Способ регулирования рабочих процессов землеройно- транспортной машины

 

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и позволяет повысить производительность путем повышения точности определения максимума тяговой мощности N д, . Во время рабочего хода измеряют соответствуюи;1ими датчиками 1 -3 текущие значения тягового усилия Р,- , действительной VQ и теоретической V скоростей движения машины. Теку (Л с оо ел ел

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so 4 E 02 F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-;, / 1/

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3869799/29-03 (22) 20.03.85 (46) 07.06.87. Бюл. ¹- 21 (71) Челябинский филиал Государст- " венного союзного научно-исследовательского тракторного института (72) В.А.Коровин, В.И,Курченков, Ю.В,Гинзбург и М,С.Телятников (53) 621.878. (088.8) (56). Патент США ¹ 4194574, кл. Е 02 F 3/76, опублик. 1980.

Авторское свидетельство СССР № 881225, кл . Е 02 Р 9/20, 1979, „„SU„„1315571 А 1 (54) СПОСОБ PF.ГУПИРОВАНИЯ РАБОЧИХ

ПРОЦЕССОВ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНОЙ, МАШИНЫ (57) Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и позволяет повысить производительность путем повышения точности определения максимума тяговой мощности

N „,Во время рабочего хода измеряют соответствующими датчиками 1-3 текущие значения тягового усилия Р, действительной V и теоретической

7 скоростей движения машины. Теку13)5571 щее значение Р сравнивают с заданным и определяют оптимальное значение тягового усилия Р соответстT,ÎÏò вующее 1, „„. I o значениям V u

V в блоке 4 определяют текущее значение буксования „движителей и, сравнивая его с заданным значением, определяют х-ку буксования, По результатам сравнения определяют ,реальную тяговую х-ку N (P ), Для различных грунтов задают х-ку и

Р . По измеренным значениям Р, г и

Ч. определяют тяговую мощность N

По максимальному значению реальной тяговой х-ки в блоке 8 определяют оптимальное значение Р „,. Полученное значение Р г в блоке 9 сравнивают с текущим Г и по знаку рассогласования рабочий орган 10 выглубляется или заглубляется. Способ позволяет определить оптимальную рабочую передачу (РП) машины беэ поисковых переключений РП. Для этого генератором 13 поиска блок 6 определения г

N (P ) переключается на каждую РП.

Блок )2 анализа фиксирует N на г,мс кс каждой РП и путем сравнения этих значений определяет РП с наибольшим значением И,, Оптимальное значение параметра регулирования определяется только на включенной в данный момент PTI в соответствии с показанием датчика 11 номера передачи. 3 ил, 1

Изобретение относится к строитель ному и дорожному машиностроению, а именно к системам управления рабочими органами землеройно-транспортных машин (3TM) непрерывного или циклического действия, например бульдозеров °

Целью изобретения является повышение производительности путем.повышения точности определения максиму- 10 ма тяговой мощности.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 — тяговые характеристики ЗТМ; на фиг. 3 — временные диаг- 15 раммы, поясняющие суть предложенного способа.

Устройство, реализующее способ, содержит блоки измерения текущих значений режимных параметров машины, например, тягового усилия 1, действительной 2 и теоретической 3 скорости движения, блока 4 определения характеристики буксования, задающий генератор 5, блок б задания теорети25 ческой тяговой характеристики, блок

7 определения эквивалента производительности, входы которого подключе.ны к выходам задающего генератора

5, блока б задания теоретической тяговой характеристики и блока 4 определения характеристики буксования, входы которого подключены к выходам

2 задающего генератора 5 и блоков 1, 2 и 3 измерения режимньгх параметров машины, блок 8 определения оптимального значения параметра регулирования, входы которого подключены к выходу блока 7 определения эквивалента производительности и вьгходу задающего генератора 5, блок 9 сравнения, входы которого подключены к выходу блока 8 определения оптимального значения параметра регулирования и выходу одного из блоков 1, 2 и 3 измерения текущих значений режимных параметров (например, блок измерения тягового усилия 1), а выход блока 9 сравнения подключен к входу блока )0 управления рабочим органом.

Устройство дополнительно содержит датчик 11 номера включенной передачи, блок 12 анализа, генератор 13 поиска и блок 14 управления переключением передач. Выход и входы блока 12 анализа подключены соответственно к входу блока it4 управления переключением передач, выходу блока 7 определения эквивалента производительности и выходу генератора 13 поиска, объединенному с дополнительным входом блока б задания теоретической тяговой характеристики, причем выход датчика 11 номера включенной передачи подключен к входу генератора 13 поиска.

)31557

Регулирование рабочего процесса осуществляется по одному режимному параметру (параметру регулирования), например тяговому усилию, коэффициенту буксования, действительной скорости движения, угловой скорости дви- 40 гателя, с оцновременной корректировкой величины этого параметра в зависимости от текущих значений других режимных параметров.

Для предлагаемого способа не име5 ет принципиального значения характер эквивалента производительности и вид параметра регулирования ° Рассмотрим сущность способа, когда эквивалентом производительности является тяговая мощность, а параметром регулирования — тяговое усилие ЗТМ.

Таким образом, решение задачи регулирования рабочих процессов ЗТМ сводится к определению величины

P д, соответствующей максимуму тяговой мощности N „„ (фиг,2), на основании результатов измерения текущих значений режимных параметров

Сущность предложенного сло со ба на примере работы реализующего его устройства следующая.

Во время рабочего хода осуществляется. измерение текущих значений режимных параметров ЗТМ, например, тягового усилия действительной и теоретической скорости движения машины.

В некоторый произвольно взятый момент времени эти значения соответственно 10 равны Р,, Ч и 1,. (фиг.2). Рабочий процесс предполагается управляемым, т.е. имеется возможность изменени" "текущих значений режимных параметров путем изменения положения 15 рабочего органа ЗТМ. Под непосредственной целью регулирования понимается достижение максимальной производительности машины, Производительность машины не может быть непосред- 20 ст:зенно выражена через режимные параметры машины. Поэтому при формализации цели управления используется по— нятие эквивалента производительности — величины, выраженной через ре- 25 жимные параметры машины, и в конк— ретных условиях эксплуатации пропорциональное ее производительности. В качестве эквивалента производительности обычно рассматривается тяговая 30 мощность, тяговый КПД или выходная мощность моторно-трансмиссионной установки ЗТМ, 1 4 машины и последующему заглублению или выглублению рабочего органа с целью приближения величины Р к

Рт, опт величины Р > пг и 1т, мс к с при этом не постоянны, а изменяются в соответствии с изменением грунтовых условий.

Арифметическое устройство 15 вы" числяет текущее значение коэффициейта буксования по известной зависимости

Vтo — Vgo

Одновременно непрерывно работающий задающий генератор 5 формирует напряжение (например, пилообразной формы), амплитуда которого с точностью до постоянного масштабного коэффициента соответствует максимальному тяговому усилию (фиг. 3, U )

ЗТМ, Период следования выходных импульсов генератора 5 значительно меньше периода наибольшей из возможных частот рабочего процесса машины, Измеренное значение тягового усилия Р, сравнивается двухпороговым компаратором 16 с выходным напряжением генератора 5 и в момент их совпадения формируется короткий импульс (фиг.3, U, ), поступающий на управляющий вход устройства 18 выборки и хранения, Выходное напряжение генератора 5 через еремножитель 19 поступает также на вход функционального преобразователя 20.

С достаточной степенью точности кривая буксования на различных грунтах однозначно характеризуется максимально возможным по сцеплению тяго-! вым усилием машины РT,„С,„, Рт А, „ (фиг,2) . Зависимость буксования от тягового усилия машины, полученная на ооновании экспериментальных данных для различных грунтов, реализуется функциональным преобразователем 20. При изменении амплитуды входного сигнала функционального преобразователя 20 соответственно изменяются и параметры формируемой кривой буксования, В предложенном устройстве путем регулировки выходного напряжения перемножителя 19 обеспечивается соот-ветствие выходного сигнала функционального преобразователя 20 (фиг,3, U ) и реальной кривой буксования

2о в данных грунтовых условиях. Это дос 1315571 ласования. тигается сравнением вычисленного те— кущего значения коэффициента буксования 6 с выходным сигналом функционального преобразователя 20 при помощи сравнивающего устройства 17, запоминанием рассогласования в моменты совпадения измеренного значения тягового усилия с выходным сигналом задающего генератора 5 и последующим воздействием на перемножитель 19 с целью устранения этого рассогБлок 6 задания теоретической тяговой характеристики машины осущест— вляет функциональное преобразование выходного сигнала задающего генератора 5 в сигнал, форма и масштаб которого соответствуют теоретичеСкой тяговой характеристике машины (для, ЗТМ с гидромеханической трансмиссией, фиг.3, U ), Таким образом, в устройстве, реализующем способ„ одновременно формируются сигналы, соответствующие изменению тягового усилия, коэффициента буксования и теоретической скорости движения (фиг.3, соответственно

U5 9 Ug v U <) . И споль эуя эти сигна2о лы, блок 7 определения эквивалента производительности определяет тяговую мощность ЗТМ

В данном случае тяговая мощность определена как функция от времени (фиг. 3, П„) однако, учитывая одно- значность связи между амплитудой и фазой выходного напряжения задающего генератора 5„ можно опре,целить оптимальное тяговое усилие, соответст-. вующее максимуму тяговой мощности (фиг3, Р „, 11 „„„„, ) . Этс реализуется в блоке 8 определения оптимального значения парам тра регулирования путем выявления момента смен знака производной выходного сигнала блока 7 определения эквивалента производительности и фиксации в этот момент времени выходного напряжения задающего генератора 5. Полученное оптимальное значение параметра регулирования при помощи блока 9 сравнения сравнивается с текущим значением, выявляется их рассогласование и блок 10 управления рабочим органом в зависимости от знака этого рассог= ласования включает его выглуоление или заглубление. После устранения

J0

5Q

55 рассогласования текущего и ..и-тимального значений параметра регулирования управление рабочим органом отключается. При изменении грунтовых условий или накоплении грунта перед рабочим органом вновь возникает отклонение текущего значения параметра регулирования от оптимального и описанный процесс регулирования повторяется .

Способ регулирования позволяет опре,целить оптимальную рабочую передачу ЗТМ без поисковых переключений передач, Это осущетсвляется следующим обр,-.зом, 1

Генератор 13 поиска осуществляет последовательное переключение блока

6 определения теоретическои тяговой характеристики на кажду.о рабочую передачу, При этом осуществляется построение кривой тяговой мощности (риг, 3, U ) для каждой передачи.

Блок 12 анализа фиксирует максимальные значения тяговой мощности на каждой передаче и путем сравнения этих значений определяет рабочую передачу с наибольшим значением максимума тяговой мощности. Для того,чтобы процесс поиска оптимальной рабочей передачи не приводил к нарушению

-г:.роцесса регулирования рабочего процесса, оптимальное значение парамет— ра регулирования определяется только на включенной в данный момент времени передаче в соответствии с пока.— заниями датчика ll, После определения номера оптимальной рабочей передачи блок 14 управления переключением передач осуществляет соответствующие переключения в трансмиссии ЗТМ. Для ЗТМ цикличного действия, например бульдозера, переключение на оптимальную рабочую передачу может осуществляться перед началом следующего рабочего хода.

Если ЗТМ не оборудована электрогидравлической системой переключением передач, блок 14 может быть выполнен в виде звукового или светово— го сигнализатора, информирующего оператора о несовпадении оптимальной и включенной в данный момент времени передач, Таким образом, предложенный способ регулирования позволяет существенно повысить точность регулирования при изменении грунтовых условий в широких пределах. Это достигается

131 не только измерением текущих значений режимных параметров машины, но и использованием априорных экспериментальных данных о соотношении этих параметров на различных грунтах. формула изобретения

Способ регулирования рабочих процессов землеройно-транспортной машины, заключающийся в том, что во время рабочего хода измеряют тяговое усилие и действительную скорость движения машины, определяют оптимальное значение тягового усилия, соответствующее максимальной тяговой мощности, и по знаку отклонения текущего значения тягового усилия от оптимального формируют управляющий сигнал на изменение голожения рабочего органа, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения

5571 8 проиэвоцительиости путем повышения точности определения максимума тяговой мощности, задают характеристику буксования и тягового усилия для различных грунтов, определяют теоретическую скорость и по действительной и теоретической скорости определяют текущее значение буксования движителей, затем, сравнивая это значения

10 с заданными, определяют характеристику буксования и по результатам сравнения определяют реальную тяговую характеристику машины, по максимальному значению которой определяют on""

f5 тимальное значение тягового усилия для каждой передачи, и сравнивая абсолютные значения максимумов тяговой мощности для различных передач,производят переключение передачи, соот39 ветствующее максимальному значению мощно сти.!

31557! т onr.

Составитель Л,Виноградов

Техред M. Ходанич

Корректор А,Обручар

Редактор А.Шандор

Подписное

Заказ 2325/31 Тираж 606

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4