Электрогидравлический следящий привод

(Л О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(56) Авторское свидетельство СССРМг 1030588, кл, Г 15 В 9/03, 1982(57) Изобретение относится к гйдртике и может быть использовано вгидравлических системах спромышленных роботов, подьемнпортных машин и экскаваторов. Цебретения я вляется повбыстродейс 1 вия и точногти Задатформируется сигнал, пропорцио заданному углу поворота, а датчиком 13 - сигнал, пропорциональный действительному значению угла поворота органа 8. Коэффициенты усиления сумматора 1 по обоим входам одинаковы, и напряжение на его выходе определяется сигналом рассогласования заданного и действительного положений органа 8, Амплитудный детектор 15 работает либо в режиме выборки, т,е. передачи входного напряжения, либо запоминания, причем он запоминает и сохраняет максимальное значение входного напряжения. пока не поступит сигнал в его цепь сброса, после чего переходит в режим выборки, Сумматор 2 имеет коэффициент усиления, по положительному входу в два раза больший, чем по отрицательному. На первом этапе переходного процесса отработки рассогласования обеспечивается нарастание скорости по линейному закону, на втором этапе - уменьшение скорости по линейному закону, При достижении заданного угла поворота напряжение на выходе сумматора 1 равно нулю, а на выходе нуль - сигнализатора 16 - логический единице и детектором 15 осуществляется сброс заполненного напряжения. 2 э.п,ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в электрогидравлических системах станков. промышленных роботов, подъемно-транспортных машин и экскаваторов,Целью изобретения является повышение быстродействия и точности.На фиг.1 изображена схема электрогидравлического следящего привода; на фиг,2 - схема задатчика ускорения; на фиг,3 - графики переходных процессов при отработке регулирующим органом насоса задающего сигнала.Привод содержит последовательно соединенные источник задающего сигнала (не изображен), первый и второй сумматоры 1, 2, задатчик 3 скорости, сравнивающий усилитель 4, электрогидравлический усилитель 5 и гидродвигатели 6, 7 поворота регулирующего органа 8 насоса 9, соединенного гидролиниями 10, 11 с исполнительным гидродвигателем 12, а также цепи обратной связи с датчиком 13 угла поворота органа 8, подключенным к отрицательному входу сумматора 1, и датчиком 14 скорости поворота органа 8, соединенным с усилителем 4. К отрицательному входу сумматора 2 подключен блок выборки - хранения в виде амплитудного двухстороннего детектора 15, вход которого соединен с выходом сумматора 1, цепь сброса - с выходом нуль-сигналиэатора 16, соединенного входом с выходом сумматора 1, Сумматор 2 выполнен с коэффициентом усиления по положительному входу в два раз большим, чем по отрицательному входу. Задатчик 3 выполнен в виде последовательно включенных операционного усилителя 17, охваченного цепью обратной связи с зоной нечувствительности в виде звена 18, и интегрирующего усилителя 19, кроме того, задатчик 3 включает резисторы 20-22.Электрогидравлический следящий привод работает следующим образом,Заданный сигнал Оз, пропорциональный заданному углу поворота уз органа 803= К 8уЗ, (1)где Ку - коэффициент пропорциональности и напряжения, выхода датчика 13, пропорциональный действительному значению угла поворота -у01 з=К 1 з у, (2)где К 1 з - коэффициент пропорциональности, причем К 1 з = К у, поступают на положительный и отрицательный входы сумматора 1Коэффициенты усиления сумматора 1 по обоим входам одинаковы, поэтому напряжение на его выходе - 01 определяется уравнением01 = к 1 ку ( уз - у ) = к 1 ку Лу 1, (3) где Лу = уз - у - сигнал рассогласования по углу поворота регулирующего органа 8, т,е, напряжение 01 пропорционально сигналу рассогласования Лу.Двухсторонний амплитудный детектор15 запоминает максимальную величину напряжЕНИя 01 = 01 п 1 ах, КОтОрая ПрОПОрцИОНаЛЬНа10 максимальному сигналу рассогласования в переходном процессе Лу = Л углах,Амплитудный детектор 15 работает водном из двух режимов; либо в режиме выборки, т,е, в режиме передачи на выход еговходного напряжения, когда015 = 01, (4)либо в режиме запоминания, когда амплитудный детектор запоминае 1 напряжение01 гпах015 = 01 гпах, (5)где 015 - напряжение на выходе амплитудного двухстороннего детектора 15,Амплитудный детектор 15 кроме входной и выходной цепи (вход и выход) имеет25 также цепь сброса, Он запоминает максимальное значение своего входного напряжЕНИЯ 01 пах И СОХРаНЯЕт ЕГО ДО ТЕХ ПОР, Покане поступает сигнал в цепь сброса запомНЕННОГО НаПРЯжЕНИЯ 01 пах, ПОСЛЕ ЧЕГО аМПлитудный детектор 15 переходит в режимвыборки, Переход амплитудного детектораиз режима выборки в режим запоминанияпроисходит автоматически, в момент достижения напряжения 01 максимального зна 35 чения 01 п 1 ахПоскольку максимальное значение сигнала рассогласования имеет место в моментподачи задающего напряжения Оз, амплитудный детектор запоминает в этот момент40 напряжение01 п 1 ах = К 1 КУ)Э (6)Сумматор 2 имеет коэффициент усиления поположительному входу в два раза больший,чем по отрицательному входу, Поэтому на 45 пряжение на входе сумматора 2 определяется зависимостью02 К 2(201 015), (7)где К 2 - коэффициент усиления сул 1 матора 2по отрицательному входу,С учетом зависимостей (3) и (6) уравнение (7) принимает вид02 = К 2 К 1 К у ( 2 Л у - у ) . (8)На первом этапе переходного процессанапряжение на выходе сумматора 2 согласно уравнению (8) положительно, посколькуугол у мал, т,е Лу велико и имеет местонеравенство.2 Лууз (9)5 10 Положительное напряжение Ог с выхода сумматора 2 поступает на вход задатчика 3, На выходе усилителя 17 устанавливается постоянное напряжение положительной полярности О 17, значение которого определяется шириной зоны нечувствительности звена 18 в цепи обратной связи усилителя 17, Постоянное по величине положительное напряжение О 17 поступает на вход интегрирующего усилителя 19, поэтому напряжением на его выходе О 19, которое является напряжением выхода задатчика 3, нарастает во времени по линейному закону,О 19 О 17 ( )В 21 С где В 21 - сопротивление резистора 21;С - емкость конденсатора усилителя 19.Напряжение О 19, поступающее на положительный вход усилителя 4, является сигналом задания скорости поворота органа 8 - у 1, т.е, заданная скорость двигателя на первом этапе переходного процесса нарастает во времени по линейному закону. Усилитель 4 охвачен сильной отрицательной обратной связью по скорости поворота - у, Сигнал этой обратной связи, поступающий с выхода датчика 14 на отрицательный вход усилителя 4, сравнивается с заданным значением скорости у 1, т.е, усилитель 4 выполняет функцию регулятора скорости. Благодаря большому коэффициенту усиления этого усилителя и сильной отрицательной обратной связи по скорости обеспечивается отработка с высотой степенью точности заданного закона изменения скорости поворота регулирующего органа 8, формируемого задатчиком 3, т.е, действительная скорость у следит за заданной скоростью уз, Поэтому в любой момент времени переходного процесса имеет место практическое равенство этих двух скоростей(11)Следовательно, на первом этапе переходного процесса отработки заданного угла поворота ) обеспечивается оптимальный процесс нарастания скорости у по линейному закону, определяемому равенством (10),По мере увеличения угла у и приближения его к заданному значению р напряжение на выходе сумматора 2 постепенно уменьшается. Напряжение О 17 на входе интегрирующего усилителя 19 при этом не изменяется, т.е, закон изменения заданной скорости р продолжает соответствовать уравнению (10). 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Когда угол поворотив у достигает половины заданного значения р, т.е, при у = 0,5 уз и соответственно Л у = 0,5 р напряжение 02 по уравнению (8) становится равным нулю, а при у0,5 уз оно изменяет свой знак, т.е. изменяется полярность напряжения на выходе усилителя 7 задатчика 3, после чего напряжение О 19 на выходе интегрирующего усилителя 19 начнет уменьшаться во времени по линейному за- кону О 19 = О 119 - О 17, (12)Тй г 1 Сгде О 19 - напряжение на выходе усилителя 19 в момент достижения равенства у = 0,5 узс - время, отсчитываемое от момента достижения равенства у = 0,5 р,Начинается второй этап отработки заданного угла поворота регулирующего органа 8, в течение которого скорость снижается по линейному закону от максимальной величины, имеющей место при у= 0,5 уз . до нуля, а угол у увеличивается от значения у= 0,5)б до заданного значения уз, Этому этапу соответствует на фиг.3 интервал времени 1 - 12,При достижении равенства у- уз напряжение О 1 на выходе сумматора 1 становится равным нулю и появляется напряжение, соответствующее логической единице на выходе нуль-сигнализатора 16, Это напряжение поступает в цепь сброса двухстороннего амплитудного детектора 15 и осуществляется сброс запомненного их Ранее напРЯжениЯ О 1 вах, после чего амплитудный детектор 15 начинает работать в режиме выборки, При значении у = у з заданная скорость поворота рабочего органа р по уравнению (7) также равна нулю,Формула изобретения 1, Электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные источник задающего сигнала, первый и второй сумматоры, сравнивающий усилитель, электрогидравлический усилитель и гидродвигатели поворота регулирующего органа насоса, соединенного гидролиниями с исполнительным гидродвигателем, а также цепи обратной связи с датчиком угла поворота регулирующего органа насоса, подключенным к отрицательному входу первого сумматором, и датчиком скорости поворота регулирующего органа насоса, соединенным со сравнивающим усилителем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точ"г 3 Фиг. Я Фиг 5 ий оставитель С, Рождественхред М. Моргентал ектор Л, Пилипенко тор О. Спесив Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССва, Ж, Раушская наб., 4/5 Тираж 398 ственного комитет 113035, Мос ательский комбинказ 1338 ВНИИПИ Гос Патент", г. ород, ул, Гагарина, 10 изводствен но-и ности, он снабжен блоком выборки и хранения в виде амплитудного двустороннего детектора, задатчи ком скорости регулирующего органа насоса и нуль-сигналиэатора, при этом задатчик скорости установлен на выходе второго сумматора, к отрицательному входу которого подключен амплитудный двусторонний детектор, вход которого соединен с выходом первого сумматора, цепь сброса - с выходом нуль-сигналиэатора, соединенного входом с выходом первого сумматора. 2. Привод по п.1, о т л и ч а ю щи й с ятем, что второй сумматор выполнен с коэффициентом усиления по положительномувходу в два раза большим, чем по отрица 5 тельному входу,3. Привод по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что задатчик скорости выполнен в видепоследовательно включенных операционногоусилителя, охваченного цепью обратной связи10 с зоной нечувствительности, и интегрирующего усилителя, связанного выходом с отрицательным входом операционного усилителя,