SU643831A1

SU643831A1 - Electrohydraulic drive control system

Info

Publication number: SU643831A1
Application number: SU762417537A
Authority: SU
Inventors: Юрий Владимирович Илюхин; Вячеслав Федорович Казмиренко; Николай Николаевич Кокошкин; Александр Родионович Меркушев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1658; Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана
Priority date: 1976-11-03
Filing date: 1976-11-03
Publication date: 1979-01-25

Description

II

. Изобретение относитс к области автоматического управлени и может быть испопьаовано в силовых электрогвдравпических след щих приводах (ЗГСП) объемного управпени широкого назначени , иапркмер. машиностроительных, получающих энергию от автономных приводных двигателей ограниченной мощности.. The invention relates to the field of automatic control and can be used in power electrovravic servo drives (UGSP) of general-purpose volume control, actuator. machine-building, receiving energy from autonomous drive engines of limited power.

Преимущественна обпасть применени - ЭГСП автономных объектов с жес кими ограничени ми к потребл емой MOIU ности, весу и габаритам привода. Примером применени могут служить ЭГСП станков, роботов, манипул торов, передвижных автономных установок, получающих энергию от источников энергии, например систем электрического питани (СЭП) или приводных двигателей ограниченной мощностиThe advantage is to use EGSPs of autonomous objects with severe restrictions to the MOIU consumed, weight and dimensions of the drive. An example of an application is EGSP machines, robots, manipulators, mobile autonomous installations that receive energy from energy sources, such as electrical power systems (EPS) or limited-capacity drive motors.

Известны ЭГСП, содержащие механизм управпени , регулируемый объемный гидронасос, св занный с исполнительным гидромотором силовыми гидавлическими магистрал ми, к которым одкшоюа датчик п епада давлени yLj,,EGSPs are known that contain a control mechanism, an adjustable hydraulic pump connected to an executive hydraulic motor by hydraulic hydraulic lines to which there is a pressure transducer yLj,

Известные ЭГСП имеют прквоашае двигатепи(ПД), мощность которых выбираетс в со ответствии с возможным максимальным знаюнием мощности гидропривода . Эта максимальН 1Я мощность ПД используетс относительно редко . только в переходных процессах при больших рассогласовани х, но из-за ограниченной перегрузочной способности обуславливает завышение установленной мощности приводного даигател и перегруз- ку СЭП, В процессе слежени обычно необходимо обеспечить либр максимальные скорости исполнительного механизма при средних значени х момента, либо максимальные моменты при малых скорост х движени исполнительной оси. При этом ПД, позвол ющий получить указанные режимы работы ЭГСГ1, развивает мощность значительно меньтиё установленной предельной, соответствующей с учетом перегрузки одновременному действию развиваемых гидроприводом максимальных скоростей и моментов слежени .Known EGSP have the right engine (PD), the power of which is chosen in accordance with the possible maximum knowledge of the power of the hydraulic drive. This maximum 1st power PD is used relatively rarely. only in transients at large mismatches, but due to the limited overload capacity causes the drive unit to over-set the installed power and over-load the ESA. During the tracking process, it is usually necessary to ensure the libr maximum speeds of the actuator at medium values of torque, or maximum moments at small speeds of the executive axis. At the same time, the PD, which allows to obtain the specified operating modes of the EGSG1, develops a power much smaller than the established limit, which, taking into account the overload, corresponds to the simultaneous action of the maximum speeds and tracking moments developed by the hydraulic actuator.

В р де случаев пред вп ют с требовани по жестким ограничени м, наложенным на потребл емую от источника энергии или ПД мощность.In a number of cases, they are preceded by strict restrictions imposed on the power consumed from the energy source or PD.

Однако указанные ЭГСП не содержат специальных св зей, обеспечивающих ограничение потребл емой от источника энергии мощности, что приводит к неоправданному завышению. габаритно-весовых данных ЭГСП в цепом, а в от дельных случа х и к функциональным отказам. Это вл етс существенным недостатком рассматриваемых ЭГСП автономных устройств и объектов с ограниченной мощностью источников энергии.However, these EGSPs do not contain special links that limit the power consumed from the energy source, which leads to an unjustified overestimation. overall weight of EGSP in a chain, and in some cases to functional failures. This is a significant disadvantage of self-contained devices and objects with limited power sources of energy.

Наиболее близка к изобретению, по своей технической сущности извест ш система управпени - эпектрогидравшиеским прийодЪм 2д, содержаща механизм управлени , выход которого соединен с регулируемым объемным гидронасосом , св занным с исполнительным гидромотором силовыми гидравлическими магистрал ми, к которым подключен перепада -даЬлени , и приводной двигатель, вал которого соединен с валом регулируемого объекгаогЬ гидронасо са.Closest to the invention, by its technical nature, the known control system is an ejector-hydraulic expansion 2d, which contains a control mechanism, the output of which is connected to an adjustable hydraulic pump connected to the executive hydraulic motor of the power hydraulic lines to which the differential differential is connected, and the drive motor , the shaft of which is connected to the shaft of the adjustable hydraulic pump.

Эта система при использовании ее в ЭГСП с ограничением по потребл емой мощности, имеет следующие недостаткиThis system, when used in an EGSP with limited power consumption, has the following disadvantages

-мал диапазон ограничени (отно шение предельной мощности гидропривода к развиваемой мошности проводного двигател , который не может быть большим из-за линейного характера обрат;Ной св зи при ограничении - a small range of limitation (the ratio of the limiting power of the hydraulic drive to the developed power of a wired motor, which cannot be large due to the linear nature of the reverse; Noah's connection when limiting

-погрещность ограничени веникадаже в статических режимах, так как схема не позвол ет осуществить ограничени по произведению координат5-Featability of a limitation in a static mode in the static modes, since the scheme does not allow to carry out restrictions on the product of coordinates5

-уровень ограничени в данной схеме не может быть изменен в процессе работы ЭГСП при изменении скорости вра шенй прик)дного вала насоса;- the level of restriction in this scheme cannot be changed during the operation of the EGSP with a change in the speed of the rotary shaft of the pump;

- невозможен переход с. одного уровн ограничени на другой при работе ЭГСП как в различных режимах работы, так и при применении разных приводтмх двигаЗРелей в комбинированных энергетических установках ЭГСП автономных объектов.- impossible to go with. one level of restriction to another when operating EGSPs both in different operating modes and when using different drives of motors in combined power plants of EGSPs of autonomous objects.

Все эти частные недостатки привод т к основному: бопьшно веса, габариты и потребл ема мощность привода.All these particular shortcomings lead to the main point: the weight, dimensions and power consumption of the drive are very large.

Цель изобретени - упрощение привода и уменьщение потребл емой мощности ;привода.The purpose of the invention is to simplify the drive and reduce the power consumption;

Эта цель достигаетс тем, что система содержит датчик положени механизма управлени , датчик скорости приводного двигател , блок перекпючени , блок сравнени , репейный элемент и блок умножени , соответствующие входы которого подключены к выходам датчиков перепада давлени , положени ме ханизма управлени и скорости вала приводного двигател , выход через блок сравнени и релейный Элемент соединен -с управл ющим входом блока переключени , другой вход которого св зан со входом системь, а выход соединен со входом механизма управлени .This objective is achieved in that the system comprises a position sensor of the control mechanism, a speed sensor of a driving motor, a switch unit, a comparison unit, a burdock element and a multiplication unit, the corresponding inputs of which are connected to the outputs of the differential pressure sensors, the position of the drive engine, the output through the comparator unit and the relay element is connected to the control input of the switching unit, the other input of which is connected to the system input, and the output is connected to the input of the control mechanism.

На чертеже представлена блок-схема системы управлени электрогидравли- ческим приводом. Она содержит блок переключени 1, механизм управлени The drawing shows a block diagram of an electro-hydraulic drive control system. It contains a switching unit 1, the control mechanism

2,регулируемый объемный гидронасос2, adjustable volume hydraulic pump

3,исполнительный гидромотор 4, приводной двигатель 5, датчик 6 перепада давлени , датчик 7 скорости приводного двигател 7, датчик 8 положени механизма управлени блок умножени 9, блок сравнени 10 и релейный элемент 11,3, an actuating motor 4, a driving motor 5, a differential pressure sensor 6, a driving motor speed sensor 7, a control mechanism position sensor 8, a multiplication unit 9, a comparison unit 10, and a relay element 11,

На чертеже обозначены:In the drawing indicated:

Кд сигнал, пропорциональный заданному уровню ограничени мощности, потребл емой от источника энергии;A cd signal proportional to the predetermined level of power limitation consumed from the energy source;

IJ - ,текущее значение мощности, развиваемой в гидроприводе;IJ -, the current value of the power developed in the hydraulic drive;

f скорость приводного двигател ;f speed of the drive engine;

11й угол поворота регулирующего органа насоса;..11th angle of rotation of the regulator of the pump; ..

up - разность давленй в силовых по лост х гидронасоса, . .up - pressure difference in the power fields of the hydraulic pump,. .

В этой схеменелинейную пороговуюобратную св зь образуют блок умножени 9, блок сравнени 10, релейный элемент 11, управл ющие работой блока переключен 1Я 1.In this circuit, the linear feedback is formed by a multiplication unit 9, a comparison unit 10, a relay element 11 controlling the operation of the unit switched 1 to 1.

.Система управлени ЭГСП работает следующим образом. На один из входсв блока 1 переключени подаетс нормальный сигнал управлени V , опредеп е мый ощибкой ЭГСП, а на другой - нулевой сигнал, что условно изображено на схеме в виде заземпени одного из входов блока переключени 1,The EGSP control system works as follows. A normal control signal V, determined by the EHD error, is fed to one of the inputs of switching unit 1, and a zero signal to the other, which is conventionally shown in the diagram as a copy of one of the inputs of switching unit 1,

Блок перемножени 9 служит дл непрерывного вычислени текущего значени мощности У , потребл емой ЭГСП от приводного дькгател 5, Действитепьно , мощность воздействи гидропривода на приводной двигатель равнаThe multiplication unit 9 serves to continuously calculate the current value of the power Y consumed by the EHDF from the driving gear 5. Actually, the power of the hydraulic drive acting on the driving motor is

. Ы дри,. S dri

где К - размертш й коэффициент, Еспи потребл ема мощность не превышает допустимую мощность Hg, то вы ходной сигнал сумматора бпока сравке ни 10 не приводит к срабатыванию репейного элемента 11 и, следовательно, блока перекпючени 1. Таким образом, на вход механизма управнени 2 поступет сигнал, и ЭГСП функционирует образом.where K is the size factor, If the consumed power does not exceed the permissible power Hg, then the output signal of the adder by comparison not 10 does not trigger the burdock element 11 and, therefore, the switch unit 1. Thus, the input of the control mechanism 2 is received signal, and EGSP functions in a manner.

В случае, когда потребл ема ЭГСП мощность N становитс больше заданчного допустимого уровн Kg, блок сравнени 10 и релейный . эггемент 11 выра батывают сигнал, привод щий к срабать - ванию блока переключени 1, и на вход механизма управлени поступает нулевой сигнал. Это приводит к тому, что регулирующий орган насоса начинает движение к нейтральному положению и соответствующему уменьшению потребл емой мощности. Как только потребл ема мощность станет меньше допустимой , подключаетс сигнал . и, если затем мощность превысит разрешенный уровень, снова происходит переключение схеьлы управлений ЭГСП на нулевой входной сигнал, и процедура:. повтор етс . Средн составл юща колебаний на входе механизма управле- ни , передаваема на регулирующий ор ган насоса, соответствует такому его положению, при котором потребл ема мощность равна допустимой. Эти колебани регулирующего органа насоса мало амплитуды и высокой частоты вл ютс результатом работы введенной в ЭГСП нелинейной корректирующей св зи. Колебани прекрат тс , когда в тате обработки рассогласовани cnrHanV уменьшитс до величины, не вызывающей превыщени допустимой величины .потребл емой мощности. Далыдайшее функционирование ЭГСП происходит обычным образом. В результате осуществл ес ограничение потребл емой ЭГСП мощности ПД,In the case when the power consumed by the EHG N becomes greater than the predetermined permissible level Kg, the comparison unit 10 and the relay one. The trigger 11 generates a signal leading to the triggering of the switching unit 1, and a zero signal arrives at the input of the control mechanism. This leads to the fact that the regulator of the pump begins to move to the neutral position and a corresponding decrease in power consumption. As soon as the consumed power becomes less acceptable, the signal is connected. and, if then the power exceeds the permitted level, the circuit of the EHGs control is again switched to the zero input signal, and the procedure :. repeats. The average component of oscillations at the input of the control mechanism, transmitted to the regulating body of the pump, corresponds to a position in which the power consumption is equal to the permissible one. These oscillations of the regulator of the pump of low amplitude and high frequency are the result of the work of the nonlinear corrective link introduced into the EGSP. The oscillations cease when, in the treatment of the mismatch processing, cnrHanV is reduced to a value that does not cause an excess of the permissible value of the power consumption. The continuous operation of the EGSP occurs in the usual way. As a result, the power consumption of the PD was limited,

Сущность изобретени Подтверждаем с проверкой модели ЭГСП на ЦВМ, а также при экспериментальном исследова« НИИ реального ЭГСП, В частности, при исследовании наЦВМ установлено, что ЭГСП, силова часть которого имеет предельную мощность 109 квт, нормаль ПО работает, удовлетвор заданным техническим требовани м, при наличии приводного двигател мощностыо всего 30 КВТ. Реализаци такого ЭГСП в уопови к автономного объекта позволит существенно .снизить вес и объем аппаратуры ИСТОЧНИКОВ энергии.The invention is confirmed by checking the model EGSP on a digital computer, as well as an experimental study of the Research Institute of Real EGSP, In particular, in the study of digital computer it was found that EGSP, the power part of which has a maximum power of 109 kW, the normal software works, meets the specified technical requirements in the presence of a drive motor power of only 30 KW. The implementation of such an EGSP in wake-up to an autonomous object will significantly reduce the weight and volume of the equipment of the SOURCES of energy.

Применение описанной системы управлени позволит ограничить потребл емую от источника мощность, исключить функциональные откаэы по причине превьпиени заданного уровн потребл емой мощности, повысить КПД приводного двигател и, таким образом, снизить вес и объем силовой аппаратуры ЭГСП в цепом.The use of the described control system will allow limiting the power consumed from the source, eliminating functional failures due to exceeding the set power consumption level, increasing the efficiency of the drive engine and, thus, reducing the weight and volume of the power equipment of the EGSP in the circuit.

Claims

Invention Formula

An electrohydraulic drive control system comprising a control mechanism, the output of which is connected to a regulated hydraulic pump connected to a VPS of a hydraulic motor with power hydraulic lines to which a differential pressure sensor is connected, and a drive motor whose shaft is connected to a shaft of an adjustable hydraulic pump, that, with a chain of simplification and reduction and power consumption of the drive, it contains the position sensors of the control mechanism, the speed sensor of the drive motor the body, the switching unit, the comparison knob, the relay element and the multiplication unit, the corresponding inputs of which are connected to the outputs of the differential pressure sensors, the position of the control mechanism to the speed of the drive motor shaft, the output through the comparison unit and the relay element are connected to the control input of the switching unit, another input is connected to the system input, and the code is connected to the input of the control mechanism.

Sources of information taken into account in the examination:

1, Electrohydraulic trailing drive, ed. E. A. Khokhlova, Mechanical Engineering, M ", 1971. p. 287-307.

2, Kulagin A., V. Demidov Yu., S., Prokofiev V., N., Kondakov L. A. - Fundamentals of the theory and design of volumetric hydraulic transmissions. Higher school, M., 1968, p. 33-36.