Самонастраивающееся устройство автоматического направления движения трактора

) 4 А О В 6),0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1)ЫЬМс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) САМОНАСТРАИВАЮЩЕЕСЯ УСТРОСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО НАПРАВ,1)НИЯ ДВИЖЕНИЯ ТРАКТОРЛ(57) Изобрегенис относится к сег 1 скокозя йст Вен ном у машиностроению. Цел ь изобре(ения - повышение качества автоматического вожления. Устройство содержит контуруправления 1, контур самонастройки 8,И.рвук лоно,Иителыую цепь 12 управленияи вторук геопогИитсгИную пень 15 управления. Контур управлениясодержит чувствительный элемент (Ч:Э) 2, датчик 3, импульсный аге)енг 4, звено залержки 5, сервоприол 6 и обгьскт управления (ОУ) 7. Первая лопог 1 нит(.г( ьн с( Я 1(си ь 12 Уп Рс 1 Вг.н И 5( в к 3 к)- чает звено 13 здлсржки и сер)оприво.1 14.ВТОРс(51 ЛОПОГ НИТО,1 ЬНс 153 1(.НЬс) М(РДВГН.НИ 51 солержит зв(но 16 зе(лержки и исполнительный мекднизм 17. )гсосить( в кдж,гом кон- ТУРЕ И В Каждо И 1(СПИ ) П Рс 1 ВГ 1(Н(Я СОЕЛИ НСНЫ послеловдтельно. Отклепение ОУ 7 от базовой ,11 нии Восприни 1 с(стс 512 1 Оордос 3 тыВс(етс 5( сервонриволом 6, ОУ 7 возвра(идется на зал д 11 н м 10 т р и е и 1 0 р и 10;е В и ж с 11 и я . П р 11 м с 1 г 10 )1 сигндге (. :)2 сраодтыва(т конгмр сд 10- дст)Оики 8 13 е)11,ес.т (.игнс(г нс(В(.г(ичснис МГЛОЕ)ои СКОРОСТИ ПоворОТд О /. 11 рн НСЛОСТс 1- точно быстром ловороте ОУ 7 на заддннук ТРВЕКТОРИЮ ВКЛЮЧаЕТСЯ ПЕРвс 3 Я ЛОПО ЗНИТ;(Ь- на 51 11(ьмрс 1 1351(1111 Я. 01(д Оз,Е(1.Тв (.Т нс 1 Оста ИОВО 1 н ыи тОР 10 з - ВтОРОИ В кол О 7.Г 1 ри знс 1 ч ит(.г ином изм(пени и мг чово и ско( р(сти поворота срдВтые)аст вторая лопол. в нительндя нспь 15 управления. Онд ьчзлеи. ЦГЯ ствуст нд н(ток сер)опри 305311 6 в сторону ( соответству(оиего изменения длины (. го кол 1.Происколит;(змснсние уг,оной скорости поворота от номинальной. 6 ил.35 40 45 50 55 Изобретение отнссится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам автоматического вождения тракторов.Пель изобретения - повышение кацесгва автоматического вожденияусеничного трактора.На фиг. 1 представлена структурная схема самонастраивающегося устройства; ца фиг. 2 - временные диаграммы импульсных элементов 4 и 9 и схема прохождения сигнала по пепи: 4, 9, 10, 11, 4; на фиг. 3 -- временная диаграмма работы элементов устройства при т: тц;, на фиг. 4 - временная диаграмма работы элементов устройства при т (то; и т( тз, на фиг. 5 - временная диаграмма работы элементов устройства при т) тп; и тю )тл - тц; на фиг. 6 -- временная диаграмма работы элементов устройства прит)тб и тпы (т., - т 6.На фиг. 2 - 6 обозначены: т,б - прямое чистое запаздывание сервопривода 6; тгн; обратное чистое запаздывание сервопривода 6; т ьпрямое чистое запаздывание сервопривода 14; Ьбвыходная координата сервопривода 6; 67 - выходная координата исполнительного механизма 17; 1 ч - изменение выходной координаты элемента сервопривода 6 и исполнительного механизма 17 за один шаг подстройки; Ьы - максимальное значение выходной координаты Йы элемента 14 при конкретном срабатывании.Самонастраивающееся устройство состоит из контура 1 управления, вклюцаю. щего чувствительный элемент 2, датчик 3, импульсный элемент 4, звено 5 задержки, сервопривод 6 и обьект управления - трактор 7, контура 8 самонастройки, включающего импульсный элемент 9, анализатор 10, исполнительный механизм 11, первой дополнительной цепи 12 управления, вклкчающей звено 13 задержки, сервопривод 4, и второй дополнительной цепи 15 управления, включающей звено 16 и исполнительный механизм 17.Элементы 2- 7 соединены последовательно, а выход трактора 7 соединен обратной связью с входом чувствительного элемента 2. Элементы 9 в 11 соединены последовательно, при этом вход элемента 9 соединен с выходом элемента 4, выход элемецта 11 -- с вторым входом элемента 4, второй вход элемента 10 соединен с выходом элемента 2.Элементы 13 и 14 первой дополнительной пепи 12 соединены последовательно, выход элемента 14 соединен с другим входом трактора 7, вход элемента 13 соединен с выходом элемента 4. Элементы 16 и 17 второй дополнительной цепи 15 соединены последовательно, при этом выход элемента 17 соединен с выходом сервопривода 6, а вход элемента 16 соединен с выходом элемента 4. Чувствительный элемент 2 может бытьвыполнен в виде механического копира или 5 1 О 5 20 25 30 любого другого устройства, регистрирующего отклонения объекта от необходимого положения. Датцик 3 выполняет роль включающего элемента и имеет двухпозиционнуюхарактеристику. Рассматривается один управляемый борт трактора 7. Импульсный элемент 4 преобразует сигнал датчика 3 в импульсный сигнал. Звено 5 задержки пропускает импульсный сигнал элемента 4 без изменения начала импульса и задерживаетего окончание на постоянный период времени тг. Таким образом, длительность управляющего сигнала, поступающего на сервопривод 6, равна: т;= - т+ тг, где т - длительность управляющего импульса элемента 3; т,-, - время задержки звена 4.Сервопривод 6 является исполнительныммеханизмом контура 1 управления. Он воздействует ца вход объекта 7 управления.Импульсный элемент 9 контура 8 самонастройки соединен с вторым выходом импульсного элемента 4 и в момент окончаниявремени паузы элемента 4 вырабатываетимпульсный сигнал постоянной длительностиАнализатор 10 представляет собой трехпозициоццый элемент со значениями: - 1; 0;+1. Исполнительный элемент 11 может бытьвыполнен в виде реверсивного шаговогодвигателя или любого другого устройства,обеспечивающего соответствующую характеристику, например вычислительного устройства, определяющего длительность импульсаэлемента 4 в соответствии с формулой:Т 1т.,="т -Ьт,и ц где,тпостоянный период времени, определяющий шаг настройки;и - количество сигналов, поступающих от анализатора 10 на элемецг 1 с положительным знаком;п количество сигналов, поступающих от анализатора 1 О на элемент 11 с отрицательным знаком.Элемент1 соединен с подстроецным ор. ганом не показан) объекта 7 управления.Звено 13 задержки задерживает начало прохождения импульсного сигнала 4 на постоянное время т ь Таким образом, длительность управляющего импульсного сигнала, поступающего ца дополнительный сервопривод 14, определяется выражением: ть,=- т т ,Задержка окончания действия импульсного сигнала элемента 4 в контуре 1 управления звеном 5 и задержка начала прохождения импульсного сигнала элемента 4 звеном 13 задержки обеспечивает необходимую последовательность срабатывания сервоприводов 6 и 14. Сначала включается сервопривод 6, затем в случае, если длительность т становится оольше тз, срабатывает сервопривод 14. В момент окончания действия управляющего импульса снацала5 10 15 20 25 30 35 Форлгу,га ггзод(гетенгг.г 40 45 50 отключается сервопривол 14, а затем - сервопривол 6.Вторая дополнительная цепь 15 солержит звено 6 задержки и исполнительный элемент 17. Звено 16 задержки представляет собой реле времени. Входом звена 16 является выход звена 4. При поступлении сигнала с импульсного элемента 4 на звено 16 выполняется операцият 4 тг 6 - т 17 гле тг - длительность импульса элемента 4;тгб - длительность времени задержки звена 16;тг 7 - входной сигнал исполнительногомеханизма 17.Сигнал тгг может иметь положительное и отрицательное значения. Если т) т то т,т имеет положительное значение, если тг( гв, то тгт имеет отрицательное значение.Исполнительный механизм 17 может быть выполнен в виде реверсивного шагового двигателя, срабатывающего при поступлении на его вход сигнала тгт. При положительном тгт исполнительный механизм 17 перемещает выходной орган (вал, рейку) в одну сторону, а при отрицательном тгт - в другую сторону. Вместо шагового привола могут быпгь применены и другие виды приволов, как, например, электрические, так и гилравлические с пропорциональным перемещением выходного вала или рейки в зависимости от тгт.Выхол элемента 17 представляет собой упор, перемещаемый валом или рейкой, и изменяет предельную величину перемегцения выхолного штока сервопривола 6, за счет чего изменяется степень воздействия сервопривола 6 на механизм поворота трактора 7. При увеличении угловой скорости поворота трактора 7 выходной сигнал элемента 17 (упор) уменьшает величину перемещения штока сервопривола 6, а при уменьшении угловой скорости поворота увеличивает это перемещение.Предлагаемое устройство работает слелуюгцим образом.При нормальной скорости поворота трактора 7, например, при достаточно большом усилии на крюке система работает как самонастраивающаяся, так как величина т мала, меныце тгд и равна тгб, поэтому сигнал на сервопривод 14 не проходит или его длительности недостаточно для срабатывания сервопривбда 14. Кроме того, так как т 4= тгб. сигнал на элемент 17 не проходит и он остается в одном положении. В этом случае сигнал от чувствительного элемента 2 через элементы 2 - 6 поступает на трактор 7. Происходит управление трактором 7 при постоянном значении %, элемента 4. При уменьшении угловой скорости поворота трактора 7 (случай, когла выхолцой сцгцдл элемента 17 равен нулю и хол штока сервопрци- ла 6 процсхолит ца полнуго величину) начинает увеличиваться зцдчецце т.ь за счет срабатывания контура 8 самонастройки. Когла величина т.г возрастает ло такой степени, что его ллцтельцость станет болыце времени запаздывания 1 ц звена 13 задержки в работу подключается дополнительный сервопривод 14, который начинает действовать на остановочный тормоз (лругой вход) объекта 7 управления, увеличивая угловую скорость поворота трактора. Трактор 7 начинает управляться, кроме контура 1 управления, еще и лополнительцой цепью 12, состоягцей из элементов 13 и 14. В этом случде положение механизма 17 не изменяется, так как он находится в прелельном состоянии по отношению к сигналу тг-, и хол штока сервопривода 6 не изменяется, а. увеггичегпье скорости поворота за счет полключецця дополнительной цепи 12 не превышает значений, прц которых цачццдет срабатывать вторая лополнительная цепь 15. Если булет происхолцть увеличение угловой скорости поворота выше прелельцого значения (лополццтельная цепь 12, состоящая из элементов 13 и 14, отключена ввиду того, что т, меньше значений, необхолцмьгх для ее срабатывания), то сигнал тг-, бу - лет полаваться ца элемент 17 со знаком, обеспечивающим перемещение выхола элемента 17 в сторону уменьшения хола штока сервопривода 6, за счет этого ограничивается нарастание угловой скорости поворота трактора 7, а следовательно, булет уменьшаться разброс величины ошибки углового поворота трактора 7 прц его поворотдх. Самоцастраиваюгцееся хстройство автоматического направления лвижецця трактора по авт. св. ЛЪ 1230480, от.ггг гающг.еа.г тем, что, с целью повышения качества вожления гусеничного трактора, устройство снабжено второй лополнцтельцой цепью управления, содержащей звено залержки ц исполнительный механизм, соелинеццые послеловательно, при этом звено залержкц соелинено с выхолом импульсного элемента контура управления, а исполнительный механизм связан с выхолом сервопрцволд контура управления посредством управляемого упора.едактор Л.,1 ежнинаЗаказ 1232ВИ И 111 1 ос дорс гвг нно113035, Моск111 зонзвдс гневно-ноннграгизобретений и открытийо т 15 ж о 1 ннк зл. 11 роектная, 4 1:осз авитель г,. ЗарупкТекред И. Верее1 ираж 630коч н на гЗ:О но деннии, )К 3 о. 1 н нсная нвеское нредн 1)иятие, г. иКорректор Л, Зимокосов11 однисное