Устройство для управления движением горной машины

1 1О П И С А Н И Е нг)5ИЗОБРЕТШИЙ ИЯ Союз Советскин Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, саид.в (22) Заявлено 16,02 г 76 (21) 23236 Кл5 В 13/00 с присоединением заявки асударственнын нвинт Свввтв Мннистров ССС па делам нэверетеннй и атнрытнй(71) Заявитель 54) РАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕНЫ ОЙСТВО ДЛЯ ГОРНОЙ М Орного экскаватора пгВ ъект управления (ропения движениемзаданной трассе иторный экскавато к технике управи может бытьгорнорудной, строях промышпенносстемах управленияазоватепями иеничным ходовымприводы развороотносится машинами угольной, их отрасп венно в си отвапообр ть модели, откос ение ния пем.енты для оп их от бокового атора от заданонный регупями с гус меющим ной трассы, а также поз О При выполнении горных и строительных работ во многих случаях требуется обеспечить движение машины (экскаватора, отвалообразователя и т. и.) строго по заданной трассе, чаще всего пря мопинейной, в соответствии, с планом. раз" вития экскаваторных ипи отвальных работ. Отклонения машины от заданной трассы дОлжны эффектиВно устраняться В сВязи с чем применяют устройства дпя автоматЫ ческого управления движением машины позаданной трассе,Известен ряд устройств аналогичного назначения, Например, система, включающая устройство для автоматического управ Изобретениепения горнымииспользовано витепьной и друти, преимущестэкскаваторамидругими машиноборудованиемта тележек. щаяся к устройству управпсодержит чувствительные эредепения величин, зависяши углового отклонений экска тор, воздействуютций на привод разворота ходовых тележек 11 . Чувствительные элементы формируют сигналы, первоначально представляющие собой линейные комбинации бокового и углового отклонений экскавато ра от заданной трассы. Привод разворота тележек отрабатывает эти сигналы с цепьто устранетптя отклонений экскаватора от за данной трассы. Однако неоптимапьность процесса ликвидации отклонений, имеющего характер незатухающих колебаний ("рыскания"), объясняется структурными свойствами устройства и принятым законом. управления (по комбинациям бокового и углового отклонений экскаватора от заданнойтрассы) и не может быть устранена выб(м ром параметров и настройкой устройства.5 1 О 15 50 55 бО зКроме того, в этом устройстве не предусмотрено огрвничение интенсивности разворота ходовых тележек относительногрунта, что может привести к перегрузками преждевременному износу механизма ипривода разворота тележек, квк и самихходовых тележек.Другое устройство, предназначенное дпяуправления движением экскаватора по заданной прямолинейной трассе, содержитблокзадан(щ трассы движения, блок определения отклонений экскаватора,от заданнойтрассы и гидропривод разворота тележек (2 (.Блок определения отклонений формирует сигнал, зависящий от бокового и углового отклонений экскаватора от заданнойтрвссыи при первом рассмотрении представпяет собой линейную комбинацию бокового и углового отклонений. Гчдропрчводразворота тележек отрабатывает этот сигнал с цепью устранения отклонений экскаввторв от заданной трассы, Как и в предыдущем случае, устройству свойственна неоптимапьность процесса ликвидации отклонений,имеющего характер незатухающих колебаний,и вызвана теми же прчччнамч, что и впервом устройстве,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство дпяуправления движением, горной машиной, содержа 1 цее блок задания параметров трассыдвижения, блок определения координат иприводы разворота ходовых тележек с концевыми выключателями Я. О:обенностью устройства является попнвя независимость контуров упрввпенчя передними и задними тележками, так что практически управление движением экскаватораа с двумя механизмами разворота сведено к автономномууправлению отдельно передними ч задними тележками. Блоки оределенчя отклонений формируют сигналы, зависящие отбоковых и угловых отклонений передних и задних тележек от заданной трассы и первоначально представляющие собой линейные комбинации боковых и угловых отклонений, Приводы разворота передних и задних тележек отрабатывают эти сигналы с целью устранения отклонений тележек от заданной трассы.Этому устройству свойственны все те же недостатки, что ч двум первым.Бель изобретения - обеспеченче минимальной длины пути выхода карьерной машины на заданную трассу, повышение точности управпенчя движением машины и ограничение интенсивностей разворота ходо вых тележекотносительно грунта, т, е. повышение эффективности управления,2 О 25 3( 35 40 43 Достигается это введением в устройство блока оптимального управпепя, блока умножения, функционального преобрвзоввтепя и каналов преобразования регулируемых величин, каждый иэ которых содержит регулятор скорости разворота, датчик углов разворота, сумматор, датчик скорости ключи ч блок масштабирования, выход которого через первый ключ подключен к первому входу сумматора ч через последовательно соединенные иывертор и второй ключ подключен к второму входу сумматора, выход последнего через последовательно соединенные регулятор скорости рвзворота и привод разворота ходовых тележек с концевыми выключателями соединен соответственно с входвми датчика углов разворота и датчика скорости, выход которого подключен к третьему входу сумматора каждого канала преобразования регулируемых величин. Выходы блокв задания параметров трассы движения и блока определения координат соединены соответственно с первым и вторым входами блока оптимального управления, первые и вторые выходы которого подключены соответственно к управ пяющчм входам первого ч второго ключа каждого канала преобразования регулируемых величин, выход датчика углов разворота каждого иэ которых соединен с соответ ствующим. входом блока оптимального управ пения и Функционального преобразователя выход которого подключен к первому входу блока умножения. Выход блока умножения соединен с четвертым входом сумматора каждого канала преобразования регулируемых величин, вход блока масштабирования каждого из которых и второй вход блока умножения подключены к выходу дат чика скорости хода.Блок оптимального управления представляет собой специализированное вычислитель- но-логическое устройство, реализующее апгоритм оптимального быстродействия с ограничениями на управление и на фазовые координаты.Особенностью использования блока оптимвпьного управления в предлагаемом устройстве является то, что в алгоритме оптимального быстродействия в качестве независимой переменной (,аргумента ) выступает не время, а путь горной машины,Сумматоры, регуляторы скоростей. раз ф ворота, приводы разворота и датчики скоростей разворота образуют замкнутыеконтуры автоматического регулирования скоростей разворота, которые обеспечивают требуемые соотношения скоростей разворот ходовых тележек и скорости хода, зависящие от максимально допустимых интенсив5627 94 водит к изменению команд на выходах бдока 3 оптцмадьдого угуавдепця и в конечномсчете к реверсцровани о привода разворотаодной из ходовых тележек в соответствиис алгоритмом оптимального управдепця,5после чего замкнутый контур автоматического регудцрования скорости разворота этойтележки обеспечивает поддержание требуемого соотношения скорости разворота тележки и скорости хода до сдедуюшего реверсированця привода разворота., Дальнейшее изменение углов ж ц ф раэворота ходовых тележек и координат Чу , (р машины в процессе ее двикенияФприводит к соответствующим изменениям 15команд на выходах бд 1 3 оптимальногоуправления, выэывающц, . реверсированиеприводов разворота ходовых тележек,Описанный процесс управления заканчивается после нескольких переключений приводов разворота в момент выхода машинына заданную трассу, когда ее координаты7, 7, (Р. и углы с и ф разворота хо.довых тедекек отвечают уравнению задан-.ной трассы, причем действительный угол 253 разворота машины равен заданному угв33Если при дальнейшем движении машины возникают отклонения ее от заданнойтрассы, то предлагаемое устройство вновь 30вступает в действие и работает, как описано выше.Использование устройства дпя автоматического управления движением горноймашины позволяет обеспечить минимальнуюдлину пути выхода машины на заданнуютрассу, повысить точность движения машины по заданной трассе и тем самымповысить качество ведения горных работ,что особенно важно прц формировании пдо 40щадок экскаваторных выступов, при седекфьтивной выемке ископаемььх, при проведении подготовительных горных выработок,при строительстве земляных сооружений.нФ 5Кроме того, применение устроиства обеспечивает ограничение интенсивностей разворота ходовых тележек относительно грунта и тем самым уменьшение наг рузок на хо-.довые тедежкл, механизмы и приводы50разворота, уменьшение их износа ц увеличение долговечности. 2, Авторское свидетельство СССР191671, А. кл . б 05 В 1/02, от 2 О. 05. 65.3, Автоматизация производственных процессов на открытых горных разработках, Киев, "Техника", 1965 г, стр. 45 - 52,формула изобретения Устройство ддя управдения движениемгорной машины, содержащее блок задания параметров трассы движения, блок одред денни координат ц приводы разворота ходовых тележек с концевыми выкдючатедямц,отдичающееся тем,что, с цепью пош,ше 1 пя эФфективности управления,в;сро.ство введены блок оптимального удравдепця, блок умножения, функциопадьцый преобразователь и канады преоб разованця регудцруемых величин, каждый цз которых содержцт регулятор скорости разворота, датчик углов разворота, сумматор, датчик скорости, ключи ц блок масштабировании, выход оторого через первый ключ подкдочен к первому входу сумматор и через дс" дедов,.тедьно соединенные днвертоэ ц Втопой кд 10 ч подкдючен к вто рому вхоь", су.лх:диора, выход которого через посдедоватедьно соединенные рвгудятор скорости разворота ц привод разворота ходовых тележек с концевыми выключателями соединен соотв,тственно с входами датчикауглов разворота и датчика скорости, выходкоторого подключен и третьему входу сумматора каждого канала преобразованиярегудцруемых величин, выходы блока заданияпараметров трассыдвижения и блока определения коордшат соединены соответственнос первым ц вторым входами блока оптимапьгного управденця, первые ц вторые выходыкоторого годкдючены соответственно к управдяющцм входам первого и второго ключа каждого канала преобразования регудцруемых величин, выход датчика углов разворота каждого цэ которых соединен с соответствующим входом бдока оптимального управдения и функционального лреобразоватедя, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход блока умножения соединено четвертым входом сумматора каждого канала преобразованиярегулируемых величин, вход блока масштабирования каждого цз которых и второйвход блока умножения подключены к выходу датчика скорости хода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Автоматизация производственных про цессов на открытых горных разработках Киев, Техника" 1970, стр. 48 54,Составитель Н. ЛысенкоРедактор Е, Гончар Техред А. Демьянова Корректор А, КравченкоЗаказ 1865/169 Тираж 1095 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаа наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4