Устройство для автоматического управления роторным экскаватором

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик нц 988987(53) УД КВ 22. 879. .38(088 8) аф делен изебретеиий и еткрытийДата опубликования описания 15,01,83 М. С. Фельзер, Н. М,Гриффен, И. Д, Стецюк, В. А. Рудойи А, М. Червоный, (72) Авторы изобретения ституфг" автоматики имени ХХУ с Ки 1) Заявитель АВТОМАТИЧЕСКОГО РНЫМ ЭКСКАВАТО 54) УСТРОЙСТВО ДЛ УПРАВЛЕНИЯ РОТО ки В этом у рузки привод ситнала наг щего интег вале, равно торый позволя риодическую рузки, связат результате Изобретение относится к средствам автоматизации горного оборудования, аименно к устройству для управления ро торным экскаватором.Известно устройство для управпения роторным экскаватором путем изменения скорости привода роторной стрелы при стабилизации его производитепьности1Однако известное устройство не обеь 10 печивает требуемой точности управления роторным экскаватором, так как в сигнал управления этого устройства вносится временное запаздывание.Известно устройство автоматического управления роторным экскаватором, содержашее задатчик и датчик производительности экскаватора, датчик нагрузки привода ротора, узел сглаживания сигнала нагрузки, к первому входу которого подк-щ лючен датчик нагрузки, а выход соединет, с одним из входов элемента сравнения, выход которогосоединен с регулятором скорости привода поворота роторной стрелы, к второму в оду элемента сравнения подключен узел коррекции, содержапеий блоки деления и умножения, первый вход узла коррекции связан , с задатчиком, а второй- с датчиком производительности, датчики скорости привода ротора и конвейера, выходы которых подключены соответственно к четвертому и пятому входам узла коррекции, третий вход которого соединен с датчиком нагрузки привода ротора, причем выход датчика скорости привода ротора соединен также с вторымодом узла сглаживания сигнала. нагруэ стройстве узел сглаживания иаР а ротора,являющийся фитпером рузки, включает блок сяитьза ирования на временном интер м периоду оборота ротора, коет полностью выделить песоставляютпую сигнала каютную с дебалансом ротора. В обеспечивается качественная3 М 8087 4фильтрация сцгнала нагрузки привода ро- вода ротора, а пятый - с датчиком 5 скотора и улучшаются динамические свойст-рости конвейера. Выход первого блока 8 ва замкнутой системы регулирования 2умножения связан с первым входом второНедостатком этого устройства является го блока 10 умножения, второй вход кото- низкое быстродействие системы при отра- Э рого соединен с выходом преобразователя ботке сигнала рассогласования нагрузки 6 синуса угла поворота ротора, а выход привода ротора, обусловленное запаздыва- второго, блока 10 умножения подключен к нием сигнала обратной связи в узле сгла-,первому входу блока 11 вычитания, втоживания сигнала нагрузки привода ротора, рой вход которого соединен с датчиком 3Целью изобретения является повыше О нагрузки привода ротора, а выход блока ние точности управления роторным экска 11 вычитания подключен к одному из входов ватором, элемента 12 сравнения,к другбму входуУказанная цель достигается тем, что которого подключен второй выход узла 9 устройство для автоматического управле-, коррекции,а выход элемента 12 сравненият.ноя роторным экскаватором, включающее 15 соединен со входом регулятора 13 скоросзадатчик и датчик производительности ти привода поворота роторной стрелы. экскаватора, датчик нагрузки привода.,ротора, датчики скорости привода ротора Устройство работает следующим обраи конвейера, узел сглаживания сигнала на- зом,груэки, элемент сравнения, выход которогосоединен с входом регулятора скорости при." От датчика 3 нагрузки привода ротора вода поворота, а один из входов элемента . сигнал поступает на входы узла 9 коррексравнения подключен к одному из выходов ции элемента 7 сглаживания и блока 11 узла коррекции, снабжено преобразователем вычитания. Одновременно на Управляющие синуса угла поворота ротора, блоком вы входы узла 9 коррекции поступают сигначитания и двумя .блоками умножения, при- лы датчика 4 скорости ротора и датчика чем первый вход первого блока умножения 5 скорости конвейера, а также сигналы соединен с выходом узла сглаживания, датчика 2 и .задатчика 1 производитель- второй вход - с вторым выходом узла коР. ности экскаватора. В узле 9 коррекции рекции а выход первого блока умножения осуществляется задержка сигнала датчиэ30подключен к первому входу второго блок ка 3 нагрузки привода ротора на время умножения, второй вход которого соединен тРанспортного запаздывания сигнала датс выходом преобразователя синуса угла чика 2 производительности, определяются поворота ротора, а выход второго блока средние интегральные значения на сколь Умножения связан с первым входом блока зящем интервале, равном периоду оборотаЭЗвычитания, второй вход которого соединен. Ротора сигналов датчика 3 нагРУзки прис да иком нагрузки привода Ротора а вы вода Ротора и да яка 2 прои водительход блока вычитания подключен ко второму ности, в также вычисляется отношение входу элемента сравнения. этих сигналов, которое поступает на перНа чертеже представлена схема уст-, вый вход блока 8 умножения. Кроме тсьройства. 4 О го, в узле 9 коррекции производится умУстройство содержит задатчик 1 проиэ ножение сигнала отношения на сигнал заводительности, датчик 2 производительноо- датчика 1 производительности и полученти экскаватора, датчик 3 нагрузки приво ный таким образом сигнал скорректирода ротора, датчик 4 скорости поворота ро ванного .задания производительности по, - . тора, датчик 5 скорости конвейера, преоб дается с выхода узла 9 коррекции на вход4разователь 6 синуса угла поворота ротора, элемента 12 сравнения. В элементе 7 например сельсин, узел 7 сглаживания сиг- сглаживания, на управляющий вход кото- нала нагрузки, первый вход которого сое- рого поступает сигнал датчика 4 скорости динен о выходом датчика 3 нагрузки, вто- ротора, определяется среднее интегральное рой вход - с выходом датчика 4 скорости Эф значение тока ротора на скользящем инповорота ротора, а выход связан с первым тервале, равном периоду ротора. Сигнал входом первого блока 8 умножения, второй с выхода элемента 7 сглаживания в блоке вход которого соединен с одним из выхо умножается на выходной сигнал блока дов узла коррекции 9, первый вход кото коррекции и поступает на первый вход рого связан с задатчиком 1, второй - с ЭЭ второго блока 10 умножения. В блоке 10 датчиком 2 производительности, третий - умножения, на второй вход которого пос, с датчиком 3 натрузки привода ротора, тупает сигнал преобразователя 6 синуса четвертый - с датчиком 4 скорости при- угла поворота ротора, формируется сигнал87 6вычитаемого -с выходом второго блокаумножения, а выход соединен с одним извходов элемента, сравнения, обеспечиваетформирование полезной составляющей ситнала обратной связи, не содержащей периодического сигнала помехи, без запаздывания, При этом скорость отработкисигнала рассогласования на выходе эльмента сравнения будет значительно выше,таккак уменьшение постоянной времени вацепи сигнала нагрузки привода ротора создает возможность увеличения быстродействия регулятора при условии обеспеченияустойчивости системы.Таким образом, на вход элемента сравнения устройства поступает сигнал полезной составляющей нагрузки приводаротора без запаздывания, что приводит кповышению быстродействия системы пристабилизации производительности, уменьшению динамической ошибки, повышениюточности управления, а следовательно, кувеличению производительности экскаватора.формула изобретенияУстройство для автоматического управления роторным экскаватором, включающеезадатчик и датчик производительности экскаватора, датчик нагрузки привода ротора,датчики скорости привода ротора и конвейера, узел сглаживания сигнала нагрузки,элемент сравнения, выход которого соединен с входом регулятора скорости приводаповорота, а .один из входов элемента сравнения подключен к одному из выходов узлакоррекции,о т л и ч а ю ш е е с я тем,что,с целью повышения точности управления,оно снабжено преобразователем синусаугла поворота ротора, блоком вычитанияи двумя блоками умножения, причем первый вход первого блока умножения соединен с выходом узла сглаживания, второйвход - с вторым выходом узла коррекции,а выход первого блока умножения подключен к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен свыходом преобразователя синуса угла пъ.ворота ротора, а выход второго блока умножения связан с первым входом блокавычитания, второй вход которого соединенс датчиком нагрузки привода ротора, а выход блока вычитания подключен к второмувходу элемента сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 304333, кл. Е 02 Г 3/26, 19 б 9.2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 28887353, кл. Е 02 Г 3/26, 1980. 5 9889 . прогнозируемой помехи, которая опреде- ляется следующим выражением:йТЬитРант5 где К - коэффициент пропорциональности;- сглаженное текущее значение нагрузки привода ротора; 1 О- среднее интегральное значение нагрузки привода ротора на скользящем интервале,равном периоду роторнай - среднее интегральное значе"1 интние производительности наскользящем интервале, равномпериоду оборота ротора;с, - угол поворота ротора.В блоке 11 вычитания осуществляется 2 О компенсация помехи, вызванной дебалансом ротора, в сигнале текущей нагрузки привода ротора. Сигнал с выхода блока 11 вычитания поступает на второй вход эльмента 12 сравнения, где сравниваются со 25 скорректированным сигналом задания производительности, а сигнал, соответствующий их рассогласованию, с выхода элемента 12 сравнения подается на регулятор 13 ско рости привода поворота роторной стрелы, который изменяет скорость поворота в направлении уменьшения указанного раосогласования.Введение в структуру устройства.преобразователя синуса угла поворота ротора35 обеспечивает определение без запаздывания частоты и формы периодической помехи в сигнале нагрузки, связанной с дебалансом ротора, введение первого блока умножения, один из входов которого соединен с выходом блока деления узна коррекции, второй - с выходом элемента сглаживания сигнала нагрузки привода ротора, обеспечивает определение величины изменения амплитуды периодической поме 45 хи, обусловленного изменением условий экскавации (крепости породы, состояние режущей кромки ковшей и т.п.), введение второго блока умножения, один из входов которого соединен с выходом первого бло 50 ка умножения, второй вход - с выходом преобразователя синуса угла поворота ро. тора, обеспечивает формирование сигнала, соответствующего величине и форме периодической помехи в сигнале нагрузки: В привода ротора, вызванной дебалансом ро-" тора, введение блока вычитания, вход уме-. ньшаемого которого соединен с выходом датчика нагрузки привода ротора, вход988987 Составитель А. РомащенковТехред Т,Маточка Корректор А. Дэятко едактор Л. Повхан илиал ППП фПатейтф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 каэ 11015/40 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Рауодписноеомитета СССРи открытийокая наб, а. 4