18 второго порядка соединен с однимиз входов сумматора 16, а через последовательно соединенные первое ивторое дифференцирующие звенья 19и 20 с замедлением и один из входовблока 2 - с другим входом сумматора 16. Выход сумматора 6 соединенс усилителем 3, а выход сумматора 14через интегратор 17 - с входом делимого блока 5, выход которого соединен с вторым входом блока 2, Приэтом выход звена 19 через апериодическое звено 21 первого порядка соединен с одним из входов дополнительного блока 22 умножения, другой входкоторого соединен с выходом блока 15,а выход - с положительным входом сумматора 16. Задающее устройство (непокдзацо) соединено с входом измерителя 1 рассогласования, Вал 9 соединен с объектом 10 регулирования с помощью редуктора (н показан),На чертеже приняты следующие обозначения: о и ос - сигналы угловогоположения вала 9 с задающего устройства и с датчика 1 положения; Ь.7 -сигцдл скорости с датчика 12 скорости; М - момент ца валу 9 гидромоторас 10; Р - сигнал с датчика 13 перепада давления в гидролиниях 6 и 7; Рч сигнал с датчика момента; ) - величина рассогласования (ошибка привода).Злектрогидравлический следящий привод работает следующим образом.Сигнал 0 через усилитель 3 поступает на привод 4 регулирующего органа насоса 5, который, созддвая поток рабочей жидкости в гидролиниях 6 и 7, воздействует на гидромотор 8, изменяющий положение объекта 10 регулирования, уменьшая рассогласование д между входными сигналами о и сВ измерителя 1 рассогласования. При этом для устранения отрицательного влия- ния переменного момента инерции объекта 10 регулирования на качественные показатели работы всего привода в целом служит корректирующее устройство, включающее апериодическое звено 18 второго порядка, первое и второе дифференцирующие звенья 19 и 20 с замедлением и апериодическое звено 21. Причем коэффициенты усиления последовательного соединения диф. ференцирующих звеньев 19 и 20, а также апериодического звена 21 изменяются в зависимости от изменения момента инерции объекта О регулиро- вания,Передаточная функция электрогид равлического следящего привода в разомкнутом по положению состоянии может быть представлена в виде с(.( ) Г,) -- =Ы(Р)=Ъ (Р) (Р)Ы,. (Р)Ы(Р), 40 (1)где М(Р) - передаточная функция привода; У(Р), Ж(Р) - соответственнопередаточные функции усилителя 3,, регулирующего органа насоса 5; 45 Ж(Р) - передаточная функция корректирующего устройства; Мнр,ч(Р) - передаточная функция гидропередачи, состоящей из насоса 5 и гидромотора 8, которая представляется в виде 50 нпм ( )= Н) У(с ) 55 10011001;2 ( 2 )г + 3 Р+11 К 1,1250740 а 10 50 55 где ). - экниналентныи коэффициент утечек рабочей жидкости;- угол поворота регулирующего органа насоса 5; 1 Р - передаточное отношение)"( 15 редуктора; К= - - в , Ж)(, 11 - характерные объемы насоса 5 и гидро- мотора Я; К , ; - коэффициенты пропорциональности; )ф - скорость вр щения насоса 5; Ч - объем рабочей жидкости в гидролинии 6 гнетания (или 7) и полости нагнетания насоса 5; 1 - общий момент инерции вращающихся частей гидромотора 8 и объекта 10 регулирования; Р - символ 15 дифференцирования.Параметры передаточный функции Ък(Р) являются переменными, если переменным является момент инерции . В результате значительно иэ меняются и днамические свойства электрогидравлического следящего привода при изменениив широких пределах. В отдельных случаях возможна даже потеря устойчивости его 25 работы.Для сохранения неизменными динамических свойств электрогидранлического следящего привода необходимо стабилизировать все параметры пере даточной функции )Р). Для этого в цепь привода введено корректирующее устройство с передаточной функцией1001 Ч , 1001 у 2,- - -, - ", - , -,-,-, - , (з)зь где Т, и Т - некоторые неизменные постоянные времени, которые можно выбирать, исходя иэ требований к динамическим свойствам привода. Параметры передаточной функции )(к(Р)необходимо непрерывно подстраивать с учетом текущего значения момента инерции 1.Передаточная функция )Р) с учетом выражений (1), (2) и (3) примет следующий вид: 1(Р)=1(Р)1 (Р)1 Р(Р) ,г(=и(ФР) (; Я - ( -- . ) (4)Из выражения (4) видно, что все параметры передаточной функции У(Р) остаются постоянными, а значит постоянными будут сохраняться динамические свойства и качественные показатели всего электрогидравлического следящего привода в целом, т.е. точность и устойчивость привода не будут зависеть от изменений момента инерции 1.Коррекция 11(Р) осуществляется с помощью апериодического звена 18 второго порядка с передаточной функ- цией(Р) ГщР Т 7 щ;.щ"двух дифференцирующих звеньев 19 и 20, причем 11(4 (Р) и 111 (Р) имеют вид= - - - ), 2 о( )= . -;ц10 ОЧ д ,= р -- ,Д Е а также апериодического звена 21 с передаточной функцией вида 1001 Р к Г+) ) Для настройки параметров коррекции Ч(Р) по текущему значению момента инерции 1 используются блоки 2 и 22 умножения, на вторые входы которых подается сигнал, пропорциональный величине текущего момента инерции, привода 1. В результате коррекцирующее устройство имеет передаточную функцию, точно соответствующую выражению (3).Сигнал, пропорциональный величине 1, который подается на вторые входы блоков 2 и 22, формируется следующим образом.Угловая скорость на выходе редуктора гидромотора 8 определяется выражением 7 0,01 Р М -М/1 ( )1 1 рР Сигнал датчика момента имеет вид 10 ОМ ы 31 р а передаточная функция интегратора17 - вид В результате сигнал на выходе интегратора 17 определяется выражением (О,О 11 Р -М/1 р) , Этот сигналРделится блоком 15 деления на сигнал датчика 12 скорости, определяемый выражением (5), На выходе блока 15 деления и, следовательно, на вторым входах блоков 2 и 22 появится сигнал, соответствующий величине текущего момента инерции привода 1.1250740 Составитель С, РождественскийРедактор Ю, Середа Техред О.Гортвай Корректор М. Пожо Заказ 4390/29 Тираж 610 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, в приводе обеспечивается инвариантность к переменному моменту инерции, что направлено на повышение точности и устойчивости привода в широком диапазоне изменения его момента инерции. Использованиепредлагаемого изобретения в системахуправления промышленных роботов позволит повысить точность, устойчивостьи эффективность их использования.