Электрогидравлическая следящая система

(51) 5 ИТЕТ РЫТИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВ ВТОРСКОМУ С16 итехнический инсти омола ровер льство 16/00,ВЛИЧ6.АЯ тени е относится к гидроавтожет быть использовано в гидследящих приводах промь тов и манипуляторов. Ц - повышение точности. При вляющего сигнала задатчика 1 игнал на входном каскаде 4 щ-, ель изГОСУДАРСТВЕННЫИ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР(57) Изобрематике и моравлическихленных робоизобретенияменении упраизменяется с усилителя 3, изменяется перепад давления в камерах 17 и 18 золотника 5. В результате значение управляемого параметра иЗ- меняется в сторону уменьшения рассогласования. Цепь положительной обратной связи обеспечивает компенсацию гидродинамической силы, приложенной к золотнику 5, а цепь отрицательной обратной связи, включающая блок 16 дифференцирования, - торможение золотника 5 с упреждением по времени относительно момента достижения управляемым параметром заданного значения. Цепь 8 главной отрицательной обратной связи осуществляет формирование сигнала, пропорционального текущему значению управляемого параметра на входе операционного усилителя 2. 3. з. п. ф-лы,,ц 3 ь5 пкоэффициенты соответственно расхода и скорости протекания через рабочее окно золотника 5;длина рабочего окна золотника 5; угол между осью золотника 5 и направлением потока через рабочее окно золотника 5;эффективная площадь управления золотника 5;коэффициент пропорциональности между давлением управления золотника 5 и сигналом на входном каскаде 4 при неподвижном золотнике 5. Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидравлических следящих приводах промышленных роботов и манипуляторов.Целью изобретения является повьцдение точности.На чертежеизображена схема предлагаемой электрогидравлической следящей системы,Система содержит последовательно соединенные задатчик 1 управляемого параметра, операционный усилитель 2 и электро- гидравлический усилитель 3, входной каскад 4 которого соединен с выходом усилителя 2, а дросселирующий золотник 5 выходного каскада 6 подключен рабочими окнами (не обозначены) к источнику давления рабочей жидкости, сливу и к управляемому исполнительному механизму (не изображены), а также датчик нагрузки в виде датчикадавления исполнительного механизма, цепь 8 главной отрицательной обратной связи по управляемому параметру Х и датчик 9 положения золотника 5.При этом датчик 9 связан с входом первого блока 0 умножения через блок 11 с зоной нечувствительности, пропорциональной величине перекрытия золотника 5, а через блок 12 сигнатуры - с одним из входов второго блока 13 умножения, другой вход которого соединен с датчиком 7, а выход - с одним входом блока 14 сравнения, другой вход последнего подключен к задатчику максимальной нагрузки исполнительного механизма, выполненному в виде датчика 15 давления источника давления рабочей жидкости, а выход блока 14 - к входу блока 10, выход которого соединен с положительным входом усилителя 2 с образованием цепи положительной обратной связи. Блок 16 дифференцирования подключен входом к датчику 9, а выходом - к отрицательному входу усилителя 2,Цепь положительной обратной связи выполнена с коэффициентом усиления, определяемым из соотно 1 дения30 35 40 45 50 55 5 1 О 15 20 25 Золотник 5 имеет торцовые камеры 17 и 18 управления, его окна подключены гидролиниями 19 - 22 к источнику давления, сливу и исполнительному механизму. Блок 11 имеет зону нечувствительности 26, причем величина о равна значению сигнала датчика 9 при смещении золотника 5 на величину его перекрытия. Если золотник 5 выполняется с нулевым перекрытием, то блок 11 вырождается в пропорциональное звено с единичным коэффициентом усиления, Управляемым параметром системы может быть, например, расход жидкости в гидро- линиях 21 и 22, перепад давления в этих гидролиниях, скорость движения исполнительного механизма, подключенного к гидро- линиям 21 и 22, усилие (вращающии момент) на исполнительном механизме.Если управляемым параметром является нагрузка на выходе электрогидравлического усилителя 3, то цепь 8 главной отрицательной обратной связи соединена с датчиком 7. В противном случае цепь 8 обратной связи соединена с выходом соответствующего датчика управляемого параметра Х (на чертеже не показан),Электрогидра влическая следящая система работает следующим образом. При изменении значения управляющего сигнала 13. Р, поступающего с выхода задатчика 1 управляемого параметра на вход усилителя 2, или значения управляемого параметра Х системы, изменяется сигнал е на входном каскаде 4 электрогидравлического усилителя 3, что влечет за собой изменение перепада давления в торцовых камерах 17 и 18 управления золотника 5 электрогидравлического усилителя. Вследствие этого равновесие золотника 5 нарушается, и он приходит в движение в направлении, определяемом знаком изменения величины 1.Ь 9 или Х, изменяя проходное сечение рабочих окон. В результате значение управляемого параметра 2 системы изме. няется в сторону уменьшения рассогласования между ним и значением управляющего сигнала 1.)2 ц 1.Поскольку к соответствующим входам усилителя 2, помимо задатчика управляемого параметра и цепи 8 главной отрицательной обратной связи, подключены выходы блока 10 умножения и блока 16 дифференцирования, то текущее значение сигнала е равнов=ЬПР 1 1 ПР - 1(ос 2+1(и(Р 9 - Р 20) -- ( Р 22 - Р 21) з 1 ЯП х у - 1 дд, ( 1)сЬгде Ьпр, Ьс, и, )д - коэффициенты усилеления;Р 29, Р 19, Р, Р 21 - текущее давление рабочей жидкости, соответственно, в гидролиниях 20, 19, 22, 21;х - хо при х)хоУ= 0 при х(хо х+хо при х:. - хо Золотник 5 занимает новое положение равновесия, когда алгебраическая сумма действующих на него вдоль оси сил равна нулю. Такими силами являются осевая гидродинамическая сила К действующая на золотник 5 со стороны жидкости, протекающей через рабочие окна, и сила давления Руор на золотник 5 со стороны жидкости, находящейся в его торцовых камерах 17 и 18 управления под перепадом давления Л Руор.Величина осей гидродинамической силы, действующей на золотник 5, определяется из соотношенияКсд = - 2 РВсоз 6 (Р 20 - Р 19) (Р 22 Р 21) Х Х ядп х у (2) ПосколькуРуор = Ь РуорЯ, (3)то уравнение равновесия золотника 5 имеетвид й, + Руор = О, (4)при этом для равновесия золотника 5 в еготорцовых камерах 17 и 18 управлениядолжен быть перепад давления Л Руор= - 1,3 Ь СОяй ( Р 2 О - Р 19) -г5- (Р - Р)з 1 дп х у,а на выходе усилителя 2 сигналав=ЛРуор/Ь. (6) Поскольку при равновесии золотника 5- = О, то согласно уравнению (1) в этомсх3 случаер=(упр 11 упр - (ос 2+м (о Р 19) - (Р 22 В соответствии с уравнениями (6) и (7)и выражением (5)2= -- (купр Цупр+(Р 29 - Р 19) -Во.с- (Р 22 - Р 91) З 1 ЯП Х у(1(м - 2 5 СОЗ 8) (8)ФЬТогда, учитывая, что цепь положительной обратной связи выполнена с коэффициентом усиления 15 20 25 30 40 45 50 55 1 см - 2, " соз 6, 6)МАЗЬ51 с в системе обеспечивается прямо пропорциональная зависимость между значениями управляемого параметра 2 электрогидравлической следящей системы и управляющего сигнала .Ьор на выходе задатчика 1 управляемого параметра вне зависимости от величины и направления осевой гидродинамической силы, действующей на золотник 5 выходного каскада электрогидравлического усилителя 3.При движении золотника 5 сигнал е посредством блока 16 дифференцирования и усилителя 2 корректируется на величину Ьдх/д 1, пропорциональную скорости движения дх/д 1 золотника 5. Поэтому величина е в соответствии с уравнением (1) принимает значение, близкое к значению, соответствующему окончанию переходного процесса, до того, как управляемый параметр 2 системы примет значение, определяемое управляющим сигналом .у Р. Благодаря этому торможение золотника 5 начинается с упреждением по времени относительно момента достижения управляемым параметром 2 системы заданного значения, вследствие чего обеспечивается неколебательный переходный процесс по управляемому параметру и, соответственно, повышается точность воспроизведения управляющего сигнала. 1. Электрогидравлическая следящая система, содержащая последовательно соединенные задатчик управляемого параметра, операционный усилитель и электрогидравлический усилитель, входной каскад которого соединен с выходом операционного усилителя, а дросселирующий золотник выходного каскада подключен рабочими окнами к источнику давления рабочей жидкости, сливу и к управляемому исполнительному механизму, а также датчик нагрузки на исполнительном механизме положения золотника, связанный с одним из входов первого блока умножения, выход которого подключен к одному входу операционного усилителя, другой вход которого подключен к цепи главной отрицательной обратной связи по управляемому параметру, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена блоком с зоной нечувствительности, пропорциональной величине перекрытия золотника, блоком сигнатуры, вторым блоком умножения, задатчиком максимальной нагрузки на исполнительном механизме и блоком сравнения, при этом датчик положения золотника связан с1560838 Ки =2 - " созй,и 31 з5 кп где р 1 -1 О 20 Составитель С. Рождественский Редактор Т. 1 а рфенова Техред И. Верес Корректор Н. Король Заказ 966 Тираж 528 Подписное БНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Гатент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10входом первого блока умножения через блок с зоной нечувствительности, а через блок сигнатуры - с одним из входов второго блока умножения, другой вход которого соединсн с датчиком нагрузки, а выход - с одним входом блока сравнения, другой вход последнего подключен к задатчику максимальной нагрузки, а выход - к входу первого блока умножения, выход которого соединен с положительным входом операционного усилителя с образованием цепи положительной обратной связи. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена блоком дифферен. цирования, вход которого подключен к датчику положения золотника, а выход к отрицательному входу операционного усилителя.3 Система по пп 1 и 2 отличающаяся тем, что задатчик максимальной нагрузки выполнен в виде датчика давле 8 ния источника давления рабочей жидкости. 4. Система по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что цепь положительной обратной связи выполнена с коэффициентом усиления, опре 5 деляемым из соотношениякоэффициенты соответственно расхода и скорости протекания через рабочее окно золотника;длина рабочего окна золотника; угол между осью золотника и направлением потока рабочей жидкости через рабочее окно золотника;эффективная площадь управления зол обогни ка;коэффициент пропорциональности между давлением управления золотника и сигналом на входном каскаде при неподвижном золотнике,