Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zur Regelung
der bodenparallelen Lage an Pflanzenschutzmaschinen- und
Düngemaschinenauslegern mit Arbeitsbreiten über 10 m in der
Landwirtschaft. Die Erfindung kann weiterhin in all den
Gebieten genutzt werden, wo Arbeitswerkzeuge parallel zu
Flächen geführt werden müssen.The invention relates to a control device for control
the ground-parallel position on crop protection machines and
Fertilizer booms with working widths over 10 m in the
Agriculture. The invention can continue in all of these
Areas are used where work tools run parallel to
Areas must be managed.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known prior art
Als Regeleinrichtung zur Einhaltung der Parallelität von
Pflanzenschutzmaschinenauslegern zur Bodenoberfläche sind
elektrische und hydraulische Regelsysteme bekannt (DE 20 33 773
und DD 2 06 927), welche auf die auftretenden Störgrößen
Bodenunebenheit und Hangneigung mit I-Verhalten reagieren.
Dies führt zwar zu einfachen technischen Lösungen, hat aber
den Nachteil, daß bei aktuellen Arbeitsgeschwindigkeiten der
Pflanzenschutz- bzw. Düngemaschinen das Regelsystem beim
Wenden in Schichtlinie zu langsam reagiert und Fehlbehandlungen
infolge falscher Auslegerstellungen auftreten, sowie das Risiko
von Auslegerbrüchen und Pflanzenschäden durch Bodenberührung
besteht.
As a control device to maintain the parallelism of
Plant protection machine outriggers to the ground surface
electrical and hydraulic control systems known (DE 20 33 773
and DD 2 06 927), which refer to the disturbance variables that occur
Uneven ground and slope slope react with I behavior.
This leads to simple technical solutions, but it does
the disadvantage that at current working speeds
Plant protection or fertilizer machines the control system at
Turning in shift line responds slowly and mishandles
occur due to incorrect boom positions, as well as the risk
of boom breaks and plant damage due to ground contact
consists.
Ziel der ErfindungAim of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Regeleinrichtung
so auszubilden, daß sie die beschriebenen Nachteile vermeidet,
zur Verminderung des Instandhaltungsaufwandes beiträgt und
höhere Arbeitseffektivität als bisher ermöglicht.The aim of the invention is the control device
to be trained so that it avoids the disadvantages described,
contributes to the reduction of maintenance costs and
higher work effectiveness than previously possible.
Darlegung des Wesens der ErfindungState the nature of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem
zu schaffen mit dessen Hilfe sowohl Bodenunebenheiten als
auch Änderungen in der Hanglage hinreichend schnell ausge
regelt und damit Parallelität der Ausleger zum Boden nahezu
ständig erhalten bleibt.The invention has for its object a control system
with the help of both uneven floors
also changes in the hillside made quickly enough
regulates and thus almost parallelism of the boom to the ground
is constantly maintained.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe
dadurch gelöst, daß das horizontale Schwingungssystem des
Auslegers als gedämpfter Schwingkreis ausgebildet und das
vom horizontalen Schwingungssystem entkoppelt angeordnete
vertikale Schwingungssystem obligatorisch mit einem Kaskaden
regler versehen ist. Der Kaskadenregler besteht aus einem
Führungsregler, der PI-Verhalten besitzt und besonders auf
niederfrequente Störungen in Form wechselnder Neigung der zu
bearbeitenden Flächen reagiert und einem Folgeregler der
I-Verhalten besitzt. Der Folgeregler eliminiert bevorzugt
höherfrequente Störungen in Form von Bodenunebenheiten. Der
Führungsregler verwendet als Meßsignal die Neigung der Maschine
zur Senkrechten. Er arbeitet mit Hilfsenergie und wirkt auf
die Schwerpunktlage der Ausleger ein. Sein quasi-PI-Verhalten
wird dadurch realisiert, indem die Stellgeschwindigkeit
proportional zur Abweichung vom Sollwert ist. Der Folgeregler
verwendet als Meßsignal die Lage des Auslegers gegenüber der
Horizontalen. Er arbeitet ohne Hilfsenergie und verwendet als
Stellkraft die Gravitation. Zur Anpassung eines vertikal mehrfach
geknickten Auslegers an wechselndes Mikrorelief kann vorteilhaft
ein weiterer Regler II in das oben beschriebene System integriert
werden. Dieser arbeitet mit Hilfsenergie und verwendet als Meßsignal
den Abstand zwischen den vorhandenen Auslegerabschnitten und dem
Boden.
According to the task
solved by the fact that the horizontal vibration system of the
Boom designed as a damped resonant circuit and that
decoupled from the horizontal vibration system
vertical vibration system mandatory with a cascade
controller is provided. The cascade controller consists of a
Master controller that has PI behavior and especially on
low frequency interference in the form of changing inclination of the
processing areas and a slave controller
I behavior. The slave controller preferably eliminates
higher frequency disturbances in the form of uneven floors. The
The master controller uses the inclination of the machine as the measurement signal
to the vertical. It works with auxiliary energy and acts
the center of gravity of the boom. His quasi-PI behavior
is realized by the positioning speed
is proportional to the deviation from the setpoint. The slave controller
uses the position of the cantilever compared to the
Horizontal. It works without auxiliary energy and uses as
Force the gravitation. To adjust a vertical multiple
bent boom on changing microrelief can be advantageous
another controller II integrated into the system described above
will. This works with auxiliary energy and uses it as a measurement signal
the distance between the existing boom sections and the
Ground.
AusführungsbeispielEmbodiment
Das vom an sich bekannten horizontalen Schwingungssystem 3
und 5 entkoppelt angeordnete vertikale Schwingungssystem
besteht aus einem Kaskadenregler. Der Kaskadenregler besteht
aus einem Führungsregler mit Hilfsenergie 10, welcher auf
niederfrequente Störungen z. B. in Form wechselnder Gelände
neigung reagiert, wobei als Meßsignal die Neigungsdifferenz 7
der Maschine zur Senkrechten verwendet wird. Das Meßsignal
kann sowohl als elektrische Größe z. B. als ein dem Winkel
proportionaler Strom oder Spannung, als auch mechanische
Größe z. B. als ein dem Winkel proportionaler Weg oder als ein
proportionaler Ölstrom gewonnen werden. Der als Proportional
regler ausgebildete hydraulische, pneumatische oder elektro
nische Regler 10 wird entweder über eine Mechanik 9 oder
Elektronik so angesteuert, daß bezüglich wechselnder Gelände
neigungen ein der Neigung proportionales Stellsignal ausgelöst
wird. Als Stellglieder dienen hydraulische, pneumatische oder
elektromechanische Vorrichtungen 4 bekannter Bauart. Die vom
Folgeregler 2 abgehende Vertikalstange 2 a wird vom Stellglied
4 des Führungsreglers 10 in einem Winkel β zum rechten Winkel
der Auslegerlängsrichtung gebracht, der das 1,7 bis 3fache
des Hangneigungswinkels α beträgt. Mit dem Führungsregler
obligatorisch verbunden ist der Folgeregler 2 ohne Hilfsenergie,
der I-Verhalten besitzt und bevorzugt höherfrequente Störungen
z. B. in Form von Bodenunebenheiten eliminiert. Das Folgeregel
system ist so ausgebildet, daß unter Ausnutzung der am Ausleger
vorhandenen Massenträgheitskräfte, Anordnung eines Drehpunktes 2
über dem Schwerpunkt 1 des Auslegers von asymmetrisch wirkenden
Dämpferelementen 6 zwischen Ausleger und Fahrzeugrahmen die
höherfrequenten von Bodenunebenheiten herkommenden Störungen
sich nicht negativ auf das Verhalten des Führungsreglers
auswirken. Beim Überschreiten des Regelbereiches des Führungs
reglers infolge großer Differenzwinkel des Auslegers zum
Maschinengrundrahmen tritt im Falle der mechanischen Meßsignal
übertragung ein Kompensationsglied in Form einer beidseitig
vorgespannten Feder 8 in Kraft.
The vertical vibration system, which is decoupled from the known horizontal vibration system 3 and 5, consists of a cascade controller. The cascade controller consists of a master controller with auxiliary energy 10 , which for low-frequency interference such. B. in the form of changing terrain inclination reacts, the inclination difference 7 of the machine being used as a vertical signal. The measurement signal can be used as an electrical variable, for. B. as an angle proportional current or voltage, as well as mechanical size z. B. can be obtained as a path proportional to the angle or as a proportional oil flow. The designed as a proportional controller hydraulic, pneumatic or electronic controller 10 is controlled either by a mechanism 9 or electronics so that a slope proportional control signal is triggered with respect to changing terrain. Hydraulic, pneumatic or electromechanical devices 4 of known design serve as actuators. The outgoing from the sequence controller 2 vertical rod 2 is brought to a right angle with the boom longitudinal direction of to 3 times the slope angle α is 1.7 of the master controller 10 β by the actuator 4 in an angle. The slave controller 2 is connected to the master controller without any auxiliary energy, it has I behavior and prefers higher-frequency interference, e.g. B. eliminated in the form of bumps. The follow-up control system is designed so that, taking advantage of the inertia forces present on the boom, arrangement of a pivot point 2 above the center of gravity 1 of the boom of asymmetrically acting damper elements 6 between the boom and vehicle frame, the higher-frequency disturbances coming from uneven ground do not have a negative effect on the behavior of the master controller . When the control range of the guide controller is exceeded as a result of the large differential angle of the boom to the machine base frame, in the case of the mechanical measurement signal transmission, a compensation element in the form of a spring 8 preloaded on both sides comes into effect.
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Bezugszeichen
1 Schwerpunkt
2 Folgeregler einschließlich Drehpunkt
2 a Vertikalstange vom Folgeregler
3 Drehpunkt 2
4 Stellglied für Führungsregler
5 Horizontal-Feder-Dämpferglieder
6 Dämpfer für Folgeregler
7 Neigungsmeßeinrichtung
8 Federglied
9 Winkelhebel
10 Führungsregler
11 Abstandssensor innen
12 Abstandssensor außen
13 Regler II
14 Stellglied für Regler II
15 HilfsenergiezuführungReference numerals
1 focus
2 slave controllers including pivot point
2 a vertical rod from the slave controller
3 pivot point 2
4 actuator for master controller
5 horizontal spring damper links
6 dampers for slave controllers
7 inclinometer
8 spring link
9 angle levers
10 master controllers
11 Distance sensor inside
12 Distance sensor outside
13 Controller II
14 actuator for controller II
15 Auxiliary power supply