CS276215B6

CS276215B6 - Circuit of electronic controller of pneumatic active vibration-damping system

Info

Publication number: CS276215B6
Application number: CS906746A
Authority: CS
Inventors: Juraj Ing Csc Stein; Marian Ing Csc Gajarsky
Original assignee: Ustav Materialov A Mechaniky S
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-04-15
Also published as: CS674690A3

Abstract

Zapojenie elektronického regulátora pneu- ' matickej aktívnej vibroizolačnej sústavy je určené na ochranu vodičov a operátorov před nepriaznivými účinkami vertikálnych vibrácií. Podstata zapojenia spočívá v tom, že signál zo snímača relatívnej výchylky prechádza cez integraěný obvod (10) a cez proporcionálno-derivačný obvod (11) na vstup (a) hlavného sumátora (15), na ktorého další vstup (c) sa privádza signál zo snímača zrýchlenia vertikálneho kmitania cez kaskádně spojený hornopriepustný filter (12), dolnopriepustný filter (13) a proporcionálno-integračný obvod (14), pričom nastavovací ovládač (5) statickej strednej polohy je připojený k tretiemu vstupu (6) hlavného sumátora (15) , pričom k výstupu (k) hlavného sumátora (15) sú připojené dve antiparalelne zapojené diody (16, 17), pričom prvá dioda (16) má zapojená katodu na vstup (f) prvého výstupného sumátora (18), ktorého výstup (m) je jedným výstupom (3) elektronického regulátora a druhá dioda (17) má zapojenú anodu na vstup (g) druhého sumátora (19), ktorého výstup (n) je druhým výstupom elektronického regulátora. Zapojenie elektronického regulátora'možno využit ako základný blok v pneumatickej aktívnej vibroizolačnej sústave na výrazné zniženie vibrácií pSsobiacich zo základu vibroizolačnej sústavy na břemeno alebo sediaceho operátora.Connecting the Electronic Tire Controller ' active vibroinsulation system is designed to protect drivers and operators adverse effects of vertical vibration. The essence of engagement lies in that the sensor signal is relative the deflection passes through the integrated circuit (10) and via a proportional-derivative circuit (11) to the main summator entry (a) (15) to which further inlet (c) is supplied a signal from the vertical acceleration sensor vibration through cascaded upper permeable filter (12), low-pass filter (13) and proportional-integration circuit (14), with the adjuster (5) static center position is connected to the third entry (6) of the main summator (15), leaving the (k) main summator (15) two antiparallel are attached connected diodes (16, 17), with the first diode (16) has a cathode connected to input (f) of the first output sumer (18) whose output (m) is one electronic output (3) the controller and the second diode (17) is connected an anode to input (g) a second summator (19) whose output (n) is the second output electronic controller. engagement an electronic controller may be used as a base block in pneumatic active vibroinsulation system for significant reduction vibrations acting on the base of vibroinsulation on a load or seat operator.

Description

Vynález sa týká zapojenia elektronického regulátora pneumatickej aktívnej vibroizolačnej sústavy.The invention relates to the connection of an electronic controller of a pneumatic active vibration isolation system.

Doteraz sú známe zapojenia elektronických regulátorov pre elektrohydraulické aktivně vibroizolačné sústavy, ktoré pracujú na kompenzačnom alebo spatnovazobnom principe. Nevýhodou týchto zapojení je to, že ich nemožno vo všeobecnosti použit na riadenie pneumatickej aktívnej vibroizolačnéj sústavy vzhladom na rozdielnosE pracovných médií a ich rozdielne fyzikálně vlastnosti. Ďalšou nevýhodou doterajších zapojení elektronických regulátorov je to, že neposkytujú dva riadiace elektrické signály potřebné na riadenie prietokových proporcionálnych elektropneumatických ventilov použitých na riadenie prietoku stlačeného vzduchu a akčného člena a do akčného člena (pneumatickej pružiny).Until now, the connections of electronic controllers for electrohydraulic active vibration isolation systems are known, which work on the compensating or feedback principle. The disadvantage of these circuits is that they cannot generally be used to control a pneumatically active vibration isolation system due to the differences in the working media and their different physical properties. Another disadvantage of the current wiring of electronic controllers is that they do not provide the two control electrical signals needed to control the flow proportional electropneumatic valves used to control the flow of compressed air and actuator and into the actuator (pneumatic spring).

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie elektronického regulátora pneumatickej aktívnej vibroizolačnéj sústavy so vstupom zo snímača relatívnej výchylky a so vstupom zo snímača zrýchlenia kmitania a s právě dvorní výstupmi na výkonové převodníky a s nastavovacím ovládačom statickéj strednej polohy podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že prvý vstup je spojený cez integračný a cez proporcionálno-derivačný obvod so vstupom hlavného sumátora, druhý vstup je spojený cez kaskádně spojený hornopriepustný filter, dólnopriepustný filter a proporcionálno-integračný obvod s vstupom hlavného sumátora, pričom nastavovací ovládač strednej polohy je připojený k vstupu hlavného sumátora a k výstupu hlavného sumátora sú připojené dve diody, pričom prvá dioda má zapojenú katodu na vstup prvného výstupného sumátora, ktorého výstup je prvým výstupem elektronického regulátora a druhá dioda má zapojenú anodu na vstup druhého výstupného sumátora, ktorého výstup je druhým výstupem elektronického regulátora.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the connection of an electronic controller of a pneumatic active vibration isolation system with an input from a relative deflection sensor and with an input from an oscillation acceleration sensor and just yard outputs to power converters via an integration and via a proportional-derivative circuit with a main summator input, the second input is connected via a cascaded high-pass filter, a low-pass filter and a proportional-integrated circuit with a main summator input, the middle position adjuster being connected to the main summator input and output two diodes are connected, the first diode having a cathode connected to the input of the first output summator, the output of which is the first output of the electronic controller and the second diode has an anode connected to the input of the second output summator, the output of which is the second output of the electronic controller. gulátor.

Výhodou zapojenia elektronického regulátora pre pneumatickú aktívnu vibroizolačnú sústavu je to, že je prisposobený pre použité pracovně médium a má dva výstupy, potřebné . pre riadenie prietoku stlačeného vzduchu do akčného člena a z akčného člena. Ďalšou jeho výhodou je to, že obsahuje obvod, ktorým sa zabraňuje neúmerne velkým výchylkám v pneumatickej aktívnej vibroizolačnéj sústave, ako aj nastavovací ovládač statickéj strednej polohy.The advantage of connecting an electronic controller for a pneumatically active vibration isolation system is that it is adapted to the working medium used and has the two outputs needed. for controlling the flow of compressed air to and from the actuator. Another advantage is that it comprises a circuit which prevents disproportionately large fluctuations in the pneumatically active vibration isolation system, as well as a setting control for the static middle position.

Na pripojenej schéme je znázorněný příklad zapojenia elektronického regulátora pre pneumatickú aktívnu vibroizolačnú sústavu.The attached diagram shows an example of the connection of an electronic controller for a pneumatically active vibration isolation system.

Prvý vstup £ zo snímača relatívnej výchylky je spojený cez integračný obvod 10 a cez proporcionálno-derivačný obvod 11 so vstupom a hlavného sumátora £5. Druhý vstup £ zo snímača zrýchlenia kmitania, je spojený cez kaskádně spojený hornopriepustný filter 12, dolnopriepustný filter 13 a proporcionálno-integračný obvod 14 so vstupom c hlavného sumátora 15 a nastavovací ovládač £ statickej strednej polohy je připojený k vstupu b hlavného sumátora £5. K výstupu k hlavného sumátora 15 sú připojené dve diody £6, 17, pričom prvá dioda 16 má zapojenú katodu na vstup £ prvého výstupného sumátora £8, ktorého výstup m je prvým výstupem £ elektronického regulátora a druhá dioda 17 má zapojenú anodu na vstup £ druhého výstupného sumátora £9, ktorého výstup n je druhým výstupom £ elektronického regulátora. K výstupu g integračného obvodu 10 je připojený detektor 22 maximálněj výchylky, nastavenéj potenciometrom 24, ktorého logický výstup t je spojený so vstupom h druhého výstupného sumátora 19 a k výstupu g integračného obvodu 10 je připojený detektor 21 minimálnej výchylky, nastavenej potenciometrom 23, ktorého negovaný logický výstup g je spojený se vstupom e prvého výstupného sumátora £8. Naviac je k vstupu d prvého výstupného sumátora 18 připojený potenciometer £ připojený k zdrojů kladného jednosměrného napatia a k vstupu i druhého výstupného sumátora 19 připojený potenciometer 34 připojený k zdrojů záporného jednosměrného napatia a v ostatných vstupoch e, f, g, h oboch výstupných sumátorov £8, 19 a vo vstupoch a, c hlavného sumátora 15 sú zaradené potenciometre ££, 27, £8, 3£, 25, 26. 'The first input £ from the relative deflection sensor is connected via the integration circuit 10 and via the proportional-derivative circuit 11 to the input and the main summer £ 5. The second input 6 from the vibration acceleration sensor is connected via a cascaded high-pass filter 12, a low-pass filter 13 and a proportional-integration circuit 14 with the input c of the main sump 15 and a static middle position control knob 5 is connected to the input b of the main sump £ 5. Two diodes £ 6, 17 are connected to the output of the main sump 15, the first diode 16 having a cathode connected to the input £ of the first output sump £ 8, the output m of which is the first output £ of the electronic controller and the second diode 17 has an anode connected to the input £. a second output summer £ 9, the output n of which is the second output £ of the electronic controller. Connected to the output g of the integration circuit 10 is a maximum deflection detector 22 set by potentiometer 24, the logic output t of which is connected to input h of the second output sump 19, and to output g of integration circuit 10 is connected to a minimum deflection detector 21 set by potentiometer 23. the output g is connected to the input e of the first output summ £ 8. In addition, a potentiometer £ is connected to the input d of the first output sump 18 connected to the positive DC voltage sources and a potentiometer 34 is connected to the input d of the second output sump 19 to the negative DC voltage sources and to the other inputs e, f, g, h of both output summers £ 8. 19 and potentiometers ££, 27, £ 8, 3 £, 25, 26 are included in the inputs a, c of the main sump 15.

Očelom zapojenia elektronického regulátora pneumatickej aktívnej vibroizolačnéj sústavy í^e vytváraE elektrické signály na výstupoch £, £ pre akčné členy pneumatickej aktívnejSteels involvement electronic pneumatic regulator active vibration control system s ^e generated electrical signals at the outputs of £, £ to active pneumatic actuators

CS 276215 B6 2 vibroizolačnej sústavy zo signálu zodpovedajúcemu vertikálnemu zrýchleniu kmitania, přivedenému na druhý vstup £ a zo signálu zodpovedajúcemu relativnéj výchylke, přivedenému na prvý vstup £ elektronického regulátora. Signál zo snímača zrýchlenia kmitania, přivedený na druhý vstup £, sa zbaví najprv v hornopriepustnom filtri 12 jednosmernej zložky, sposobenej driftom a nestabilitou nuly predošlých členov retazca a v dolnopriepustnom filtri 13 sa zbaví zložiek s vysšou frekvenciou a brumu. Takto frekvenčně obmedzený signál postupuje Sálej na proporcionálno-integračný obvod 14, na kterého výstupe dostáváme signál, ktorý je kombináciou vertikálneho zrýchlenia vibrácií a jeho integrálu. Tento signál po úpravě amplitúdy potenciometrom 26 postupuje na vstup c hlavného sumátora £5. Zo signálu zo snímača relativnéj výchylky, ktorý je přivedený na prvý vstup £ sa v integračnom obvode 10 s velmi nízkou medznou frekvenciou odfiltruje striedavá zložka a ostane len signál zodpovedajúci okamžitej strednej polohe pneumatickej aktívnej vibroizolačnej sústavy. Takto upravený signál postupuje Sálej na proporcionálno-derivačný obvod 11, na ktorého výstupe dostáváme signál, ktorý je kombináciou strednej polohy a jej derivácie. Tento signál po úpravě amplitúdy potenciometrom 25 postupuje na vstup c hlavného sumátora 15. Na vstup b hlavného sumátora 15 postupuje jednosměrná zložka, privádzaná z nastavovacieho ovládača 5, ktorou sa upravuje jednosměrná zložka na výstupe k hlavného sumátora 15 Na výstupe k hlavného sumátora 15 dostáváme riadiaci signál pre akčné členy pneumatickej aktívnej vibroizolačnej sústavy a to taký, že kladná polarita signálu na výstupe k zodpovedá napúštaniu stlačeného vzduchu do sústavy a záporná polarita signálu na výstupe k zodpovedá vypúštaniu stlačeného vzduchu zo sústavy. KeSže akčné členy sú riešené tak, že reagujú len na prúd kladnej polarity, je potřebné riadiaci signál z výstupu k hlavného sumátora £5 rozdělit podlá polarity do dvoch vetřev, napr. pomocou dvoch antiparalelne zapojených diod, 16, 17, jednotlivo zapojených na vstupy dvoch výstupných sumátorov £8, 19, pričom prvá dioda 16 je zapojená katodou na vstup £ prvého výstupného sumátora 18 (v neinvertujúcom zapojení) a teda na jeho výstupe m je kladný signál vtedy, ked je na výstupe k hlavného sumátora 15 signál s kladnou polaritou. Druhá dioda 17 je zapojená anodou na vstup 5 druhého výstupného sumátora 19 (v invertujúcom zapojení) a teda na jeho výstupe n je kladný signál vtedy, ked je na výstupe k hlavného sumátora 15 signál so zápornou polaritou. Velkost signálov na výstupech £, £ je upravená pomocou potenciometrov 27, 28, ich jednosměrná zložka je upravená pomocou potenciometrov £3, 34. Ak by vznikla neúmerne velká relativná výchylka v pneumatickej aktívnej vibroizolačnej sústave, mohli by sa překročit možnosti mechanického pohybu mechanizmu sústavy a mohlo by dojst k jej poškodeniu. Preto sú zaradené právě dva obvody ££ a ££ na sledovania povoleného rozsahu relatívnej výchylky v sústave, pričom tento povolený rozsah je nastavený potenciometrami 23, £4. Detektor 21 pre detekciu podkročenia minimálněj prípustnej relatívnej výchylky, nastavenej pomocou potenciometra 23 generuje v takomto případe na svojom negovanom logickom výstupe s^ signál s kladnou polaritou, ktorý sa privádza cez potenciometer 31 na vstup e prvého výstupného sumátora £8, čím sa na výstupe £ elektronického regulátora vytvoří kladný signál, ktorý vyvolá napúštanie stlačeného vzduchu do sústavy a tým sposobí zváčšovanie relatívnej výchylky. Ak dojde k prekročeniu maximálněj prípustnej relatívnej výchylky, nastavenej pomocou potenciometra 24, generuje detektor 22 na svojom logickom výstupe t kladný signál, ktorý sa privádza cez potenciometer 32 na vstup h druhého výstupného sumátora 19, čím sa na výstupe £ elektronického regulátora vytvoří kladný signál,ktorý vyvolá vypúštanie stlačeného vzduchu zo sústavy a tým sposobí zmenšovanie relatívnej výchylky. Takto sú elektronicko-pneumatickým spSsobom vytvořené akési dorazy, v rozmedzí ktorých može pósobit pneumatická aktívna vibroizolačná sústava bez nebezpečia poškodenia.CS 276215 B6 2 of the vibration isolation system from the signal corresponding to the vertical vibration acceleration applied to the second input £ and from the signal corresponding to the relative deflection applied to the first input £ of the electronic controller. The signal from the vibration acceleration sensor fed to the second input 6 is first freed of the high-pass filter 12 caused by the drift and zero instability of the previous chain members and the low-pass filter 13 is freed of higher frequency and hum components. Thus, the frequency-limited signal passes Sale to the proportional-integration circuit 14, at the output of which we receive a signal which is a combination of the vertical acceleration of the vibrations and its integral. This signal, after adjusting the amplitude by potentiometer 26, proceeds to the input c of the main sump £ 5. From the signal from the relative deflection sensor, which is fed to the first input 6, the alternating component is filtered out in the integration circuit 10 with a very low cut-off frequency, leaving only the signal corresponding to the instantaneous middle position of the pneumatically active vibration isolation system. The signal thus adjusted proceeds Sálej to the proportional-derivative circuit 11, at the output of which we receive a signal which is a combination of the middle position and its derivative. This signal, after adjusting the amplitude by the potentiometer 25, proceeds to the input c of the main summit 15. A one-way component, fed from the setting knob 5, proceeds to the input b of the main summit 15, which adjusts the DC component at the output to the main summit 15 a signal for the actuators of the pneumatic active vibration isolation system, such that the positive polarity of the output signal k corresponds to the supply of compressed air to the system and the negative polarity of the output signal k corresponds to the discharge of compressed air from the system. Since the actuators are designed to respond only to the current of positive polarity, it is necessary to divide the control signal from the output to the main summer £ 5 according to polarity into two winds, e.g. by means of two antiparallel connected diodes, 16, 17, individually connected to the inputs of two output summers £ 8, 19, the first diode 16 being connected by a cathode to the input £ of the first output sump 18 (in non-inverting circuit) and thus at its output m there is a positive signal when a signal with a positive polarity is output to the main sump 15. The second diode 17 is connected by an anode to the input 5 of the second output sump 19 (in the inverting circuit) and thus its output n has a positive signal when there is a signal with negative polarity at the output to the main sump 15. The magnitude of the signals at the outputs £, £ is adjusted by potentiometers 27, 28, their unidirectional component is adjusted by potentiometers £ 3, 34. If a disproportionately large relative deflection occurs in the pneumatically active vibration isolation system, the mechanical movement it could be damaged. Therefore, exactly two circuits ££ and ££ are included for monitoring the permissible range of relative deviation in the system, this permissible range being set by potentiometers 23, £ 4. In this case, the detector 21 for detecting the undershoot of the minimum permissible relative deviation set by the potentiometer 23 generates a signal with a positive polarity at its negated logic output? of the electronic controller generates a positive signal which causes the compressed air to inflate into the system and thus causes an increase in the relative deflection. If the maximum permissible relative deviation set by the potentiometer 24 is exceeded, the detector 22 generates a positive signal at its logic output t, which is fed via the potentiometer 32 to the input h of the second output sump 19, thereby generating a positive signal at the output e of the electronic controller. which causes the compressed air to be discharged from the system, thereby reducing the relative deflection. In this way, some electronic stops are formed in the range in which the pneumatic active vibration isolation system can act without risk of damage.

Zapojenie elektronického regulátora možno využit ako základný blok v pneumatickej aktívnej vibroizolačnej sústave na výrazné zníženie vibrácií posobiacich zo základu vibroizolačnej sústavy na břemeno alebo sediaceho operátora.The connection of the electronic controller can be used as a basic block in a pneumatically active vibration isolation system to significantly reduce the vibrations acting from the base of the vibration isolation system on the load or the seated operator.

Claims

PATENT CLAIMS

Connection of an electronic controller of a pneumatic active vibration isolation system with an input from a relative deflection sensor and with an input from an acceleration sensor and with just two outputs to power converters and a static middle position setting controller, characterized in that the first input (1) is connected via an integration circuit (10) and via a proportional-derivative circuit (11) to the input (a) of the main sump (15), and the second input (2) is connected via a cascaded high-pass filter (12), a low-pass filter (13) and a proportional-integrated circuit (14) with the input (c) of the main sump (15), the adjusting knob (5) of the static middle position being connected to the input (b) of the main sump (15), while to the output (k) of the main summ (15) two diodes (16, 17), the first diode (16) having a cathode connected to the input (f) of a first output sump (18), the output (m) of which is the first output (3) of the electronic controller and the second diode (17) having an anode connected to input (g) type output summer (19), the output (n) of which is the second output (4) of the electronic controller.

2. Connection of an electronic controller of a pneumatic active vibration isolation system according to point 1, characterized in that a maximum deflection detector (22) set by a potentiometer (24) is connected to the output (p) of the integration circuit (10), the logic output (t) of which is connected a minimum deviation detector (21) set by a potentiometer (23) is connected to the input (h) of the second output sump (19) and to the output (p) of the integration circuit (10), the negated logic output (s) of which is connected to the input (e) of the first output summator (18).

3. Connection of the electronic regulator of the pneumatic active vibration isolation system according to points 1 and 2, characterized in that a potentiometer (33) is connected to the input (d) of the first output sump (18), which is connected to positive DC voltage sources and input (i). ) of the second output sump (19) a potentiometer (34) is connected, which is connected to the Negative DC voltage sources.

4. Connection of the electronic controller of the pneumatic active vibration isolation system according to points 1, 2, 3, characterized in that in the inputs (a, c) of the main summator (15) and in the inputs (e, f, g, h) of both output summators ( 18, 19) include embedded potentiometers (25, 26, 31, 27, 28, 32).