SU1604182A1 - Устройство управлени угловым ускорением в системе автовождени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению, в частности к устройствам автовождени  гусеничных тракторов. Цель изобретени  - повышение качества работы контура управлени  угловым ускорением. Устройство содержит основной контур управлени  и контур управлени  угловым ускорением. Основной контур управлени  содержит соединенные последовательно чувствительный элемент 1, датчик 2, элемент 3 формировани  алгоритма управлени , сервопривод 4 и трактор 5. Контур управлени  угловым ускорением содержит соединенные последовательно датчик 11 положени , реле 12 времени, привод 13 возврата, трехпозиционный анализатор 9 и реверсивный привод 10. Выход реверсивного привода 10 соединен с вторым входом сервопривода 4. Вход датчика 11 положени  соединен с выходом сервопривода 4. Второй выход реле 12 времени соединен с вторым входом трехпозиционного анализатора. Положительный эффект достигаетс  за счет того, что устройство снабжено звеном 7 двойного дифференцировани . Звено 7 двойного дифференцировани  соединено выходом с третьим входом трехпозиционного анализатора 9 через исполнительный элемент 8. Вход звена 7 соединен через управл емый ключ 6 с выходами датчика 2 и элемента 3 формировани  алгоритма управлени . Повышение качества работы контура управлени  угловым ускорением достигаетс  за счет повышени  помехозащищенности устройства. Помехозащищенность обеспечиваетс  введением в схему устройства звена 7 двойного дифференцировани  и управл емого ключа 6. Последний осуществл ет подачу сигнала на трехпозиционный анализатор 9 только в момент подачи управл ющего сигнала на сервопривод 4. 2 ил.

Description

:rrdlJ±rlI

фае. /.

Изобретенме относитс  s сельскохоз йственному машмностробкию, в частности к устройствам автовождени  гусеничных тракторов.

Цель изобратени  повышение качества работы контура управлени  угловым ускорением .

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг 2 - конструктивна  схема трехпозиционного анализатора с испол- нительным элементом и приводом возврата.

Устройство управлени  угловым ускорением в системе автовождени  состоит ыз основного контура управлени  и контура управлени  угловым ускорением. Основной контур управлени  состоит из чувствительного элемента 1, датчика 2, элемента 3 фор- мировани  алгоритма управлени , сервопривода 4 и трактора 5. Контур управлени  угловым ускорением состоит из управл емого ключа 6, звена 7 двойного дифференцировани , мсполнительного элемента 8. трехпозиционного анализатора 9, реверсивного привода 10, датчика 11 положени  сервопривода 4. реле 12 времени, привода 13 возврата. Трехпозиционный анализатор 9 содержит неподвижный контакт 14, изол ционную вставку 15, второй контакт 16 и подвижный контакт 17, Элементы 1-5 соединены последовательно и охвачены обратной св зью между трактором 5 и входом чувствительного элемента 1. Элементы 6-10 соединены последовательно , входом элемента 6  вл етс  выход элемента 2, вторым входом элемента 6  вл етс  выход элемента 3. Выход элерлента 10 соединен с вторым входом элемента 4, Элементы 11-13 соединены последовательно . Вход элемента 11 соединен с выходом элемента 4. Выход элемента 13 соединен с вторым входом элемента 9. Второй выход элемента 12 соединен с третьим входом элемента 9.

Элемент 1 выполнен в виде чувствительного элемента любой конструкции: копира , индукционного, фотооптического м т.д. Его назначение - регистрировать отклонени  трактора 5 от базовой линии борозды, р дка растений, провода с током и т.д. Элемент 2 выполнен в виде датчика любой конструкции и предназначен дл  подачи команды на элемент 3 формировани  алгоритма управлени . Элемент 3 предназначен дл  преобразовани  сигнала датчика 2 во временной импульс Ти . В качестве его может быть применено импульсное устройство любой конструкции.

Сервопривод 4 состоит из гидроэлект- розолотникового устройства и гидроцилиндра . Выходом сервопривода 4  вл етс  ход штока гидроцилиндра, который св зан с механизмом поворота трактора 5,

При помощи дроссел  регулируемого сечени , установленного в сливном трубопроводе сервопривода 4, осуществл ют регулирование скорости перемещени  штока

сервопривода 4 при возврате. При увеличении сечени  дроссел  скорость увеличива- етс , а при уменьшении сечени  уменьшаетс .

Выход сервопривода 4 соединен с рычагом управлени  направлением движени  трактора 5. При увеличении скорости возврата штока сервопривода 4 (увеличение сечени  дроссел ) угловое ускорение трактора при завершении поворота увеличиваетс , а

при уменьшении скорости возврата штока уменьшаетс .

Управл емый ключ 6 выполнен, например , в виде электромагнитного реле, с задержкой времени Гз на отключение,

обмотка которого представл ет второй вход и соедин етс  с выходом элемента 3. Первым входом элемента 6  вл етс  сигнал, поступающий с элемента 2 на неподвижный нормально разомкнутый контакт реле, а вы

ходом элемента 6  вл етс  сигнал, снимаемый с подвижного нормально разомкнутого контакта реле. Во врем  поступлени  управл ющего сигнала Гц с элемента 3 на сервопривод 4 происходит замыкание нормально

разомкнутых его контактов и сигнал от элемента 2 поступает на вход элемента 7. После окончани  сигнала Ги элемента 3 и окончани  времени Гз задержки элемента 6 нор- адально разомкнутые контакты элемента 6

размыкаютс  и сигнал от элемента 2 не про- ходит на элемент 7. Элемент 6 может быть выполнен и в виде полупроводникового реле , Врем  задержки Гз элемента 6 при отключении принимаетс  равным времени

окончани  реакции трактора 5 на управл ющий сигнал ТиЭле; ент 7 выполнен в виде двух последовательно соединенных электрических дифференцирующих звеньев. Он обеспечи

вает на выходе сигнал Ги с учетом времени задержки ъ з ключа 6, функционально завис щий от углового ускорени  трактора 5 за счет того, что в указанный период изменение сигнала на выходе элемента 1 зависит в основном от переходного процесса трактора 5. Выходной сигнал элемента 1 преобразуетс  элементом 2 в электрический пропорциональный сигнал и дважды дифференцируетс  элементом 7,

Исполнительный элемент 8 выполнен в виде электромагнита с подпружиненным сердечником. Перемещение сердечника пропорционально величине сигнала на выходе элемента 7, т.е. пропорционально ус- корению трактора 5.

ТрехпозиционныР анализатор 9 выполнен в вмде напрайл{;ю1цей и подвижного контакта 17. Направл юща  содержит неподвижный контакт 14. изол ционную вставку 15 и второй контакт 16. Подвижный контакт 17 может перемещатьс  вдоль направл ющей и оставатьс  в фиксированном положении. Анализатор 9 обеспечивает трехпозиционную характеристику, анало- гичную характеристике реле с зоной нечувствительности со значени ми + 1, О, -1. Перемещение контакта 17 по направл ющей обеспечиваетс  исполнительным элементом 8 и приводом 13 возврата.

Реверсивный привод 10 представл ет собой привод с характеристикой, соответствующей характеристике т гового двигател , Выходной орган реверсивного привода 10 св зан с регулирующим органом дроссел  сервопривода 4. Датчик 11 положени  сервопривода выполнен в виде концевого выключател , контакт которого замыкаетс , когда шток сервопривода 4 занимает исходное положение, и размыкаетс  при начале рабочего хода сервопривода 4.

Реле 12 времени выполнено на основе реле времени любой конструкции. Оно вырабатывает импульс опроса Го , который через второй выход элемента 12 поступает на третий вход элемента 9. Кроме того реле 12 времени после окончани  имульса опроса TO вырабатывает импульс сброса Гс , который через первый выход реле 12 поступает на вход привода 13 возврата. Привод 13 возврата выполнен в виде электромагнита с подпружиненным сердечником. Перемещение его сердечника  вл етс  выходом элемента 13. Исполнительный элемент 8 и привод 13 возврата установлены таким об- разом, что их сердечники могут перемещать подвижный контакт 17 (фиг. 2).

Все элементы схемы могут быть выполнены по аналогии на основе бесконтактных электронных устройств.

Устройство работает следующим образом .

Основной контур управлени  трактором 5 производит его автовождение. При этом элемент 1 регистрирует отклонение от базы, элемент 2 преобразует сигнал элемента 1 в электрический сигнал и подает команду на элемент 3. Последний преобразует сигнал в управл ющий импульс Гц .

длительность которого определ етс  алгоритмом управлени , заложенного в элемент 3, Под действием управл ющего импульса шток сервопривода 4 перемещаетс  и воздействует на механизм поворота трактора 5. После прекращени  сигнала Гц шток сервопривода 4 возвращаетс  в исходное положение . Поворот трактора 5 прекращаетс . Так же система срабатывает при следующих отклонени х от базы. Происходит автоматическое вождение трактора.

Контур управлени  угловым ускорением работает следующим образом.

При каждом управл ющем сигнале Гц за счет сигнала элемента 3 происходит включение нормально разомкнутых контактов элемента 6 на врем , равное Ги Ч- Тз. В течение этого времени сигнал от элемента 2 через элемент 6 поступает на элемент 7, где он дважды дифференцируетс , в результате чего на его выходе формируетс  сигнал, про- порциональный угловому ускорению трактора 5. Этот сигнал подаетс  на исполнительный элемент 8, сердечник которого выдвигаетс  на величину, пропорциональную угловому ускорению трактора 5. и пере- мещает подвижный контакт 17 трехпозиционного анализатора 9. После уменьшени  углового ускорени  сердечник элемента 8 возвращаетс  в исходное положение , а подвижный контакт 17 остаетс  в положении, соответствующем максимальному угловому ускорению трактора 5. Подвижный контакт 17 может занимать положени  над элементами 14, 15 или 16. Если контакт 17 находитс  в зоне элемента 14, ускорение мало. Если контакт 17 находитс  а зоне элемента 15, то ускорение в норме. Если контакт 17 находитс  в зоне элемента 16, то ускорение больше нормы.

После возврата сервопривода 4 в исходное положение срабатывает датчик 11 положени , который подает сигнал на реле 12 времени. Оно вырабатывает импульс опроса Го , который подаетс  на третий вход трехпозиционного анализатора 9, Импульс опроса Го поступает на реверсивный привод 10, который измен ет сечение регулируемого дроссел , измен   тем самым величину скорости возврата штока сервопривода 4, т.е. измен   угловое ускорение тракто|эа 5 при следующих управл ющих импульсах и с элемента 3. Если контакт 17 находитс  над элементом 15, то сигнал Го не проходит на элемент 10 и угловое ускорение трактора 5 не изменитс .

После окончани  импульса Го реле 12 вырабатывает импульс Гс, который поступает на элемент 13 и сердечник последнего возвращает контакт 17 в исходное положение , наход щеес  в зоне элемента 14. Происходит управление угловым ускорением. При следующих управл ющих импульсах Ти весь цикл работы повтор етс  до тех пор, пока угловое ускорение не примет допустимого значени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство управлени  угловым ускорением в системе автовождени , содержащее основной контур управлени  с соединенными последовательно чувствительным элементом, датчиком, элементом формировани  алгоритма управлени , сервоприводом и объектом управлени , обратной св зью соединенным с чувствительным элементом, и контур управлени  угловым

   03иг.2

   ускорением с соединенными последовательно датчиком положени , реле времени с реверсивным приводом, трехпозицион- ным анализатором и реверсивным приводом , при этом датчик положени  св зан с выходом сервопривода, реле времени вторым выходом соединено с трехпозицион- ным анализатором, а реверсивный привод соединен с вторым входом сервопривода, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества работы контура управлени  угловым ускорением, последний снабжен последовательно соединенными управл емым ключом, звеном двойного дифференцировани  и исполнительным элементом, выход которого подключен к третьему входу трехпозиционно- го анализатора, при этом первый вход управл емого ключа соединен с выходом датчика, а второй -с выходом элемента формировани 

   алгоритма управлени .