SU1444182A1 - Способ управлени гидрообъемным приводом движител судовозной тележки наклонного судоподъемника и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к тран спортировке судов из одного бьефа реки в другой через гребень плотины, в частности к управлению гидрообъемным приводом движител  судовозной тележки наклонного судоподъемника. Цель изобретени  - повьпиение эффективности путем увеличени  точности определени  позиции тележки. Предложен способ управлени , по которому определ ют текущее значение ускорени  дл  формировани  обратной св зи и формируют алгоритм управлени  таким образом, что на участках ускорени , стабилизированной скорости и замедлени  определ ют разность заданного- и измеренного текущего значений скорости , по значению этой разности формируют релейную характеристику, вычитают из нее текущее значение ускорени , результат интегрируют, корректируют и подают на вход органа управлени  подачей насоса. На участке точного позиционировани  значение сигнала на входе органа управлени  подачей насоса, полученное при подходе к этому участку, запоминают, из него вычитают измеренное текущее значение пути на этом участке, корректируют полученную величину и результирующую величину подают на вход органа управлени  подачей насоса. Применение предлагаемого способа позволит повысить точность позиционировани  тележки , снизить энергозатраты и улучшить услови  труда оператора, 2 с. и I з.п. ф-лы, 2 ил.о i (Л 4 4 4ii 00 ND

Description

Изобретение относитс  к транспортировке судов из одного бьефа рейки в другой через .гребень плотины, в частности к управлению гидрообъемным приводом движител  судовозной тележки наклонного судоподъемника, и может Ч1айти применение лри разработке новых и модернизации существукещх систем управлени  судоподъемниками.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности путем увеличени  точности определени  позиции тележки.

На фиг. 1 показана реализуема  в соответствии с предложенным способом управлени  зависимость скорости движени  судовозной тележки от пути; на фиг, 2 - структурна  схема устройства дл  осуществлени  способа управлени  гидрообъемным приводом движител  судовозной тележки.

Зависимость скорости V движени  судовозной тележки от пути (фиг. 1) имеет участки: ускорени  1-2, стабилизированной скорости 2-3, замедле- ии  3-4 /и точного позиционировани  4-5.

Устройство (фиг.2) дл  осуществлени  предлагаемого способа управлени  содержит датчик 6 скорости движени  тележки, первый 7, второй 8, третий. 9 и четвертый 10 блоки сравнени , релейное звено I1, первое 12 и второе 13 интегрирующие звень , первое 14, второе 15 и третье 16 пропорциональ- Hiie звень , первое 17 и второе 18 дифференцирующие звень , первый 19, второй 20 и третий 21 коммутирующие элементы, первый 22 и второй 23 путевые датчики, управл ющую ЭВМ 24. Вход датчика 6 скорости подключен к выходу объекта 25 управлени  - судовозной тележке с гидрообъемным приводом движител , а выход подключен в виде отрицательной обратной св зи к одному из входов каждого блока сравнени , причем к входу первого блока 7 сравнени  непосредственно, второго 8 - через первое дифференцирующее звено 17, третьего 9 - через соединен- ное последовательно с первым дифференцирующим звеном 7 первое пропор- гшональное звено 14 и четвертого 10 - через соединенные последовательно второе иктегрируклцее звено 13, вто- рое пропорциональное звено 15 и второй коммутирующий элемент 20. Другой из упом нутых входов первого блока 7 сравнени  св зан с выходом управл ющей ЭВМ 24. Второй вход второго блока 8 сравнени  св зан с выходом релейного звена 11. Между выходом второго блока 8 сравнени  и вторым из упом нутых входов третьего блока 9 сравнени  включено первое интегрирующее звено 12. Второй вход четвертого блока 10 сравнени  св зан с пам тью управл ющей ЭВМ 24 и через первый коммутирующий элемент 19 - с выходом третьего блока 9 сравнени . Четвертый блок 10 сравнени  имеет третий вход, который св зан через соединенные последовательно второе дифференцирующее звено 18 , третье пропорциональное звено.16 и третий коммутирующий элемент 21 с выходом первого дифференцирующего звена 1,7. Выход четвертого блока 10 сравнени  св зан по меньшей мере с одним из органов управлени  подачей насосов как .с управл ющим входом объекта 25 управлени . Выходы первого 22 и второго 23 путёвых датчиков св заны с входами управл ющей ЭВМ 24, а выходы управл ющей ЭВМ 24 - с элементами настройки пропорциональных звеньев 14-16 и с органами управлени  коммутирующие элементов 19-21.

Предлагаемый способ управлени  осуществл етс  описанным устройством следующим образом.

В соответствии с заданной зависимостью скорости судовозной тележки от пути (l) (фиг.1) на входе первого блока 7 сравнени  (фиг.2) посредством управл ющей ЭВМ 24 формируетс  заданное значение скорости V. движени  судовозной тележки. Текущее значение скорости движени  измер етс  датчиком 6. В блоке 7 сравнени  вычисл етс  разность &У между заданным Уг и .текущим V значени ми скорости

.

(I)

Из полученного рассогласовани  релейным звеном I1 формируетс  релейна характеристика с ординатой, равной заданному значению ускорени  а- или замедлейи  -а в зависимости от знака рассогласовани  &V на входе релейного звена 11. Релейна  характеристика , формируема  звеном 1I, имеет зону нечувствительности + Л, соответствующую необходимой точности стабилизации значени  Va. Из получаемого на выходе релейного звена 11 заданного

значени  а ускорени  во втором блок

8 сравнени  вычитаетс  фактическое значение ускорени  а, определ емое дифференцированием фактического значени  скорости V с помощью дифференцирующего звена 17, т.е. блок 8 сравнени  реализует выражение

aj;-a a.(2)

Значение рассогласовани  а. на выхоU

де блока 8 сравнени  интегрируетс  в первом интегрирующем звене 12; из результата в третьем блоке 9 сравнени  вычитаетс  корректируюнщй сигнал ei,a, причем значение коэффициента oti подбираетс  из услови  обеспечени  необходимого качества переходного процесса, в данном случае апериодического . Откорректированный сигнал V VA-ci,a(3)

подаетс  с выхода третьего блока 9 сравнени  через замкнутый на участка ускорени , посто нной скорости и замедлени  первый коммутирующий элемент 19 и четвертый блок 0 сравнени  на вход объекта 25 управлени . В момент трогани  скорость тележки , входной сигнал V релейного звена 1 1 значительно превьплает его зону нечувствительности. При этом на вы-- ходе релейного звена 11 формируетс  сигнал а, определ ющий ускорение на участке 1-2 (фиг. 1). По мере нарастани  скорости движени  рассогласование V уменьшаетс  и при лУг выходной сигнал релейного звена И станов тс  равным нулю, т.е. участок ускорени  1-2 заканчиваетс . На участке 2-3 (фиг. 1) стабилизации скорости релейное звено 11 формирует сигналы a.t, О или -а в .зависимости от величины и знака рассогласовани  ДУ. Переход на участок 3-4 (фиг.1) замедлени  осуществл етс  по сигналу путевого датчика 22 или по инициативному сигналу с пульта оператора. При этом управл ющий ЭВМ 24 формируетс  входной сигнал , рассогласование & V имеет отрицательный знак и релейное звено 10 формирует отрицательную величину ускорени  котора  отрабатываетс  объектом 25 управлени  до того момента, пока величина рассогласовани  4V не станет меньше зоны нечувствительности релейного звена 11, а значение .

В режимах ускорени , замедлени  и стабилизации скорости коммутирующий элемент 19 замкнут, а коммутирующие элементы 20, 21 разомкнуты

82

и сигнал Vy на выходе третьего блока 9 сравнени  поступает через блок 10 сравнени  на вход объекта 25 управлени , осуществл   заданное оператором посредством управл ющей ЭВМ 24 шш с пульта изменение скорости тележки в соответствии с законом управлени . Одновременно сигнал V,. передаетс  в пам ть управл ющей ЭВМ 24,что необходимо дл  формировани  режима точного позиционировани . С учетом передаточных функций объекта управлени  и названных элементов 9-12, 14 уравнение движени  тележки как управл емой системы имеет вид

гаа+СКр ы,а+СКо , (4)

где m - масса судовозной тележки;

С - жесткость привода движител ; Кд(. - коэффициент передачи привода движител  по управл ющему

воздействию.

Названное условие апериодичности имеет вид

Ы.4т

СК

(5)

И

При достижении точки 4 (фиг. 1) по сигналу путевого датчика 23 осуществл етс  переход на режим точного позиционировани . При этом размыкаетс  коммутирующий элемент 19 и замыкаютс  коммутирующие элементы 20 и 21. В дальнейшем в данном цикле движени  на вход четвертого блока 9 сравнени  подаетс  посто нный сигнал , зафиксированный в пам ти управл ющей ЭВМ 24 в момент перехода к описываемому режиму. Отрицательна  обратна  св зь по проходимому тележкой пути формируетс  путем интегрировани  сигнала V на выходе датчика 6 во втором интегрирующем звене 13 с коэффициентом усилени  (yjj, задаваемым вторым пропорциональным звеном 15 и определ ющим интенсивность замедлени , и подаетс  на другой вход четвертого блока 1 О сравнени .

Дл  обеспечени  устойчивости процесса позиционировани  полученную на выходе четвертого блока 10 сравнени  разность сигналов корректируют подава  на третий вход блока 10 сравнени  обратную св зь по второй производной , котора  формируетс  во вто- ром дифференцирующем звене 18 с коэффициентом усилени  oiv, задаваемым третьим пропорциональным звеном 16, При oi,

m

СКо,

Ч

вли ние инерY УЧ

гп

ционной массы тележки компенсируетс  коррекцией и уравнение управл емой системы принимает вид

х-ьк,,. (6)

Согласно этому уравнению скорость тележки будет уменьшатьс  по экспоненте до нул . При этом путь 5 про- йденй,1Й тележкой в режиме позиционировани  , равен

(7 04

Величина Х., определ ет выбор места установки путевого датчика 23 относительно заданной точки остановки тележки.

I Непрерывное управление по разности заданного и измеренного текущего значений скорости судовозной тележки путем последующего формировани  реленой характеристики, вычитани  из нее текущего значени  ускорени  с интегрированием и коррекцией результата и подачей его на вход органа управлени  насосом гидрообъемного привода движени  позвол ет на участках уско- рени  и замедлени  обеспечить заданную , определ емую ординатой релейной характеристики, величину положительного или отрицательного ускорени при задании приводу движител  скорое ти, отличной от ее текущего значени  . а на участке стабилизированной скорости позвол ет снизить энергозатрат св занные с процессом ее стабилизации . При этом необходима  точность стабшшзахщи скорости обеспечиваетс  выбором соответствующей зоны нечувствительности релейной характеристики.

Непрерывное управление гидрообъем ным приводом движител  с обратной свзью по пути На участке точного позиционировани  позвол ет существенно уменьшить зависимость конечного положени  в процессе позиционироваш1  судоводной тележки от изменени  параметров тележки, привода ее движител  и изменени  внешних воздействий, а также обеспечить независимость про-. даоса позиционировани  от свойств человека-оператора как звена системы управлени . Тем самым уменьшаетс  и напр женность работы оператора, улучшаютс  услови  его труда.

.

ю 5 .

20

25 30 35 , , 40

45 50 gg 1826

Claims (3)

1. Формула изо б р е т е н и  

   . Способ управлени  гидрообъемным приводом движител  судовозной тележки наклонного судоподъемника, при котором непрерьшно определ ют координату положени  и скорость движени  дл  формировани  обратных св зей по координате положени , скорости, ускорению и первой производной по ускорению , на участках ус орени , стабилизированной скорости и замедлени  определ ют рассогласование заданного и измеренного текущего значени  скорости и на участках ускорени  и замедлени  непрерывно с заданной ско- ростью измен ют значение сигнала управлени  подачей насоса на участке стабилизированной скорости оставл ют его посто нным, на участке точного позицировани  довод т до значени , соответствующего нулевой скоростиj отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности путем увеличени  точности определени  позиции тележки, определ ют значение ускорени  путем дифференцировани  текущего значени  скорости, по значению рассогласовани  заданного и измеренного значени  скорости формируют релейную характеристику с ординатой , равной заданному значению ускорени  в зависимости от знака рассогласовани  , вычитают текущее значение ускорени  , результат интегрируют, корректируют и запоминают, причем на участках ускорени , стабилизированной скорости и замедлени  полученным сигналом управл ют непосредственно подачей насоса, на участке точного позицировани  из запомненного при подходе к данному участку значени  сигнала вычитают значение -сигнала, пропорционального измеренному текущему значению координаты положени  на этом участке, корректируют полученную разность сигналов и результирующей величиной сигнала управл ют подачей насоса.
2. 2. Устройство дл  управлени  гидрообъемным приводом движител  судовозной тележки наклонного судоподъемника , содержащее по меньшей мере один регулируемый насос с органом управлени  его подачей, гидродвигатели, датчик скорости тележки, отличающеес  тем, что,с целью повыше-- ни  эффективности, путем увеличени 

   точности определени  позиции тележки оно снабжено трем  последовательно включенными блоками сравнени , блоком суммировани  с трем  входами, двум  пропорциональными звень ми, дифференцируюгалм звеном, двум  коммутирующими элементами, двум  путевыми датчиками и блоком управлени , причем выход датчика скорости подключен в виде отрицательной обратной св зи к одному на входов каждого блока сравнени  и блока суммировани , причем к входу первого из блоков сравнени  - непосредственно, входу второ го блока сравнени  - через дифференцирующее звено, входу третьего блока сравнени  - через последовательно соединенное с дифференцируюпщм звено первое из пропорциональных звеньев и к входу блока суммировани  - через, соединенные последовательно второе из интегрирующих и второе из пропорциональных звеньев и второй из коммутирующих элементов, другой из упо-

   м нутых входов первого из блоков сравнени  св зан с выходом блока управлени , второго из блоков сравнени  - с выходом релейного звена, третьего - с выходом первого из интегрирующих звеньев, другой вход блока суммировани  соединен через второй из коммутирующих элементов с выходом третьего блока сравнени , выход блока суммировани  св зан по меньшей мере с одним из органов управлени  пода- . .чей насоса.
3. 3. Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что оно дополнительно содержит второе диферен- циальное звено, третье пропорциональное звено и третий коммутирующий элемент , при этом третий вход блока суммировани  св зан через последовательно соединенные второе дифференцирующее звено, третье пропорциональное звено и третий коммутирующий элемент с выходом первого дифференцирующего звена.

   Уз

   Ф(€.2