Блок управления гидроприводом рабочего органа скрепера-планировщика Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 62-529

БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПРИВОДОМ РАБОЧЕГО ОРГАНА СКРЕПЕРА-ПЛАНИРОВЩИКА

И. М. Корнев

Аннотация. Приведены основные составляющие блока управления, их математические описания и структурная схема математической модели блока управления.

Ключевые слова: блок управления, скрепер-планировщик, пороговый элемент.

Введение

Скрепер - это высокопроизводительная землеройно-транспортная машина циклического действия, предназначенная для разработки (набора) и транспортирования грунта с укладкой его в насыпь или отвал, планированием, разравниванием грунта с предварительным частичным его уплотнением [1]. В работе используется скрепер с возможностью регулировать рабочий орган в поперечной плоскости, в связи с данным фактом в дальнейшем машина будет называться скрепер-планировщик.

В качестве заданных параметров скрепера-планировщика предлагается использовать ВРо_зад И УГОЛ ПОПереЧНОГО уКЛОНЭ \ро_зад- В качестве информационных параметров управления положением правого и левого краев скреперного ковша предлагается использовать Вроп и Врол , а также в качестве параметров управления задней стенкой -данные полученные путем измерения призмы волочения правого и левого края скреперного

КОВШа Вроп_дат И Врол_дат-

Основная часть

Изменение положения рабочего органа и управление задней стенкой ковша производится с помощью гидропривода (исполнительная часть системы управления), которая является релейным звеном, что обуславливает применение релейной статической характеристики порогового элемента блока управления гидроприводом рабочего органа скрепера-планировщика. [2, 3, 4, 5, 6, 7].

Блок управления состоит из четырех элементов:

• датчики положения рабочего органа;

• датчики измерения призмы;

• задатчики проектируемой плоскости;

• элементы управления:

а) сравнительные элементы;

б) пороговые элементы.

Сигналы рассогласования после между датчиком и задатчиком после сравнительного элемента передаются в виде токов А1РОп и А1р0Л без искажений с коэффициентом передачи Кд, равным 1, на пороговый элемент который задает пороги срабатывания электрогидрораспределителя, чтобы исключить не нужных его включений. Математическая модель в виде блок-схемы блока управления представлена на рисунке 1.

Преобразование заданных значений высотной координаты УР0_3ад и угла наклона УР0_зад В положения Краев ОТБЭЛЭ Урол_зад И Вроп_задпроизводится по формулам [8]:

Lз ;

"^ЮЛ_зад — "^0_зад ^ 2 " РО_зад ;

L3

"^ЮП_зад — "^Ю_зад 73" РО_зад ,

(1)

(2)

где Lз - ширина рабочего органа.

Преобразование рассогласованных сигналов между датчиком и задатчиком после сравнительного элемента А1РОп и А1РОл в А1Р0 и А1Р производится по формулам [9]:

Д1ро -

А1рпп + А!

Д!Р - агС^

L3

(3)

(4)

Рис. 1. Структурная схема математической модели блока управления реализованная

в МА^АВ расширение БЦиИпк

Для управления задней стенкой сигнал с датчиков измерения призмы волочения поступает на гидропривод управления задней стенкой ковша, который можно найти по формуле [9]:

РО_дат

Из-за того, что быстродействие электронных схем намного превышает быстродействие исполнительной части устройства управления рабочего органа, статическая характеристика порогового элемента описана как реле с различными порогами срабатывания (рис. 2.).

(5)

2

На статической характеристике Ь1 = \А1вкп\ -порог срабатывания на включение порогового элемента, Л2 = \А1Выкл\ - порог срабатывания на отключение порогового элемента, ФЛ = Л1/Л2 -отношение порогов срабатывания на включение и отключение порогового элемента.

ДЬ = Ь + Ь2, (6)

где ДЬ является шириной зоны нечувствительности порогового элемента, которая является

суммой порогов срабатывания на включение и отключение порогового элемента.

Так как открывание и закрывание порогового элемента происходит при разных значениях входного сигнала, что применяется для компенсации запаздывания гидроаппаратуры, его математическое описание выполнено с помощью системы неравенств [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]:

зол

2

гзол

2

1 . ))/+i2 )-,)

1+1-sign(AI ) 2

(1+1- sign(AI-b2 ))+^1 1-sign(M)^j(i-sign(AI +bi )_i)

при

при

d (AI ) dt

d (AI ) dt

>0;

<0,

(7)

где ¡30Л - ток управления, подаваемый на золотник гидрораспределителя, А1 - значение сигнала рассогласования.

Заключение

Таким образом, представленная модель блока управления совместно будет использоваться в общем математическом описании рабочего процесса скрепера-планировщика.

Библиографический список

1. Симон Л. А. Дорожные машины. Отраслевой каталог. Москва. 1987. -453 с.

2. Алексеева Т. В. Разработка следящих систем управления рабочим процессом землеройнотранспортных машин с целью повышения их эффективности. - Омск, 1974. - 175 с.

3. Алексеева Т. В., Щербаков В. С. Оценка и повышение точности землеройно-транспортных машин: Учеб. пособие. - Омск: СибАДИ, 1981. - 99 с.

4. Бакалов А. Ф. Совершенствование системы стабилизации положения рабочего органа автогрейдера: Дис. ... канд. техн. наук.- Омск: СибАДИ, 1986. - 231 с.

5. Глебов В. Д. Исследование статистических характеристик входных воздействий систем управления рабочими процессами землеройнотранспортных машин / В. Д. Глебов, В. Н. Тарасов, Ю. И. Грабарев // Гидропривод и системы управления / СибАДИ; НИСИ. - Новосибирск: НИСИ, 1977. -с.113 - 119

6. Ерофеев А. А. Автоматизированные системы управления строительными машинами. - Ленинград: изд-во «Машиностроение», 1977. - 224 с.

7. Тарасов В. Н. Динамика систем управления рабочими органами землеройно-транспортных машин. - Зап.-сиб. кн. изд-во, Омское отделение, 1975. - 182 с.

8. Шипилевский Г. Б. Тракторная автоматика. Конспект лекций по дисциплине: «Автоматические системы колёсных и гусеничных транспортнотяговых машин». - М.: МГТУ «МАМИ», 2002. - 44с.

9. Щербаков В. С. Составление структурных схем землеройно-транспортных машин как объектов автоматизации: Учебное пособие. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. - 47 с.

CONTROL OF THE BODY HYDRODRIVES SCRAPERS PLANNER

I. M. Kornev

Are the main components of the control unit, their mathematical description and a block diagram of the mathematical model of the control unit.

Корнее Иван Михайлович - аспирант кафедры «Автоматизация производственных процессов и электротехника» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - автоматизированное проектирование систем. Имеет 9 опубликованных работ. E-mail: [email protected].