RU1781393C - Method and device for limiting dynamical loading of excavator slewing gear - Google Patents
Method and device for limiting dynamical loading of excavator slewing gearInfo
- Publication number
- RU1781393C RU1781393C SU904811039A SU4811039A RU1781393C RU 1781393 C RU1781393 C RU 1781393C SU 904811039 A SU904811039 A SU 904811039A SU 4811039 A SU4811039 A SU 4811039A RU 1781393 C RU1781393 C RU 1781393C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- sensor
- adder
- speed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Сущность изобретени : устройство содержит: 1 командоаппарат (1), 2 сумматора The inventive device contains: 1 command device (1), 2 adders
Description
Щиг.1Shchig. 1
Группа изобретений - способ и устройство , объединенные единым изобретательским замыслом, относитс к области управлени механизмами поворота экскаваторов и может быть использовано дл управлени механизмами других промышленных установок, в которых требуетс ограничивать динамические нагрузки механизмов.Group of inventions - a method and device, united by a single inventive concept, relates to the field of controlling the mechanisms of rotation of excavators and can be used to control the mechanisms of other industrial plants in which it is necessary to limit the dynamic loads of mechanisms.
Известен способ ограничени динамических нагрузок в экскаваторных механизмах , основанный на выборе зазоров, когда осуществл етс плавное нарастание момента при пониженной скорости двигател , при этом первоначальные броски динамических нагрузок при пуске и реверсе уменьшаютс в 2-3 раза. Однако этот способ увеличивает длительность цикла экскавации на (2-3)% и, кроме того, он ограничивает нагрузки только в процессе выбора зазора.A known method of limiting dynamic loads in excavator mechanisms is based on the choice of gaps when a gradual increase in torque occurs at a reduced engine speed, while the initial surges of dynamic loads during start-up and reverse are reduced by 2-3 times. However, this method increases the length of the excavation cycle by (2-3)% and, in addition, it limits the load only in the process of choosing a gap.
Известно устройство дл управлени электроприводом экскаватора, обеспечивающее ограничение динамических нагрузок в экскаваторных механизмах Оно реализует двухконтурную систему подчиненного регулировани и содержит регул торы тока и скорости, датчика тока и скорости, коман- доаппарат, триггер, ключ, релейный элемент , инвертор, источник питани . К недостаткам устройства относитс снижение темпа разгона на период выбора зазора, что вызывает увеличение продолжительности цикла поворота и приводит к снижению производительности экскаватора .A device for controlling an electric drive of an excavator is known, which provides the limitation of dynamic loads in excavator mechanisms. It implements a dual-circuit slave control system and contains current and speed controllers, a current and speed sensor, a command device, a trigger, a key, a relay element, an inverter, and a power source. The disadvantages of the device include a decrease in the acceleration rate for the period of the choice of the gap, which causes an increase in the duration of the rotation cycle and leads to a decrease in the productivity of the excavator.
Известно также устройство управлени электроприводом механизма поворота одноковшового экскавато ра, включающее в себ регул торы тока и скорости, коммутатор , триггер, ключ, релейный элемент, инвертор и источник питани . Оно также снабжено датчиком упругого момента, блоком пам ти, блоком задани и суммирующим усилителем, причем блок пам ти выполнен в виде последовательного соединени ключа и инвертора, в цепь обратной св зи которого включены конденсаторы. Однако при выборе зазора ограничиваютс только первые броски динамических усилий- , а дальнейшие броски, которые возникают из-за неравномерности износа шестерен многодвигательных приводов, не устран ютс , что приводит к снижению производительности и надежности экскаватора .Also known is a device for controlling the electric drive mechanism of a single-bucket excavator turning mechanism, including current and speed controllers, a switch, a trigger, a key, a relay element, an inverter and a power source. It is also equipped with an elastic moment sensor, a memory unit, a reference unit and a summing amplifier, the memory unit being made in the form of a series connection of a key and an inverter with capacitors in its feedback circuit. However, when choosing a clearance, only the first throws of dynamic forces are limited, and further throws that arise due to uneven wear of the gears of multi-motor drives are not eliminated, which leads to a decrease in the performance and reliability of the excavator.
Наиболее близким к за вл емому способу вл етс способ ограничени динамических нагрузок механизмов поворота экскаватора, согласно которому при выбореClosest to the claimed method is a method of limiting the dynamic loads of the mechanisms of rotation of the excavator, according to which, when choosing
зазора снижают скорость двигател до (2- 3)% от номинальной за счет ограничени темпа нарастани задающего сигнала скорости с помощью задатчика интенсивностиthe gap reduces the speed of the engine to (2–3)% of the nominal due to the limitation of the rate of rise of the speed reference signal using the intensity adjuster
изменени скорости поворота экскаватора, включаемого на вход системы автоматического управлени , а после выбора зазора автоматически измен ют темп скорости за счет введени гибких отрицательных обратных св зей.changes in the speed of rotation of the excavator included in the input of the automatic control system, and after selecting the gap, the speed of the speed is automatically changed due to the introduction of flexible negative feedbacks.
Наиболее близким техническим решением к предложенному устройству вл етс устройство дл управлени электроприводом механизма поворота одноковшовогоThe closest technical solution to the proposed device is a device for controlling the electric drive mechanism of rotation of a single bucket
экскаватора 5, содержащее датчика тока корной цепи электродвигател электропривода и скорости электродвигател , коммутирующий блок, блок определени линии переключени , датчик косвенного измерени возмущени , сумматор, звено ограничени и командоаппарат. Оно также снабжено датчиком температуры окружающего воздуха , пороговым элементом, функциональным преобразователем.excavator 5, comprising a core current sensor of the electric motor of the electric drive and electric motor speed, a switching unit, a switching line determination unit, an indirect disturbance measurement sensor, an adder, a limiting link and a command device. It is also equipped with an ambient temperature sensor, a threshold element, and a functional converter.
Недостатком этого устройства вл етс недостаточное ограничение динамических нагрузок механизма поворота экскаватора из-за посто нства ограничени тока корной цепи электродвигател его стопорнымThe disadvantage of this device is the insufficient restriction of the dynamic loads of the mechanism of rotation of the excavator due to the constant current limitation of the main circuit of the electric motor of its locking
значением.value.
Единый изобретательский замысел, объедин ющий способ и устройство дл его реализации, направлен на решение задачи ограничени динамических нагрузок механизма поворота экскаватора в тех случа х, когда эту задачу невозможно решить на основе аналогичных решений дл ограничени динамических нагрузок, возникающих при выбранном зазоре из-за неравномерного износа шестерен, что повышает повышение производительности экскаватора за счет уменьшени времени переходного процесса и внеплановых простоев,A single inventive concept, combining a method and a device for its implementation, is aimed at solving the problem of limiting the dynamic loads of the mechanism of rotation of the excavator in cases where this problem cannot be solved on the basis of similar solutions to limit the dynamic loads that arise when the selected gap due to uneven gear wear, which increases the excavator productivity by reducing the transition time and unplanned downtime,
Особенность данного сочетани за вл емых объектов состоит в том, что предлагаемый способ ограничени не может быть осуществлен ни в одном из известных устройств , и необходимый результат может быть достигнут при реализации новогоThe peculiarity of this combination of claimed objects is that the proposed method of limitation cannot be implemented in any of the known devices, and the necessary result can be achieved when implementing a new
способа только в новом, существенно отличающемс от известных, устройстве, предложенном авторами.method only in a new, significantly different from the known, device proposed by the authors.
У группы изобретений одна цель, и на ее достижение направлен единый изобретательский замысел.The group of inventions has one goal, and a single inventive concept is aimed at its achievement.
Цель изобретени - повышение производительности экскаватора за счет уменьшени времени переходного процесса и сокращени времени простоевThe purpose of the invention is to increase the productivity of the excavator by reducing the transition process and reducing downtime
Поставленна цель достигаетс за счет того, что в способе ограничени динамических нагрузок механизма поворота экскаватора , основанном на задании и контроле скорости поворота экскаватора, по которым определ ют сигнал ошибки по скорости, и измерении тока корной цепи электродвигател дополнительно формируют сигнал возмущени , задают и вычисл ют значение ускорени поворота, по которым определ - ют сигнал значени ошибки ускорени поворота , по этому сигналу и сигналу ошибки по скорости формируют сигнал переключени , знак которого сравнивают со знаками сигналов ошибок по скорости и ускорению поворота и знаком сигнала возмущени , в зависимости от соотношений знаков указанных сигналов определ ют коэффициент усилени в цеп х обратных св зей по скорости и ускорению поворота и возмущению, с помощью которых формируют сигнал управлени на электропривод.This goal is achieved due to the fact that in the method of limiting the dynamic loads of the mechanism of rotation of the excavator, based on the task and control of the speed of rotation of the excavator, which determine the error signal by speed, and measuring the current of the main circuit of the electric motor, they additionally generate a disturbance signal, set and calculate rotation acceleration value, by which the signal of the rotation acceleration error value is determined, from this signal and the speed error signal, a switching signal is formed, the sign of which is compared gain with the signs of error signals in speed and acceleration of rotation and the sign of the perturbation signal, depending on the ratios of the signs of these signals, the gain in feedback circuits for speed and acceleration of rotation and perturbation is determined, with the help of which a control signal for the electric drive is generated.
Поставленна цель в реализующем предложенный способ устройстве достигаетс новым конструктивным выполнением устройства управлени электроприводом.The goal in the device implementing the proposed method is achieved by a new structural embodiment of the electric drive control device.
В предложенном устройстве дл ограничени динамических нагрузок механизма поворота экскаватора, содержащем коман- доаппарат, первый сумматор, датчик тока и датчик косвенного измерени возмущени , поставленна цель достигаетс тем, что оно дополнительно снабжено задатчиком интенсивности изменени скорости поворота, датчиком упругого момента, датчиком ско- рости поворота, вторым сумматором, формирователем сигнала переключени и блоком управлени , выход которого подключен к первому входу преобразовател и к первому входу формировател сигнала пе- реключени , выход которого соединен с первым входом блока управлени , второй вход блока управлени соединен с выхо- дом второго сумматора и со вторым входом формировател сигнала переключени , к третьему входу которого подключен выход первого сумматора, первый вход датчика косвенного измерени возмущени и третий вход блока управлени , четвертый вход блока управлени соединен с выходом дат- чика косвенного измерени возмущени , второй вход которого соединен с первым выходом датчика упругого момента, ко второму выходу которого подсоединен первый вход первого сумматора, второй вход по- следнего соединен с выходом командоаппа- рата и со входом задатчика интенсивности изменени скорости поворота, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединенIn the proposed device for limiting the dynamic loads of the mechanism of rotation of the excavator, comprising a command device, a first adder, a current sensor and an sensor for indirect measurement of perturbation, the goal is achieved by the fact that it is additionally equipped with a speed adjuster for changing the speed of rotation, an elastic moment sensor, a speed sensor rotation, by a second adder, a shaper of the switching signal and a control unit, the output of which is connected to the first input of the converter and to the first input of the form l switching signal, the output of which is connected to the first input of the control unit, the second input of the control unit is connected to the output of the second adder and to the second input of the shaper of the switching signal, to the third input of which the output of the first adder is connected, the first input of the sensor of indirect measurement of perturbation and the third input of the control unit, the fourth input of the control unit is connected to the output of the sensor of indirect measurement of disturbance, the second input of which is connected to the first output of the elastic moment sensor, to the second output of orogo connected a first input of the first adder, the second input of the latter connected to the output komandoappa- rata with the input intensity and the set point changing rotation speed, whose output is connected to a first input of the second adder, the second input of which is connected
с выходом датчика скорости поворота и с первь и входом датчика упругого момента, ко второму входу которого подсоединены второй вход управл емого преобразовател и выход датчика тока корной цепи электродвигател .with the output of the rotation speed sensor and with the first and the input of the elastic moment sensor, the second input of which is connected to the second input of the controlled converter and the output of the current sensor of the main circuit of the electric motor.
Благодар совокупности указанных существенных признаков в за вленных объектах по вл ютс новые свойства:Thanks to the combination of these essential features, new properties appear in the declared objects:
-инвариантность воспроизведени управл ющего воздействи при изменени х внешних и внутренних возмущающих воздействий;-invariance of the reproduction of the control action upon changes in the external and internal disturbing influences;
-устранение колебаний упругого момента .- elimination of fluctuations of the elastic moment.
Именно перечисленные свойства обуславливают положительный эффект, сформулированный в цели предложени . Авторам не известны технические решени , содержащие такую совокупность отличительных признаков и про вл ющие при этом те же свойства, что и предлагаемые технические решени , т.е. за вл емые технические решени , соответствует критерию существенные отличи .It is these properties that determine the positive effect formulated for the purpose of the proposal. The authors are not aware of technical solutions containing such a combination of distinctive features and exhibiting the same properties as the proposed technical solutions, i.e. The claimed technical solutions meet the criterion of significant differences.
Сущность изобретени состоит в том, что в предложенном техническом решении производитс настройка параметров формировател функции переключени и блока управлени , исход из услови обеспечени в скольз щем режиме, во-первых, независимого от внешних и внутренних возмущений воспроизведени управл ющего воздействи и, во-вторых, устранени колебаний упругого момента б.The essence of the invention lies in the fact that in the proposed technical solution, the parameters of the driver of the switching function and the control unit are set up, proceeding from the condition of providing in the sliding mode, firstly, independent of external and internal disturbances of the reproduction of the control action and, secondly, eliminating fluctuations in the elastic moment b.
Инвариантность отработки управл ющего воздействи при изменении внешних и внутренних возмущений обеспечиваетс путем обнулени в скольз щем режиме функции переключени , котора формируетс по ошибке скорости поворота xi с&г - ш и ее производным ха dxi/dt, хз dxa/dt, X4 dx3/dtThe invariance of the control action when changing external and internal disturbances is ensured by zeroing in the sliding mode the switching function, which is formed by the error of the rotation speed xi c & g - w and its derivative ha dxi / dt, xs dxa / dt, X4 dx3 / dt
S С1Х1 + С2Х2 + СЗХЗ + Х4,(1)S C1X1 + C2X2 + SZHZ + X4, (1)
где Сч, Сз, Сз - весовые коэффициенты, выбираемые из услови устранени в скольз щем режиме колебаний упругого момента путем обеспечени устойчивого оптимального движени с критериемwhere Сн, Сз, Сз are weight coefficients selected from the condition that the elastic moment oscillations are eliminated in the sliding mode by ensuring a stable optimal motion with the criterion
l C22x22)dt,l C22x22) dt,
оabout
и вл ющиес решени ми системы уравнений и неравенствand being solutions of a system of equations and inequalities
С2 - Сз2 + - аз ОC2 - Cz2 + - az O
С1 + Сз-С2- 1 0C1 + Sz-C2- 1 0
(2)(2)
С2С3 С1C2C3 C1
Ctii - заданна скорость поворота экскаватора , ш - фактическа скорость поворота, аз, 34 - коэффициенты координат объекта уп- равлехи .Ctii is the given rotation speed of the excavator, w is the actual rotation speed, az, 34 are the coefficients of the coordinates of the control object.
Дл этого на выходе управл ющего устройства формируетс сигнал управлени равныйTo this end, a control signal equal to
U К1Х1+ К2Х2 - kpF,(3)U K1X1 + K2X2 - kpF, (3)
коэффициенты которого измен ютс последующему закону:the coefficients of which are changed by the following law:
ki-fe fJS.«)ki-fe fJS. ")
а при xi S О р2 при xi S 0 and at xi S О p2 at xi S 0
аг при ха S О |/fc при Х2 S 0 ar at xa S O | / fc at X2 S 0
, ГОГР при FS О KF j/fr при F S 0 , GOGR at FS О KF j / fr at F S 0
К2K2
(5)(5)
(6)(6)
и их величина:and their value:
«1(СзС1 -a4d+ ai)/b , /5i(CaCi - a4Ci+ ai)/b, а2(- Ci+ С2Сз - Э4С2 - 32)/b,"1 (СЗС1 -a4d + ai) / b, / 5i (CaCi - a4Ci + ai) / b, а2 (- Ci + С2Сз - Э4С2 - 32) / b,
#(- Cl+ C2C3 - Э4С2+ Э2)/Ь,# (- Cl + C2C3 - E4C2 + E2) / b,
ар - di+ d2A + ds(A2+ A) + d4(A3+ 2A2+ A)/b,ar - di + d2A + ds (A2 + A) + d4 (A3 + 2A2 + A) / b,
- di-d2A + d3(A2 - A) + d4(- A3 +2A2- -A)/b, - di-d2A + d3 (A2 - A) + d4 (- A3 + 2A2- -A) / b,
где ai, 32 - коэффициенты координат объекта , b - коэффициент управл ющего воздействи , di. d2, da, d4 - коэффициенты при возмущении и его производных, F - возмущение , А |dmF/dtl/l Xd F/dt where ai, 32 are the coefficients of the coordinates of the object, b is the coefficient of the control action, di. d2, da, d4 are the coefficients of the perturbation and its derivatives, F is the perturbation, A | dmF / dtl / l Xd F / dt
A-const.A-const.
На фиг.1 дана функциональна схема устройства дл ограничени динамических нагрузок механизма поворота экскаватора: на фиг.2 - принципиальна схема датчика упругого момента; на фиг.З - принципиальна схема датчика косвенного измерени возмущени ; на фиг.4 - принципиальна схема формировател сигнала переключени ; нафиг.5- принципиальна схема блока управлени .Fig. 1 is a functional diagram of a device for limiting the dynamic loads of an excavator turning mechanism: Fig. 2 is a schematic diagram of an elastic moment sensor; Fig. 3 is a circuit diagram of an indirect perturbation measurement sensor; Fig. 4 is a circuit diagram of a switching signal driver; 5 is a schematic diagram of a control unit.
Устройство содержит (фиг.1) командо- аппарат 1, к выходу которого подсоединен второй вход первого сумматора 2 и вход задатчика 3 интенсивности изменени скорости поворота. К первому входу первого сумматора 2 подсоединен второй выход датчика 4 упругого момента, первый выход которого подсоединен к второму входу датчика 5 косвенного измерени возмущени . Второй вход датчика 4 упругого момента соединен с выходом датчика 6 тока корной цепи Первый вход датчика 4 упругого момента соединен с выходом датчика 7 скорости поворота и вторым входом второгоThe device comprises (Fig. 1) a command apparatus 1, the output of which is connected to the second input of the first adder 2 and the input of the adjuster 3 of the rate of change of the rotation speed. A second output of the elastic moment sensor 4 is connected to the first input of the first adder 2, the first output of which is connected to the second input of the indirect measurement sensor 5. The second input of the elastic moment sensor 4 is connected to the output of the core current sensor 6 The first input of the elastic moment sensor 4 is connected to the output of the rotation speed sensor 7 and the second input of the second
сумматора 8, первый вход которого подсоединен к выходу задатчика 3 интенсивности. Выход второго сумматора 8 подсоединен к вторым входам формировател 9 сигналаan adder 8, the first input of which is connected to the output of the intensity adjuster 3. The output of the second adder 8 is connected to the second inputs of the driver 9 of the signal
переключени и блока управлени 10. Третий вход блока управлени 10 св зан с выходом пеового сумматора 2, первым входом датчика 5 косвенного измерени возмущени и третьим входом формировател 9 сигналаswitch and control unit 10. The third input of the control unit 10 is connected to the output of the adder 2, the first input of the sensor 5 indirect measurement of disturbance and the third input of the signal driver 9
переключени . К первому входу блока управлени 10 подсоединен выход формиро-- вател 9 сигнала переключени , а к четвертому входу - выход датчика 5 косвенного измерени возмущени . Выход блокаswitching. The output of the switching signal generator 9 is connected to the first input of the control unit 10, and the output of the sensor 5 for indirect measurement of perturbation is connected to the fourth input. Block output
управлени 10 соединен с первым входом формировател 9 сигнала переключени и первым входом регулируемого электропривода 11, содержащего управл емый преобразователь 12 и электродвигательcontrol 10 is connected to the first input of the shaper 9 of the switching signal and the first input of the adjustable electric drive 11, containing a controlled converter 12 and an electric motor
посто нного тока 13. К второму входу регулируемого электропривода 11 подсоединен датчик 6 тока корной цепи.DC 13. To the second input of the adjustable electric drive 11 is connected to the core current sensor 6.
Датчик 4 упругого момента содержитThe sensor 4 elastic moment contains
(фиг.2) из инвертирующий усилитель 14 два сумматора 15, 16, интегратор 17. Инвертирующий усилитель 14 реализован на усилителе 18, входном резисторе 19 и резисторе обратной св зи 20. Вход инвертирующего(FIG. 2) of the inverting amplifier 14 two adders 15, 16, the integrator 17. The inverting amplifier 14 is implemented on the amplifier 18, the input resistor 19 and the feedback resistor 20. The input of the inverting
усилител 14 подсоединен к выходу первого сумматора 15, реализованного на усилителе 21, входных резисторах 22, 23, резисторе обратной св зи 24. Первый вход первого сумматора 15 соединен с первым входомthe amplifier 14 is connected to the output of the first adder 15, implemented on the amplifier 21, input resistors 22, 23, feedback resistor 24. The first input of the first adder 15 is connected to the first input
датчика 4 упругого момента, второй вход первого сумматора 15 - с выходом интегратора 17, реализованного на усилителе 25, во входную цепь которого включен резистор 26, а в цепь обратной св зи - конденсаторelastic moment sensor 4, the second input of the first adder 15 - with the output of the integrator 17, implemented on the amplifier 25, in the input circuit of which a resistor 26 is connected, and a capacitor in the feedback circuit
27. Вход интегратора 17 соединен с выходом инвертирующего усилител 14, с первым выходом датчика 4 упругого момента и с первым входом второго сумматора 16, реализованном на усилителе 28, входных резисторах 29, 30, резисторе обратной св зи 31. Второй вход второго сумматора 16 соединен с вторым входом датчика упругого момента 4, а выход второго сумматора 16 - с вторым входом датчика упругого момента27. The input of the integrator 17 is connected to the output of the inverting amplifier 14, with the first output of the elastic moment sensor 4 and with the first input of the second adder 16, implemented on the amplifier 28, input resistors 29, 30, feedback resistor 31. The second input of the second adder 16 is connected with the second input of the elastic moment sensor 4, and the output of the second adder 16 with the second input of the elastic moment sensor
4.4.
Датчик 5 косвенного измерени возмущени содержит (фиг.З) неинвертирующий усилитель 32, сумматор 33 и инвертирующий усилитель 34. Неинвертирующий усилитель 32 реализован на усилителе 35 и резисторе обратной св зи 36, который через резистор 37 соединен с общей точкой. Вход неинвертирующего усилител 32 соединен с первым входом датчика 5 косвенного изме- рени возмущени , а выход неинвертирующего усилител 32 - с первым входом сумматора 33. Сумматор 33 реализован на усилителе 38, входных резисторах 39, 40, резисторе обратной св зи 41. Второй вход сумматора 33 соединен с вторым входом датчика 5 косвенного 10 измерени возмущени , а выход сумматора 33 - с входом инвертирующего усилител 34. Инвертирующий усилитель 34 реализован на усилителе 42, входном резисторе 43 и резисторе обратной св зи 44. Выход инвертирующего усилител 34 соединен с выходом датчика 5 косвенного измерени возмущени .Indirect disturbance measurement sensor 5 comprises (Fig. 3) a non-inverting amplifier 32, an adder 33 and an inverting amplifier 34. The non-inverting amplifier 32 is implemented on an amplifier 35 and a feedback resistor 36, which is connected to a common point through a resistor 37. The input of the non-inverting amplifier 32 is connected to the first input of the sensor 5 of indirect measurement of perturbation, and the output of the non-inverting amplifier 32 is connected to the first input of the adder 33. The adder 33 is implemented on the amplifier 38, input resistors 39, 40, feedback resistor 41. The second input of the adder 33 is connected to the second input of the sensor 5 of the indirect 10 disturbance measurement, and the output of the adder 33 is connected to the input of the inverting amplifier 34. The inverting amplifier 34 is implemented on the amplifier 42, the input resistor 43, and the feedback resistor 44. The output of the inverting force tel 34 is connected to the output of the sensor 5 for indirect measurement of disturbance.
Формирователь 9 сигнала переключени содержит (фиг,4) четыре неинвертирую- щих 45-48 и четыре инвертирующих 49-52 усилител , четыре сумматора 53-56, интегратор 57 и апериодическое звено 58. Первый неинвертирующий усилитель 45 реализован на усилителе 59, и резисторе обратной св зи 60, который через резистор 61 соединен с общей точкой. Вход неинвертирующего усилител 45 соединен с первым входом формировател 9 сигнала переключени , а выход неинвертирующего усилите- л 45 - с первым входом первого сумматора 53. Первый сумматор 53 реализован на усилителе 62, входных резисторах 63, 64 и резисторе обратной св зи 65. Второй вход первого сумматора 53 соединен с выходом первого инвертирующего усилител 49, реализованного на усилителе 66 входном резисторе 67, резисторе обратной св зи 68. Вход первого инвертирующего усилител соединен с вторым входом формировател 9 сигнала переключени и с входом второго неинвертирующего усилител 46, реализованного на усилителе 69 и резисторе обратной св зи 70, который через резистор 71 соединен с общей точкой Выход второго неинвертирующего усилител 46 соединен с первым входом второго сумматора 54, реализованного на усилителе 72, входных резисторах 73, 74, резисторе обратной св зи 75. Выход второго сумматора 54 соединен с вы- ходом формировател 9 сигнала переключени , а второй вход второго сумматора - с выходом третьего сумматора 55, реализованного на усилителе 76, входных резисторах 77-79, резисторе обратной св зи 80. Первый вход третьего сумматора 55 соединен с выходом второго инвертирующего усилител 50, реализованного на усилителе 81, входном резисторе 82, резисторе 11 обратной св зи 83 Вход второго инвертирую- щего усилител 50 соединен с выходом интегратора 57, реализованного на усилителе 84, во входную цепь которого включен резистор 85, .1 в цепь обратной св зи - конденсатор 86, и входом третьего неинвертирующего усилител 47, реализованного на усилителе 87 и резисторе обратной св зи 88, который через резистор 89 соединен с общей точкой. Выход третьего неинвертирующего усилител 47 соединен с первым входом четвертого сумматора 56, реализованного на усилителе 90, входных резисторах 91-93, резисторе обратной св зи 94. Выход четвертого сумматора 56 через апериодическое звено 58, реализованное на усилителе 95, во входную цепь которого включен резистор 96, а в цепи обратной св зи параллельно включены конденсатор 97 и резистор 98, подсоединен к выходу интегратора 57 и второму входу третьего сумматора 55. Второй вход четвертого сумматора 56 через третий инвертирующий усилитель 51. реализованный на усилителе 99, входном резисторе 100, резисторе обратной св зи 101, соединен с выходом первого сумматора 53. Третий вход четвертого сумматора 56 соединен с выходом четвертого инвертирующего усилител 52, реализованного на усилителе 102, входном резисторе 103, резисторе обратной св зи 104. Вход четвертого инвертирующего усилител 52 соединен с третьим входом формировател 9 сигнала переключени и с входом четвертого неинвертирующего усилител 48, реализованного на усилителе 105 и резисторе обратной св зи 106, который через резистор 107 соединен с общей точкой. Выход четвертого неинвертирующего усилител 48 соединен с третьим входом третьего сумматора 55.The switching signal generator 9 contains (FIG. 4) four non-inverting 45-48 and four inverting 49-52 amplifiers, four adders 53-56, an integrator 57 and an aperiodic link 58. The first non-inverting amplifier 45 is implemented on the amplifier 59, and a feedback resistor a communication 60, which is connected through a resistor 61 to a common point. The input of the non-inverting amplifier 45 is connected to the first input of the switching signal generator 9, and the output of the non-inverting amplifier 45 is connected to the first input of the first adder 53. The first adder 53 is implemented on the amplifier 62, input resistors 63, 64, and feedback resistor 65. The second input the first adder 53 is connected to the output of the first inverting amplifier 49 implemented on the amplifier 66 of the input resistor 67, the feedback resistor 68. The input of the first inverting amplifier is connected to the second input of the switching signal generator 9 and with the input of the second non-inverting amplifier 46, implemented on the amplifier 69 and the feedback resistor 70, which is connected through a resistor 71 to a common point The output of the second non-inverting amplifier 46 is connected to the first input of the second adder 54, implemented on the amplifier 72, input resistors 73, 74, feedback resistor 75. The output of the second adder 54 is connected to the output of the switching signal generator 9, and the second input of the second adder is connected to the output of the third adder 55 implemented on the amplifier 76, input resistors 77-79, the resistor e feedback 80. The first input of the third adder 55 is connected to the output of the second inverting amplifier 50, implemented on the amplifier 81, the input resistor 82, the resistor 11 feedback 83 The input of the second inverting amplifier 50 is connected to the output of the integrator 57, implemented on the amplifier 84, the input circuit of which includes a resistor 85, .1 in the feedback circuit — a capacitor 86, and the input of a third non-inverting amplifier 47 implemented on the amplifier 87 and the feedback resistor 88, which is connected to a common point through the resistor 89. The output of the third non-inverting amplifier 47 is connected to the first input of the fourth adder 56, implemented on the amplifier 90, input resistors 91-93, feedback resistor 94. The output of the fourth adder 56 through an aperiodic link 58, implemented on the amplifier 95, in the input circuit of which a resistor is connected 96, and in the feedback loop, a capacitor 97 and a resistor 98 are connected in parallel, connected to the output of the integrator 57 and the second input of the third adder 55. The second input of the fourth adder 56 through the third inverting amplifier 51. is implemented which is connected to an amplifier 99, an input resistor 100, a feedback resistor 101, and is connected to an output of a first adder 53. A third input of a fourth adder 56 is connected to an output of a fourth inverting amplifier 52 implemented on an amplifier 102, an input resistor 103, a feedback resistor 104. The input of the fourth inverting amplifier 52 is connected to the third input of the driver 9 of the switching signal and to the input of the fourth non-inverting amplifier 48 implemented on the amplifier 105 and the feedback resistor 106, which is connected through the resistor 107 to common point. The output of the fourth non-inverting amplifier 48 is connected to the third input of the third adder 55.
Блок управлени 10 содержит (фиг.4) четыре триггера 108-111, два неинвертирующих усилител 112, 113, четыре инвертирующих усилител 114-117, сумматор 118, три логических элемента Й-НЕ 119-121 и три коммутирующих блока, каждый из которых содержит соответственно управл ющий элемент 122, 123, 124 и двух- позиционный ключ 125. 126, 127. Первый триггер 108 реализован на усилителе 128, входном резисторе 129, резисторе обратной св зи 130 и стабилизаторе 131, через который выход усилител 128 соединен с общей точкой. Вход первого триггера 108 соединен с первым входом управл ющего устройства 10, а выход первого триггера 108 - с первыми входами трех логических элементов И-НЕ 119-121. К второму 12 входу первого логического элемента И-НЕ 119 подключен второй триггер 109, реализованный на усилителе 132, входном резисторе 133, резисторе обратной св зи 134 и стабилитроне 135, через который выход усилител 132 соединен с общей точкой. Вход второго триггера 109 соединен с вторымThe control unit 10 contains (Fig. 4) four flip-flops 108-111, two non-inverting amplifiers 112, 113, four inverting amplifiers 114-117, an adder 118, three logic elements N-HE 119-121 and three switching blocks, each of which contains respectively, the control element 122, 123, 124 and the two-position switch 125. 126, 127. The first trigger 108 is implemented on the amplifier 128, the input resistor 129, the feedback resistor 130 and the stabilizer 131, through which the output of the amplifier 128 is connected to a common point . The input of the first flip-flop 108 is connected to the first input of the control device 10, and the output of the first flip-flop 108 is connected to the first inputs of the three logical elements AND-NOT 119-121. A second trigger 109 connected to an amplifier 132, an input resistor 133, a feedback resistor 134, and a zener diode 135, through which the output of the amplifier 132 is connected to a common point, is connected to a second 12 input of the first NAND gate 119. The input of the second trigger 109 is connected to the second
входом управл ющего устройства 10 и входами первого 114 и второго 115 инвертирующих усилителей, реализованных соответственно на усилител х 136. 137. входных резисторах 138, 139 и резисторах обратной св зи 140, 141. Выходы этих усилителей через двухпозиционный ключ 125 первого коммутирующего блока, управл емый управл ющим элементом 122. подсоединенным к первому логическому элементу И-НЁ 119, соединены с первым входом сумматора 118. Сумматор 118 реализован на усилителе 142, трех входных резисторах 143-145 и резисторе обратной св зи 146. Выход сумматора 118 подсоединен к выходу управл ющего устройства 10. Второй вход сумматора 118 через двухпозиционный ключ 126 второго коммутирующего блока, управл емый управл ющим элементом 123. подключенным через второй логический элемент И-Н Е 120 к входу третьего триггера 110, реализованного на усилителе 147, входном резисторе 148, резисторе обратной св зи 149 и стабилитроне 150, через который выход усилител 147 соединен с общей точкой , соединен с входами третьего 116 и четвертого 117 инвертирующих усилителей. Эти усилители реализованы соответственно на усилител х 151, 152, входных резисторах 153, 154 и резисторах обратной св зи 155. 156. Входы этих усилителей и третьего триггера 110 соединены с третьим входом управл ющего устройства 10, четвертый вход которого соединен с входами первого 112 и второго 113 неинвертирующих усилителей, реализованных соответственно на усилител х 157, 158, резисторах обратной св зи 159, 160, которые через резисторы 161, 162 соединены с общей точкой, и с входом четвёртого триггера 111, реализованного на усилителе 163, входном резисторе 164, резисторе обратной св зи 165 и стабилитроне 166, через который выход усилител 163 соединен с общей точкой. Выход четвертого триггера 111 подсоединен к второму входу третьего логического элемента И-НЕ 121. выход которого соединен с управл ющим элементом 124 третьего коммутирующего блока, управл ющего двухпозиционным ключом 127, через который выходы первого 112-и второго 113 неинвертирующих усилителей подключены к третьему входу сумматора 118.the input of the control device 10 and the inputs of the first 114 and second 115 inverting amplifiers, implemented respectively on amplifiers 136. 137. input resistors 138, 139 and feedback resistors 140, 141. The outputs of these amplifiers through the on-off switch 125 of the first switching unit, control controlled by the control element 122. connected to the first logical element AND-NO 119, connected to the first input of the adder 118. The adder 118 is implemented on an amplifier 142, three input resistors 143-145 and a feedback resistor 146. The output of the adder 118 is connected not to the output of the control device 10. The second input of the adder 118 through the on-off key 126 of the second switching unit, controlled by the control element 123. connected through the second logical element IH E 120 to the input of the third trigger 110, implemented on the amplifier 147, the input resistor 148, a feedback resistor 149 and a zener diode 150, through which the output of the amplifier 147 is connected to a common point, connected to the inputs of the third 116 and fourth 117 inverting amplifiers. These amplifiers are respectively implemented on amplifiers 151, 152, input resistors 153, 154 and feedback resistors 155. 156. The inputs of these amplifiers and the third trigger 110 are connected to the third input of the control device 10, the fourth input of which is connected to the inputs of the first 112 and the second 113 non-inverting amplifiers, respectively implemented on the amplifiers 157, 158, feedback resistors 159, 160, which are connected through a resistor 161, 162 to a common point, and to the input of the fourth trigger 111, implemented on the amplifier 163, the input resistor 164, cut feedback loop 165 and zener diode 166 through which the output of amplifier 163 is connected to a common point. The output of the fourth trigger 111 is connected to the second input of the third NAND gate 121. The output of which is connected to the control element 124 of the third switching unit controlling the on-off key 127, through which the outputs of the first 112 and second 113 non-inverting amplifiers are connected to the third input of the adder 118.
Устройство работает следующим образом . Сигнал задани по ускорению поворота экскаватора с командоаппарата 1 поступает на первый сумматор 2 и через задатчикЗ интенсивности скорости поворота экскаватора на второй сумматор 8. На втором сумматоре 8 сигнал задани по скорости поворота сравниваетс с сигналом фактической скорости поворота, поступающим с датчика 7 скорости поворота, и определ етс сигнал ошибки скорости поворота,The device operates as follows. The reference signal for accelerating the turn of the excavator from the command device 1 is supplied to the first adder 2 and through the adjuster 3 the intensity of the turning speed of the excavator to the second adder 8. At the second adder 8, the reference signal for the turning speed is compared with the signal of the actual turning speed coming from the turning speed sensor 7, and a rotation speed error signal is detected,
поступающий на вторые входы формировател 9 сигнала переключени и блок управлени 10 и первый вход датчика 5 косвенного измерени возмущени . Сигнал с датчика 7 скорости поворота также посту0 пает на первый вход датчика 4 упругого момента , в котором по этому сигналу и сигналу с датчика 6 тока корной цепи определ ютс сигналы фактического ускорени поворота экскаватора и упругого момента. Первыйarriving at the second inputs of the switching signal generator 9 and the control unit 10 and the first input of the sensor 5 for indirect measurement of disturbance. The signal from the rotation speed sensor 7 also arrives at the first input of the elastic moment sensor 4, in which the signals from the actual acceleration of the rotation of the excavator and the elastic moment are determined from this signal and the signal from the main current sensor 6. The first
5 из этих сигналов используетс дл определени на первом сумматоре 2 сигнала ошибки ускорени , поступающей на третий входы формировател 9 сигнала переключени и блок управлени 10. Второй из этих5 of these signals are used to determine on the first adder 2 an acceleration error signal supplied to the third inputs of the switching signal generator 9 and the control unit 10. The second of these
0 сигналов вместе с сигналом ошибки скорости поворота используетс в датчике 5 косвенного измерени возмущени дл определени сигнала возмущени , поступающего на четвертый вход блока управлени 0 signals along with the rotation speed error signal is used in the sensor 5 of indirect measurement of disturbance to determine the disturbance signal supplied to the fourth input of the control unit
5 Ю. По сигналам ошибки скорости и ускорени поворота и сигналууправлени электроприводом 11 в формирователе 9 сигнала переключени согласно (1) формируетс сигнал переключени , поступающий на пер0 вый вход блока управлени 10. На выходе блока управлени 10 формируетс сигнал управлени электроприводом 11 вида (3), обеспечивающий независимое от внешних и внутренних возмущений воспроизведе5 ние электроприводом управл ющего воздействи и устранение колебаний упругого момента. Переключение коэффициентов усилени осуществл етс в блоке управлени 10 автомататически согласно (4), (5), (6)5 Yu. According to the error signals of speed and acceleration of rotation and the control signal of the electric drive 11 in the shaper 9 of the switching signal according to (1), a switching signal is generated that is transmitted to the first input of the control unit 10. At the output of the control unit 10, a control signal of the electric drive 11 of the form (3) is generated providing independent from external and internal disturbances reproduction of the control action by the electric drive and elimination of elastic moment fluctuations. The switching of the gain is carried out in the control unit 10 automatically according to (4), (5), (6)
0 в зависимости от соотношени знака сигнала переключени и сигналов ошибок по скорости и ускорению поворота и знака сигнала возмущени .0 depending on the ratio of the sign of the switching signal and the error signals in terms of speed and acceleration of rotation and the sign of the disturbance signal.
Положительный эффект по сравнению сPositive effect compared to
5 прототипом достигаетс за счет, во-первых,, сокращени времени экскавации на (2-3)% путем устранени устройства выбора зазора и задани сразу же допустимого значени скорости поворота экскаватора, и,5, the prototype is achieved by, firstly, reducing the excavation time by (2-3)% by eliminating the clearance selection device and setting immediately the permissible value of the speed of rotation of the excavator, and,
0 во-вторых, уменьшением в скольз щем режиме на (40-50)% динамических нагрузок колебаний упругого момента, которые возникают при выбранном зазоре из-за неравномерного износа шестерен в много5 двигательных приводах и составл ют 1,5- 1.7 стопорного значени .0 secondly, a decrease in the sliding mode by (40-50)% of the dynamic loads of the elastic moment fluctuations that occur at the selected gap due to uneven wear of the gears in many 5 motor drives and are 1.5-1.7 locking values.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904811039A RU1781393C (en) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Method and device for limiting dynamical loading of excavator slewing gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904811039A RU1781393C (en) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Method and device for limiting dynamical loading of excavator slewing gear |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1781393C true RU1781393C (en) | 1992-12-15 |
Family
ID=21506557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904811039A RU1781393C (en) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Method and device for limiting dynamical loading of excavator slewing gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1781393C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160036358A1 (en) * | 2011-06-10 | 2016-02-04 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Construction machine |
-
1990
- 1990-04-03 RU SU904811039A patent/RU1781393C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Волков Д.П.Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов. М.: Машиностроение, 1965, Авторское свидетельство СССР № 601360, кл. Е 02 F 9/20, 1978. Авторское свидетельство СССР № 926181, кл. П 02 F 9/20, 1982. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. М.- Энерги , 1971. Авторское свидетельство СССР № 1382919,кл. Е 02 F 9/20. 1988. Емель нов С.В., Уткин В.И., Таран В.А. и др. Теори систем с переменной структурой. Наука, 1970. с. 224-240 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160036358A1 (en) * | 2011-06-10 | 2016-02-04 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Construction machine |
| US9621079B2 (en) * | 2011-06-10 | 2017-04-11 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Construction machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU1781393C (en) | Method and device for limiting dynamical loading of excavator slewing gear | |
| US3870939A (en) | Method for controlling acceleration and deceleration of a traction motor | |
| US3543113A (en) | Load weight circuit for traction motor control systems | |
| SU613037A1 (en) | Device for controlling digging mechanism of single-bucket excavator | |
| RU1788161C (en) | Apparatus for limiting dynamic efforts of excavator mechanisms | |
| SU1129301A1 (en) | Apparatus for controlling the process of taking-up backlash of mechanical transmissions in twin-motor electric slewing drive of excavator | |
| SU1137026A1 (en) | Conveyor system electric drive | |
| SU1552324A1 (en) | Dc electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism | |
| SU1075360A1 (en) | Two-motor d.c.drive | |
| SU1181106A1 (en) | D.c. drive | |
| SU743148A1 (en) | Device for control of dc motor | |
| SU1740571A1 (en) | Device for limiting of dynamic loads of excavator digging mechanisms | |
| RU1768720C (en) | System of stabilization of tension of lift rope of dragline excavating machine | |
| SU1018899A1 (en) | Method for damping oscillations of load engaging member of horizontal movement mechanism of lifting vehicle suspended from flexible member | |
| SU730939A1 (en) | Apparatus for controlling the digging mechanism of excavator | |
| SU748756A2 (en) | Dc electric drive | |
| SU1294756A1 (en) | Device for controlling drive of hoisting-transportation machine running gear | |
| SU1420127A1 (en) | Apparatus for controlling electric drive of power shovel | |
| SU965899A1 (en) | Ship multiunit power plant control system | |
| SU917289A1 (en) | Electric drive | |
| SU1333913A1 (en) | Hydraulic transmission | |
| SU1209783A1 (en) | Arrangement for controlling slewing gear of dragline | |
| SU1192089A1 (en) | Device for forming specification of electric drive velocity | |
| SU515230A1 (en) | Device for controlling direct current drive | |
| SU762128A1 (en) | Method and apparatus for pulse-width control of thyristorized power amplifier |