Способ регулирования рабочих процессов землеройно транспортной машины

)1 относит тр ностроению зводительжному машысить проышения точ ности опр мощности хода изме ками 1-3деления максим 11 т мас, Во врем ют соответству текущие значен действительной 7 скоростей д тягово бочего щими дат Р )йКу я тягово Ч и тео усил иче с ма виже ДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Челябинский филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института(54) СПОСОБ ПРОЦЕССОВ 3 МАШИНЫ (57) Изобрет тельному и д и позволяет ность путем Е ГУПИРОВАНИЯ РАБОЧИХШЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНОЙ,131557щее значение Р сравнивают с заданным и определяют оптимальное значение тягового усилия Р соответстт,опт вующее 1 . По значениям Ч и Ч в блоке 4 определяют текущее значение буксования 6 движителей и, сравнивая его с заданным значением, определяют х-ку буксования, По результатам сравнения определяют ,реальную тяговую х-ку И (Р ), Для различных грунтов задают х-куи Рт. По измеренным значениям Р , б и Ч определяют тяговую мощность И По максимальному значению реальной тяговой х-ки в блоке 8 определяют оптимальное значение РПолученное значение Рв блоке 9 сравнивают с текущим Г и по знаку рассогласования рабочий орган 10 выглубляется или заглубляется. Способ позволяет определить оптимальную рабочую передачу (РП) машины беэ поисковых переключений РП. Для этого генератором 13 поиска блок 6 определения г1 (Р) переключается на каждую РП. Блок 12 анализа Фиксирует 11 наТ,мскс каждой РП и путем сравнения этих значений определяет РП с наибольшим значением И Оптимальное значение параметра регулирования определяется только на включенной в данный момент ГП в соответствии с показанием датчика 1 номера передачи. 3 ил, Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению, аименно к системам управления рабочими органами землеройно-транспортных машин (ЗТМ) непрерывного илициклического действия, например бульдозеровЦелью изобретения является повышение производительности путем,повышения точности определения максиму Ома тяговой мощности,На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - тяговые характеристики ЗТМ; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие суть предложенного способа.Устройство, реализующее способ,содержит блоки измерения текущихзначений режимных параметров машины,например, тягового усилия 1, действительной 2 и теоретической 3 скорости движения, блока 4 определения характеристики буксования, задающийгенератор 5, блок б задания теорети 25ческой тяговой характеристики, блок7 определения эквивалента производительности, входы которого подключе.ны к выходам задающего генератора5, блока б задания теоретической тяговой характеристики и блока 4 определения характеристики буксования,входы которого подключены к выходам2задающего генератора 5 и блоков 1, 2 и 3 измерения режимных параметров машины, блок 8 определения оптимального значения параметра регулирования, входы которого подключены к выходу блока 7 определения эквивалента производительности и выходу задающего генератора 5, блок 9 сравнения, входы которого подключены к выходу блока 8 определения оптимального значения параметра регулирования и выходу одного изблоков 1, 2 и 3 измерения текущих значений режимных параметров (например, блок измерения тягового усилия ), а выход блока 9 сравнения подключен к входу блока 10 управления рабочим органом.Устройство дополнительно содержит датчик 11 номера включенной передачи, блок 12 анализа, генератор 13 поиска и блок 14 управления переключением передач. Выход и входы блока 12 анализа подключены соответственно к входу блока 14 управления переключением передач, выходу блока 7 определения эквивалента производительности и выходу генератора 13 поиска, объединенному с дополнительным входом блока б задания теоретической тяговой характеристики, причем выход датчика 11 номера включенной передачи подключен к входу генератора 13 поиска.131557 Регулирование рабочего процесса осуществляется по одному режимному параметру (параметру регулирования), например тяговому усилию, коэффициенту буксования, действительной скорости движения, угловой скорости дви гателя, с оцновременной корректировкой величины этого параметра в зависимости от текущих значений других режимных параметров.Для предлагаемого способа не име 5 ет принципиального значения характер эквивалента производительности и вид параметра регулированияРассмотрим сущность способа, когда эквивалентом производительности является тяговая мощность, а параметром регулирования - тяговое усилие ЗТМ.Таким образом, решение задачи регулирования рабочих процессов ЗТМ сводится к определению величины Р, соответствующей максимуму тяговой мощности М(фиг,2), на основании результатов измерения текущих значений режимных параметров зСущность п редлсженно го сло со бана примере работы реализующего егоустройства следующая.Во время рабочего хода осуществляется измерение текущих значений режимных параметров ЗТМ, например, тягового усилия действительной и теоретической скорости движения машины,В некоторый произвольно взятый моментвремени эти значения соответственно 10равны РЧ, и 17, (фиг,2), Рабочий процесс предполагается управляемым, т,е, имеется возможность изменения текущих значений режимных параметров путем изменения положения 15рабочего органа ЗТМ, Под непосредственной целью регулирования понимается достижение максимальной производительности машины, Производительность машины не может быть непосредственно выражена через режимные параметры машины. Поэтому при формализации цели управления используется по -нятие эквивалента производительности - величины, выраженной через режимные параметры машины, и в конкретных условиях эксплуатации пропорциональное ее производительности. Вкачестве эквивалента производительности обычно рассматривается тяговая 30мощность, тяговый КПД или выходнаямощность моторно-трансмиссионной установки ЗТМ,1 4машины и последующему заглублениюили выглублению рабочего органа сцелью приближения величины Р кР, , величины Рт опт и 1 ,с, пРиэтом не постоянны, а изменяются всоответствии с изменением грунтовыхусловий.Арифметическое устройство 15 вы"числяет текущее значение коэффициейта буксования по известной зависимостиЧто - Ч 9 оОдновременно непрерывно работающий задающий генератор 5 формируетнапряжение (например, пилообразнойформы), амплитуда которого с точностью до постоянного масштабногокоэффициента соответствует максимальному тяговому усилию (фиг. 3, 11 )ЗТМ, Период следования выходных импульсов генератора 5 значительноменьше периода наибольшей из возможных частот рабочего процесса машины,Измеренное значение тягового усилия Р, сравнивается двухпороговымкомпаратором 16 с выходным напряжением генератора 5 и в момент их совпадения формируется короткий импульс(фиг.З, Б,), поступающий на управляющий вход устройства 18 выборкии хранения, Выходное напряжение генератора 5 через перемножитель 19 поступает также на вход функциональногопреобразователя 20.С достаточной степенью точностикривая буксования на различных грунтах однозначно характеризуется максимально возможным по сцеплению тяговым усилием машины Рт с Рт А,.(фиг,2). Зависимость буксования оттягового усилия машины, полученнаяна ооновании экспериментальных данных для различных грунтов, реализуется функциональным преобразователем 20. При изменении амплитуды входного сигнала функционального преобразователя 20 соответственно изменяются и параметры формируемой кривойбуксования,В предложенном устройстве путемрегулировки выходного напряжения перемножителя 19 обеспечивается соот ветствие выходного сигнала функционального преобразователя 20 (фиг,З,Б ) и реальной кривой буксования2 ов данных грунтовых условиях, Это дос 1315571ласования. тигается сравнением вычисленного те -кущего значения коэФФициента буксования 6 с выходным сигналом Функционального преобразователя 20 припомощи сравнивающего устройства 17,запоминанием рассогласования в моменты совпадения измеренного значениятягового усилия с выходным сигналомзадающего генератора 5 и последующим воздействием на перемножитель19 с целью устранения этого рассогБлок 6 задания теоретической тяговой характеристики машины осущест -вляет Функциональное преобразованиевыходного сигнала задающего генератора 5 в сигнал, Форма и масштабкоторого соответствуют теоретичеСкойтяговой характеристике машины (для,ЗТМ с гидромеханической трансмиссией, фиг,З, П ),Таким образом, в устройстве, реализующем способ одновременно Формируются сигналы, соответствующие изменению тягового усилия, коэффициента буксования и теоретической скорости движения (фиг,З, соответственноП 5 ф Пг и П), Используя эти сигна 2 олы, блок 7 определения эквивалентапроизводительности определяет тяговую мощность ЗТМ 11 т Рт 7 ф Рт т ( В данном случае тяговая мощность определена как Функция от времени (Фиг. 3, П) однако, учитывая одно- значность связи между амплитудой и Фазой выходного напряжения задающего генератора 5 можно опре,целить оптимальное тяговое усилие, соответствующее максимуму тяговой мощности (Фиг,3, Р, 11 ,), Это реализуется в блоке 8 определения оптимального значения параметра регулирования путем выявления момента смен знака производной выходного сигнала блока 7 определения эквивалента производительности и фиксации в этот момент времени выходного напряжения задающего генератора 5, Полученное оптимальное значение параметра регулирования при помощи блока 9 сравнения сравнивается с текущим значением, выявляется их рассогласование и блок 10 управления рабочим органом в зависимости от знака этого рассог ласования включает его выглубление или заглубление, После устранения 20 25 .30 35 40 45 50 55 рассогласования текущего и и.тимального значений параметра регулирования управление рабочим органом отключается. При изменении грунтовых условий или накоплении грунта перед рабочим органом вновь возникает отклонение текущего значения параметра регулирования от оптимального и описанный процесс регулирования повторяется.Способ регулирования позволяет опре,целить оптимальную рабочую передачу ЗТМ без поисковых переключений передач, Это осущетсвляется следующим обр,.зом,Генератор 13 поиска осуществляетпоследовательное переключение блока6 определения теоретическои тяговойхарактеристики на каждую рабочую передачу, При этом осуществляетсяпостроение кривой тяговой мощности( фиг, 3, П ) для каждой передачи,Блок 12 анализа Фиксирует максимальные значения тяговой мощности накаждой передаче и путем сравненияэтих значений определяет рабочую передачу с наибольшим значением максимума тяговой мощности. Для того,чтобы процесс поиска оптимальной рабочей передачи не приводил к нарушениюпроцесса регулирования рабочего процесса, оптимальное значение параметра регулирования определяется только на включенной в данный момент времени передаче в соответствии с показаниями датчика 11,После определения номера оптимальной рабочей передачи блок 14 управления переключением передач осуществляет соответствующие переключения втрансмиссии ЗТМ, Для ЗТМ цикличногодействия, например бульдозера, переключение на оптимальную рабочую передачу может осуществляться перед началом следующего рабочего хода.Если ЗТМ не оборудована электрогидравлической системой переключением передач, блок 14 может быть выполнен в виде звукового или светового сигнализатора, информирующего оператора о несовпадении оптимальной ивключенной в данный момент временипередач,Таким образом, предложенный способ регулирования позволяет существенно повысить точность регулированияпри изменении грунтовых условий вшироких пределах. Это достигается131не только измерением текущих значений режимных параметров машины, но и использованием априорных экспериментальных данных о соотношении этих параметров на различных грунтах. Формула изобретенияСпособ регулирования рабочих процессов землеройно-транспортной машины, заключающийся в том, что во время рабочего хода измеряют тяговое усилие и действительную скорость движения машины, определяют оптимальное значение тягового усилия, соответствующее максимальной тяговой мощности, и по знаку отклонения текущего значения тягового усилия от оптимального формируют управляющий сигнал на изменение положения рабочего органа, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения 5571 8проиэвоцительиости путем повышения точности определения максимума тяговой мощности, задают характеристику буксования и тягового усилия для раз.личных грунтов, определяют теоретическую скорость и по действительной и теоретической скорости определяют текущее значение буксования движителей, затем, сравнивая это значения 10 с заданными, определяют характеристику буксования и по результатам сравнения определяют реальную тяговую характеристику машины, по максимальному значению которой определяют оп" 15 тимальное значение тягового усилиядля каждой передачи, и сравнивая абсолютные значения максимумов тяговой мощности для различных передач,производят переключение передачи, соот ветствующее максимальному значениюмощно сти.,Виногранич Составите Техред М Корректор А.Обруча Редактор А.Шандор Подписно аказ 232 5 изводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,Тираж 606дарственного комиам изобретений иква, Ж, Раушск ВНИИПИ Госупо дел113035, Мос ета СССР ткрытий я наб,