SU1303055A2 - Самонастраивающеес устройство автоматического направлени движени трактора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к се, 1ьско о- з йствеиному ман1иностроению. Цель изобретени  - г101 1 Н1ение качества автоматического вождени . Устройство содержит контур управлени  1, контур самонастройки 8, первую ),1ните, 1ьную нень 12 у11рав. 1ен1   и вторую дог1о, 1ните,1ьную цепь 15 унравле- ни . К,онтур унрав, 1ени  1 содержит чувстви- те, 1ьный э.чемент (ЧЭ) 2, датчик 3, и.мнульс- ный э.чемент 4, звено задержки 5, сервопривод () и обьект унравлени  (ОУ) 7. Перва  донолните.пьна  uetih 12 )ав. 1ени  вк.помает звено 13 задержки и сер1и))ивод 14. Втора  доно. 1нито.1ьна  нень 15 унравлени  содержит звено 16 задержки и исн(),1ните,1ь- ный .ме.ханизм 17. Элемент) в каждом контуре i в КаЖДО | , носледовате,. Откло е не ОУ7 от базовой Л) воспри имаетс  432 и обрабат)ваетс  еерво риводо 1 6, ОУ7 возвра 1аетс  а за- траектор 1 о движе и . ма, , 1е с ЧЭ2 срабат вает конту 1 само- астройк 1 8 и на уве, ичен1 е тловой скорост 1()ворота ОУ7. едоста- точно быстро.м довороте ОУ7 ia заданнхчо траекторию включаетс  перва  до 1олнитоль- 1а  12 . 1е)Я. Она и)здейст1 уе1 а ОСТа ОВОЧНЫЙ тормоз - iiTO|)() i )()Д ОУ7. .)Ном )ii ско- г оворота срабг, втора  , , 1,еГ) 15 у 1раВЛе 1Я. ()а 5()ЗДеЙ СТВуеТ а СерВО р 1ВОДа 6 в CTOpO iy соответству О1це Ч) (1  д. .хода. ПрОИС.ХОДИТ НЗМСНеН 1е уГ ,ОВОЙ СКОрОСТ 1 )- рота от номпна,чьн()й. 6 ил. (О (Л 75 со о оо о ел ел м

Description

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению, в частности к устройствам автоматического вождении тракторов .

Цель изобретени  - иовьинение качества автоматического вождени  гусеничного трактора.

На фиг. 1 представлена структурна  схема самонастраивающегос  устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы имнульсны.х элементов 4 и 9 и схема нрохождени  сигнала но цепи: 4, 9, 10, 11, 4; на фиг. 3 - временна  диаграмма работы э.чементов устройства при T.i« TIC,; на фиг. 4 - временна  диаграмма работы элементов устройства при T.t Т|6 и т.1 Т1з; на фиг. 5 - временна  диаграмма работы элементов устройства при т, и Tnv, т. -TIG; на фиг. 6 - временна  диаграмма работы эле.ментов устройства ПрИТ4 Т|б и ТП|4 Т4Т|б.

На фиг. 2-6 обозначены; T.ie - пр мое чистое запаздывание сервопривода 6; TOG - обратное чистое запаздывание сервопривода 6; Тим - пр мое чистое запаздывание сервопривода 14; hf, - выходна  координата сервопривода 6; hi - выходна  координата исполнительного механизма 17; ДЬ - изменение выходной координаты элемента сервопривода 6 и исполнительного механизма 17 за один паг подстройки; Ь|.1ч;,к, - максимальное значение выходной координаты Ни элемента 14 при конкретном срабатывании. Самонастраивающеес  устройство состоит из контура 1 управлени  включающего чувствительный элемент 2, датчик 3. импульсный элемент 4, звено 5 задержки, серЕЮПривод 6 и объект управлепи  - трактор 7, контура 8 самонастройки, включающего импульсный элемент 9, анализатор 10, исполнительный механизм 11, первой дополнительной цепи 12 управлепи , включающей звено 13 задержки, сервопривод 14, и второй дополнительной цепи 15 управлени , включаюп 1,ей звено 16 и исполнительный механизм 17.

Элементы 2-7 соединены последовательно , а выход трактора 7 соединен обратной св зью с входом чувствительного элемента 2. Э.тементы 9-11 соединены последо- Baix 4btio, при этом вход элемента 9 соединен с вы.ходом элемента 4, выход элемента 1 1 - с вторым входом элемента 4, второй вход элемента 10 соединен с выходом элемента 2.

Элементы 13 и 14 первой дополнительной цепи 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 быть выполнен в виде механического копира или

любого другого устройства, регистрирующего отклонени  от необходимого положени . Датчик 3 выполн ет роль включающего элемента и имеет двухпозиционную характеристику. Рассматриваетс  один управл емый борт трактора 7. Импульсный элемент 4 преобразует сигнал датчика 3 в импульсный сигнал. Звено 5 задержки пропускает импульспый сигнал элемента 4 без изменени  начала импульса и задерживает его окончание на посто нный период времени T.S. Таким образом, длительность управл ющего сигнала, поступающего на сервопривод 6, равна; Т(1 Т4+ TS, где т - длительность управл ющего импульса элемента 3; 1-, - врем  задержки звена 4.

Сервопривод 6  вл етс  исполнительным механизмом контура 1 управлени . Он воздействует на вход 7 управлени .

Импульсный элемент 9 контура 8 са.мо- настройки соединен с вторым выходом импульсного элемента 4 и в момент окончани  времени паузы э, 1емента 4 вырабатывает импульсный сигпал посто нной длительности. Анализатор 10 представл ет собой трех- позиционпый элемент со значени ми; -1; 0; -1-1. Исполнительный элемент 1 1 может быть выполнен в виде реверсивного щагового двигател  или любого другого устройства, обеспечивающего соответствующую характеристику , папример вычислительного устройства , определ ющего длительность импульса э.темента 4 в соответствии с формулой:

иm

Т4 V дг-- У

(-1

AT,

где Лт - посто нный период времени, определ ющий таг пастройки; п - количество сигналов, поступаю- пщх от анализатора И) па эле.мент 1 I с но;1ожите,;1ьны.м знаком; m-количество сигналов, поступающих от анализатора 10 на э.темент 1 1 с отрицательным знаком. Элемент 1 1 соединен с подстроечным органом (не ноказап) 7 управлени . Звено 13 задержки задерживает начало прохождени  импульсного сигнала 4 на посто нное врем  Т|.-. Таким образом, длительность управл ющего имнульсного сигнала, поступаюп 1его па дополнительный сервопривод 14, опреде.т етс  выражением:

т 14 Т.1 TI;J .

Задержка окончани  действи  имнульсного сигнала элемента 4 в контуре 1 унрав- лени  звеном 5 и задержка начала прохождени  импульсного сигнала элемента 4 звеном 13 задержки обеспечивает необходимую последовательность срабатывани  сервоприводов 6 и 14. Сначала включаетс  сервопривод 6, затем в случае, если длительность Т4 становитс  больще тьз, срабатывает сервопривод 14. В момент окончани  действи  унравл юнхего импульса сначала

отключаетс  сервопривод 14, а затем - сервопривод 6.

Втора  дополнительна  цепь 15 содержит звено 16 задержки и исполнительный элемент 17. Звено 16 задержки представл ет собой реле времени. Входом звена 16  вл етс  выход звена 4. При поступлении сигнала с импульсного элемента 4 на звено 16 выполн етс  операци 

Т4 Т|6 Ti7,

где Т4 - длительность и.мпульса элемента 4;

Ti6 -л лительность времени задержки звена 16;

Ti7-входной сигнал исполнительного механизма 17.

Сигнал Т|7 может иметь положительное и отрицательное значени . Если Т4 TIB. то Ti7 имеет положительное значение, если 16, то Ti7 имеет отрицательное значение.

Исполнительный .механизм 17 может быть выполнен в виде реверсивного шагового двигател , срабатывающего при поступлении на его вход сигнала Т|7. При положительном Ti7 исполнительный механизм 17 перемещает выходной орган (вал, рейку) в одну сторону, а при отрицательном Т|7- в другую сторону. Вместо шагового привода могут быть применены и другие виды приводов , как, например, электрические, так и гидравлические с пропорциональным пере- .мещением выходного вала или рейки в заВИСИ .МОСТИ от Ti7.

Выход элемента 17 представл ет собой упор, перемещаемый валом или рейкой, и измен ет предельную величину пере.меще- ни  выходного штока сервопривода 6, за счет чего измен етс  степень воздействи  сервопривода 6 на механизм поворота трактора 7. При увеличении угловой скорости поворота трактора 7 выходной сигнал элемента 17 (упор) уменьшает величину перемещени  штока сервопривода 6, а при уменьшении угловой скорости поворота увеличивает это перемещение.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При нормальной скорости поворота трактора 7, например, при достаточно большом усилии на крюке система работает как самонастраивающа с , так как величина Т4 мала, меньше Т|з и равна Tie, поэтому сигнал на сервопривод 14 не проходит или его длительности недостаточно дл  срабатывани  сервопривбда 14. Кроме того, так как Т4 Ti6. сигнал на элемент 17 не проходит и он остаетс  в одном положении. В этом случае сигнал от чувствительного элемента 2 через элементы 2-6 поступает на трактор 7.

0

5

0

5

0

5

0

5

Происходит управление трактором 7 при посто нном значении f,элемента 4. При уменьшении угловой скорости поворота трактора 7 (случай, когда выходной cnrna,i элемента 17 равен нулю и ход штока сервопривода 6 происходит на полную величину) начинает увеличиватьс  значение т.|, за счет срабатывани  контура 8 самонастройки. Когда величина Т4 возрастает до такой степени , что его длительность станет больше времени запаздывани  С,, звена 13 задержки в работу подключаетс  дополнительный сервопривод 14, который начинает действовать на остановочный тормоз (другой вход) объекта 7 управлени , увеличива  угловую скорость поворота трактора. Трактор 7 начинает управл тьс , кроме контура 1 управлени , еще и дополнительной цепью 12, состо щей из элементов 13 и 14. Б этом случае положение механизма 17 не измен етс , так как он находитс  в предельном состо нии по отношению к сигналу Ti7 и ход П1тока сервопривода 6 не измен етс , а увеличени.е скорости поворота за счет подключени  дополнительной цепи 12 не превышает значений , при которых начинает срабатывать втора  дополнительна  цепь 15.

Если будет происходить увеличение угловой скорости поворота выше предельного значени  (дополнительна  цепь 12. состо ща  из элементов 13 и 14, отключена ввиду того, что т, меньше значенш , необходимых дл  ее срабатывани ), то сигна.ч будет подаватьс  на элемент 17 со знаком, обеспечивающим перемепхение вЬ)1хода элемепта 17 в сторону уменьп1ени  хода П1тока сервопривода 6, за счет этого ограничиваетс  нарастание угловой скорости поворота трактора 7, а следовательно, будет уменьшатьс  разброс величины ошибки углового поворота трактора 7 при его поворотах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Самонастраиваюн1еес  устройство автоматического направлени  движени  трактора по авт. св. ,9 1230480, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества вождени  гусеничного трактора, устройство снабжено второй дополнительной цепью управлени , содержащей звено задержки и исполнительный механизм, соединенные пос, 1едо- вательно, при этом звено задержки соединено с выходом импульсного э,темента контура управлени , а исполнительный механизм св зан с выходом сервопривода контура управлени  посредством управл емого упора.

   -Л

   -4-аТ

   4

   Ti,f(n}

   -t

   п

   9

   t

   W

   LJ

   /

   с

   I .I

   J7/L

   ери г.2

   срие.З

   фа.Б

   Редактор Л. Лсжмина Заказ 1232/1

   Составитель С. Заруцкий

   Техред И. ВересКорректор Л. Зимокосов

   Тираж 630Подписное

   ре,. аз izjz. iТираж 630, nj,,,,u

   Гос дарственного комнтета ((.(. но делам нзобретеннй н открь I 13035. Л осква. Ж Зо, Раушска  наб., д. 4,5

   м нзобретеннй н открь наб., д. 4,5

   Ужго)()д, л. Проектна , 4