Способ управления торможением механизма

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 26,06.81 51) Ч.Кл з В 60 Т 8/001. 16 В 5/06 Государственный комитет ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А. А, Быстров и В. А, Парамошко Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМ МЕХАНИЗМА30 Изобретение относится к системам управление средствами транспорта и может быть использовано для управляемого торможения статически уравновешенных и неуравновешенныхх механизмав.Известен способ управления торможением механицизма, заключающийся в том, что определяют текущую координату на пути перемещения, скорость и массу механизма, задают конечные координату и скорость, в соответствии с которыми регулируют тормозное усилие,1.Однако известное техническое решение обеспечивает недостаточно высокую точность останова механизма в конечной координатепоскольку в нем не учитываются действующие на движущийся механизм усилия Цель изобретения - повышение точности останова механизма в конечной координате. Эта цель достигается тем, что измеряют действующее на механизм внешнее усилие, причем тормозное усилие создают гидравлическим демпфирующим устройством, в котором изменяют сечение перепускного канала пропорционально коэффициенту демпфирования, который определяют для статически неуравновешенного механизма из оистемь 1 уравнений с- А - Ае -- Уг:.= 0 С)С" деиствующее на механизм внешнее усилие,время достижения механизмомконечной координаты;текущая координата механицизма;текущая скорость механизма;конечная координата механизма;конечная скорость механизма;масса движущегося механизма;коэффициент демпфирования, адля статически уравновешенногомеханизма по формуле(9) причем при достижении конечной коордп. наты полностью перекрывают перепускной канал демпфпрующего устройства.Принятый способ управления основан на параметрическом методе. Регулируемым парамегром выбран коэффициент демлфи. рующего устройства тормоза вязкого тре ния.Для случая статически неуравнове. шен/ного меха/низма, торможен/ие которого осуществляют гидравлическим демпфирую. щим устройством с регулируемым коэф. фициентом демпфирования, его движение будет происходить в соответствии с уравне- нием где т - масса движущегося механизма; С(1) - коэффициент демпфирования демпфирующего устройства -регулируемый параметр; Х - скорость; 5 - действующее на механизм внешнее усилие.Если в процессе работы механизма из. мерять координату Х, ее производную Х, изменяющуюся величину 5(1) и принять при расчете массу меха/низма постоянной, то в рассматриваемом дифференциальном уравнении остается неизвестным тольке регул/ируемый параметр - коэффициент демпфирования С(1).Для определения коэффициента демпфирования принят метод, когда нестационарная система, о/писываемая уравнением (1), заменяется эквивалентной системой с постоянными коэффициентами. Методы стационарных систем используются для промежутков с принятыми постоян/ными коэффициентами, предполагая, что последующее движение системы будет стационарным и на систему не будут действовать случайные возмущения, На следующем промежутке, после /измерения необходимых параметров движения механизма, расчет регулируемого параметра производят для да/нного промежутка и т, д. вплоть до оконча/ния движения.Тогда уравнение (1) должно быть представлено как стационарное в виде где т, С - постоянные коэффициенты;5 - постоянное усилие.Для определен/ия величины коэффициента демпфирования С, обеспечивающего при его установке на демпфирующем устройстве подход механизма к точке стопорения (конечной координате) с заданной малой скоростью, решают дифферинциальиое уравнение (2) прои следующих условиях:- начальные условия - значения параметров движения механизма, измеренныедатчиками, например, в точке пути А:а) текущая ксорди/ната Х= ХА,б) текущая скорость Х=- РА,- конечные условия - значение параметров движения механизма, заданные дляточки стапорения с:а) координата Х = У.,где . - конечная координата механизб) скорость Л,==1/;:,где 1 г - конечная скорость.Решением уравнения (2) оудет 20 Для определения А, и А,. составляют систему уравнений ЗО Решая систему уравнений (4) при указанных выше начальных условиях, получают коэффициенты дифференциального уравнения ХА С-, (ЪАС - 5)тА, - С 2 40При конечных условиях система дифференциальных уравнений, преобразуется с 1, - А, - А.,е - 6:=-О;50При совместном решении системыалгебраических трансцендентных уравнений (5 в /8) с применением специальных методов /и вычислительной техники находят значение коэффициента демпфирования С.Сечение перепускного канала демпфирующего устройства определяют по широко известному выражекию где л - коэффициент 3,14;и - коэффициент вязкости тормозной 66 жидкости;- длина перепл скного нанала демпфирующего устройства;о - площадь поршня демпфирующегоустройства.Для случая статически уравновешенного механизма, торможение которого осуществляют гидравлическим демпфируюг 1 им устройством с регулируемым коэффициентом демпфирования, его движение будет происходить в соответствии с урав О пением тХ+ С(ЦХ = О.(10) Коэффициент демпфирования С, обеспе чивающий при его установке на демпфирующем устройстве подход механизма к точке стопорения с заданной малой скоростью, определяют при решении дифференциального уравнения (10), учитывая 20 начальные и конечные условия, аналогичные описанном 1 выше.Решением уравнения (10), представленного в стационарном виде, будет 25 сХ=АА ге Для получения алгебраического уравнения, при решении которого может быть З 0 определен коэффициент демпфирования С демпфирующего устройства тормоза вязкого трения, составляют систему дифференциальных уравнений35 с(12) Решая систему дифференциальных уравнений (12) при указанных выше на чальных условиях, получают коэффициенты дифференциального уравнения ХлС - , лт С(16) 55При конечных условиях система дифференциальных уравнений (12) преобра- зуется Преобразуя дифференциальное уравнение (15) с учетом (13, 14, 16), находят формулу для аналитического расчета коэффициента демпфиргванп Си,л - 1 г 1С = -- , -- . (17) Дросселпруя перогускной канал так, чтобы величина его сечения соответствовала значению, найденному лз выражения (9), получают тормозное усилис от сопротивления жидкости движеп.:по поршня демпфирующего устройства, сбеспечивающее подход механизма к конечной координате У. с заданной малой скоростью, равной Гр.Выбирая скорость в точке стопор ния (Рр) заранее достаточно малой, осуществляют остановку мсхаш;зма практичсски в точке с конечнои коо"дппатой 1. Кроме того, в момент стопорения автоматически осуществляют полное перекрытие перепускного канала дэм пф пру ющсго устройства.Устройство управления, реализующее способ, изображено на чертеже, Для определения координаты Х механизма 1 устройство содержит датчик 2, для определения скорости Х - датчик 3, для определения ускорения Х - датчик 4, для определения усилия, создаваемого демпфирующим устройством, - датчик 5. Датчики присоединены к вычислительному блоку б, предназначенному для расчета коэффициента демпфирования С. Для изменения сечения перепускного канала демпфпрующего устройства имеется блок 7. Демпфирующее устройство 8 лредставляет собой нелинейное звено, состоящее из идеального дифференцирующего звена 9, звена 10 изменения коэффициента демпфирования и блока перемножения И.Для осуществления торможения механизма в одной из точек траектории движения механизма, например в точке А, измеряют датчиками координату У (Х); скорость . У:(Х); ускорение У,(Х); усилие /4( СХ), создаваемое демпфирующим устройством. В соответствии с измеренными величинами: ускорением и усилением и заданной массой для статически неуравновешенного механизма вычисляют действующее на него усилие. По измеренным, заданным и предварительно рассчитанным величинам вычисляют в вычислительном устройстве б величину коэффициента демпфирования У(С). Посредством блока 7 изменяют сечение б перепускного канала демпфирующего устройства пропорционально рассчитанному коэффициенту демпфирования. Демпфцрующим устройством создают тормозное усилие, обеспечивающее при неизменном действующем усидии 5 и отсутствии случайных возмущаюИсточник информациии, принятый вовнимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССР 35319512, кл. В б 1 Ь 3/06, 07.10.70 (прототип) . Составитель В Парамошкоедактор О. Иванова Текред И, Заболотнова Корректор С. Фай Изд.355 Тираж 749 Подписное арственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 заказ 576/515 1 ПО Поиск п, Харьк, фил, пред. Патент щих усилий подход механизма к заданной точке с конечной координатой 1, с заданной малой скоростью К.Если изменяется действующее на механизм усилие,тоописанные операции повто ряют вплоть до его стопорения. В точке стопорения полностью перекрывают перепусиной канал демпфирующего устройства. При этом механизм застопоривается.Применение способа обеспечивает высокую точность останова механизма в задаиной точке,15Способ управления торможением механизма, заключающийся в том, что опреде. ляют текущую координату на пути перемещения, скорость и массу механизма, задают конечные координату и скорость, в соответствии с которыми регулируют тормозное усилие, о т л и ч а ю щ,и й с я тем, что, с целью повышения точности останова механизма в конечной координате, измеряют действующее на механизм внешнее 25 усилие, причем тормозное усилие создают гидравлическим демпфирующим устройством, в котором изменяют сечение перепускного канала пропорционально коэффициенту демпфирования, который опреде ляют для статически неуравновешенного механизма из системы уравнений:сЬ - А, - А ее -- 8 р=О; где 5 - действующее на механизм внешнее усилие;1 р - время достижения механизмомконечной координаты;Хл - текущая координата механизма; У л - текущая скорость механизма; Ь - конечная координата механизма; У - конечная скорость механизма; т - масса движущегося механизма; С - коэффициент демпфирования; а для статически уравновешенного механизма - по формуле пвичем при достижении конечной координаты полностью перекрывают перепускной канал демпфирующего устройства.