SU1033033A1 - Система автоматизированного вождени колесных машинно-тракторных агрегатов - Google Patents

Abstract

1. СИСТЕМА АВТШ16Ч13ИРОВАИНОГО ВОЖДЕНИЯ КОЛЕСШХ МШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ, содержаща  програм мный блок, св занный с переключателем режимов управлени , датчики траекторной осйибки и положени  направл нвдих колес, датчик скорости и усилитель , св занный с исполнительными механ змаувл, отличающа с   тем, что, с целью повьвиени  качества автовождени  и расширени  области применени , она дополнительно содержит датчик положени  рабочих органов, св занный с программным блоком и переключателем режимов управлени  блок реве рсировани  управл ющего воздействи , св занн|з1й входом с переключателем режимов управлени , а выходами:- с усилителем, сзгему управлени  движени  на рабочем гоне, св занную со схемой стабилизации направл  Ш1их колес и через последнюю - с переключателем режимов управлени , схему автоматической регулировки интенсивности и величины управл ющего воздействи , св занную входами со схемой стабилизации направл ющих колес и с датчиками скорости и положени  направл ющих ко лес, а выходами - с усилителем, тактовый генератор, св занный входом с датчиком скорости, а выходом - с программным блоком, и датчик боково го крена, при этом датчики траектор-v ной ошибки, бокового крена-и положени  направл ющих колес св заны со схемой управлени  движением на рабо-. чем гоие, причем датчик положени  направл ющих колес св зан также со схемой стабилизации последних. 2.Система по п, 1, о т л и ч аю щ а   с   тем, что схема управлени  движением на рабочем гоне содержит сумматор, к входам которого подключены датчик тюложени  напр вл ющих колес и через блоки интегрировани  датчики траекторной схоибки и бокового крена, а к {Ходам - компараторы , кото{% е своими выxoдa вI соединены со схемой стабилизации нап- КЛ рашт ющих колес и через элементы ИЛИ последней св заны с переключателем режимов управлени . 3.Система по п, 1 о т л и ч аю щ а   с   f&K, что схема автоматической регулировки интенсивности и величины управл ющего воздействи  О содержит блок изменени  интенсивности управл юй го воздействи  по уравсиэ нению W « + B.V ч- С. 00 и блок ограничени  вёличиш управл ющего воздействи  по уравнению оэ ot BgV + С2 где W и сзС соответственно интенсивм ность и величина управл ющего воздействи ; А,В,С посто нные коэффициенты, V линейна  скорость движени  агрегата, при этом упом нутые блоки входами подключены через блок интегрировани  к датчику, хзкорости, а выходами - соответственно к первому входу управл емого частотно-импульсного регул тора , св занного входом установки со схемой стабилизации направл кпшх колес , а вь1ходом - с усилителем, и к первому входу сдвоенного компаратора

Description

второй вход которого соединен с датчиком положени  направл надик колес, а выход - с усилителем,

4.. Система по п. 1, о т л и ч аю ц а   с   тем, что схема стабилизации направл ющих, колес содержит формирователь управл ющих сигналов, .первый и второй компараторы, первый и второй элементы ЗИ, первый и второй элементы ИЛИ, элемент 2И, первый и второй элементы НЕ и третий элемент ИЛИ, причем вход формировател  управл ющих - сигналов св зан с датчиком положени  направл кадих колес, а выходы - с входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ЗИ вторЕЛе входы которых объединены и подключены к выходу элемента 2И, а третьи входал первого и второго элементов ЗИ также объединены и соединены с выходом переключател  режимов управлени , выходы первого и второго элементов ЗИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы ко-

торых соединены с входами соответственно первого и второго элементов НЕ и с в иэдами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управл емому частотно-импульсному регул тору схемы автоматической регулировки интенсивности и величины управл ющего ;воздействи , причем входы первого и второго элементов НЕ соединены так:же с выходами соответственно первого и второго компараторов схемы управ. ени  на рабочем гоне, а выходы подключены к 9xoRS(M элемента 2И.

;5. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а   с   тем, что усилитель содержит два логических элемента ЗИ, первые входы которых соединены с блоком реверсировани  управл кйцего воздействи , вторые - соединены между собой и с выходом управл емого частотно-импульсного регул тора, третьи - с выходами элементов НЕ схемы регулировки интенсивности величииы управй имцего воздействи , а выходы подключены к входам каналов усилител , выходы которых соединены с исполнительными механизмами.

Изобретение относитс  к устройствам дл  автоматизированного управлени  движением сельскохоз йственных машинно-тракторных агрегатов и специализированных самоходных машин на рабочих гонах и поворотных полосах при выполнении сельскохоз йственных полевых механизированных работ и может быть использовано дл  автоматизации вождени  колесных тракторов и специалиэированных самоходных маШИН в составе Системы- управлени  кокилексно автоматизированного машинного агрегата.

Известно устройство дл  автрМатизиро&анного упразапени  машинно -тракторным агрегатом  а поворотной полосе при Шзшолнении поворота по Универсальному алгоритму С

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  ус ройетво дл  управлени  движением трактора, содержащее программный блок, св занный с переключателем режимов управлени , датчики траекторной ошибки и положени  направл ющих колес, датчик Скорости и усилитель, св занный с исполнитеЬьныкш гдаханиэмалда 12 J.

Недостатками этого устройства  вл ютс  отсутствие коррекции системы управлени  в зависимости от угла бокового крена трактора и автоматической регулировки предельного угла . поворота направл квдих колес или полурам трактора в зависимюсти от скорости движени  агрегата, а также ограниченность области применеи , так как данное устройство предназначено  п  автоматизации вождени  трактора только на поворотной полосе и не обеспечивает автовождени  на рабочем

гоне.

Цель изобретени  - повышение качества автовождени  и расширение области применени . Указанна  цель достигаетс  тем,

что система автоматизированного вож-, дени  колесных мшиинно-трактсрных агрегатов дополмитёльно содержит Датчик положени  рабочих органов, св занный с програлошым блоком и переключателем режимов управлени , блок реверсировани  управл ющего воздействи , св занный вхаоом с п юкгаечателем режимов управлени , а выходами - с усилителем, схему угфавлен  

движением на рабочем гоне, св занную

са схемой стабилизации направл ющих колес и через последнюю - с иереюиэ чателем , упрйвлени , схему ёштоматической регулировки интенсивности и величины управл кщего воздей

стви , св занную входшли со схемой стабилизации иаправл ккцих колес- и с датчиками скорости и положени 

направл ющих колес, а выходами - с усилителем,.тактовый генератор, св  занныйi входом с датчиком скорости, а выходом - с програкиным блоком, и Датчик.бокового крена, при этом датчики траекторной ошибки, бокового крена и положени  направл юцих колес св заны со схемой управлени  на рабочем гоне, причем датчик положени  направл кидих колес св зан также со схемой стабилизации последних .

Причем схема управлени  движением на ра бочем гоне содержит сушлатор , к входам которого подключены датчик положени  направл ющих колес и через блоки интегрировани , датчики траекторной ошибки и бокового крена, а к выходам - компараторы, которые своими выходами соединены со схемой стабилизадии направл ющих колес и через элементы ИЛИ последней св заны с переключателем режимов управлени .

Схема автоматической регулировки интейсйвности и величины управл надего воздействи  содержит блок изменени  интенсивности управл юцего воздействи  по уравнению

W + е

и блок ограничени  велишны управл ющего возд стви  по уравнению

+ С

BgV

2

где W, cL - соответственно интенсивность и величина управл ющего воздействи ;

С посто нные коэффициента

ft, В, линёйиай скорость двйжеV . НИН агрегата.

При этом упом нутые блоки входаг-ш подключены через блок иитерриро еани  к датчику скорости, а выходами - соответственно к nej)BOMy входу управл емого частотно-импульсного регул тора , св занного входом установки со схемой стабилизации иаправл ювдих колес, а выходом - с усилителем, и к первому входу сдвоенного компаратора , второй вход которого соединен с датчиком положени  направл к цих колес, а выход - с усилителем.

Схема стабилизации направл к цих колес содержит формирователь управл к дйх сигналов, первый и второй компараторы, первый и второй элементы ЗИ, первый и второй элементы HJHI элемент 2И, первый и второй элементы НЕ и третий элемент ИЛИ, причем вход формировател  упра8ЛЯ1Ш1Их сигналов св зан с датчиком положени  направл ющих колес, а выходы - с входами первого и второго компараторов , выходы которых соединены с первыми ВХОДЕ1МИ соответственно первого Н-второго элементов ЗИ, вторые входы которых объединены и подключены к выходу элемента 2И, третьи входал первохчэ и второго элементов ЗИ объединены и соединены с выходом переключател  режимов управлени , выходы первого и второго элементов ЗИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ИЗШ, вторые входы которых сое1щнены с входами соответственно первого и второго элементов НЕ и с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управл емому частотно-иютульсному регул тору схемы автоматической регулировки интенсивности и величины управл ющего воздействи , причем входы первого и второго элементов НЕ соедине5 ны также с выходами соответственно первого и второго компараторов управлени  на рабочем гоне, а выходы подключены к входам элемента 2И,

Усилитель содержит два логических элемента ЗИ, первые входы которых

0 соединены с блоком реверсировани  управл ющего воздействи , вторые соединены между собой и с выходом управл емого частотно-и шульсного регул тора, третьи - с выходами эле5 ментов НЕ схемы регулировки интен сивности и величины управл ющего воздействи , а выхода подключены ко входам каналов усилител , выходы которых соединены с исполнителье ными механизмами.

На фиг, 1 изображена блок-схема системы автс 4атизированного вождени  машинно-тракторных агрегатов;; на фиг. 2 - блок-схема программного

5 блока.

Устройство содержит переключатель 1 режимов управлени , св занные с ним программ1 ый блок 2, датчик положени  рабочих органов 3 и блок реверсировани  4, подключеннБгй через

0 усилитель 5 к исполнительнБМ механизмам б st также схему 7 управлени  движейием на рабочем гоне,, св занную через схему в стабилизации положени  иаправл 1Ш}Их колес с переключателем 1

5 режимов управлени ,и через схему 9 автоматической регулировки интенсивности и величииы управл к цего воздействи  с усилителем 5, тактовый генератор 10, выходом св занный с

0 програшдаым блоком 2, а входом - с датчиком скорости 11, с которым также св зана схема 9 регулировки ийтеисивности и величины управл ющего воздействи . Система включает так

5 же сумматор 12, .

Схема 7 управлени  движением на рабочем гоие содержит сумматор, к входам которого подключены через блоки интегрирован и  13 и 14 соответст0 венио датчики траекторной сшгабки 15 и бокового крена 16, а также непосредствеийо к третьему входу подключен датчик 17 положени  направл ющих койес К выходам сумматора 12 подключены компараторы 18 и 19.

5

Схема 9 автоматической регулировп ки интенсивности и величины управл квдего воздействи  содержит блоки 20 изменени  интенсивности и 21 ограничеки  величины управл ющего воздействи , входами подключенные через блох 22 интегрировани  к датчику 11 .скорости, а выходами первый - к управл емому частотно-импульсному регул тору 23, второй - через сдвоенный компаратор 24, другим вхсдаом св занный с датчике 17 положени  направл кидих колес, к двум логическим элементаи НЕ 25 и 26.

Схема 8 стабилизации направл ющих колес содержит фор1 Шрователь 27 управл ккаих сигнешов, вхоДом св занный с датчиком 17 положени  нап-: равл ю( колес, а выходами - серез два компаратора 28 и 29 и два логичесинх элемента ЗИ 30 и 31 с логическими элементами ИЛИ -32 и 33, осуадествл ивдими св зь схемы 7 управлени  движемием на рабочем гоне с переключателем 1 режимов управлени . ива других входа элементов ЗИ 30 и 31 св заны между собой и соединены через логические схемы 2И 34 и НЕ 35 и 36 с выходами схемы 7 управлени  движением на рабочем гоне. Третьи входы элементов ЗИ 30 и 31 соединены 1(ежду собой и с выходом переключател  1 режимов управлени . К входам элементов НЕ 35- и 36 подключены входа третьего элемента ИЛИ 37, выхолом св занного с управл емым час-. тЬ но-И1 ульсным регул тором 23.

Усилитель 5, выполненный двухкаиальным содержит два логических элемента ЗИ 38 и 39, первые входы которых соединены с блоком 4 реверсировани , вторые соединены между собой и с выходом регулируемого частотнр ймпульсного регул тора 23, третьис выходашЕ элементов НЕ 25 и 26 схемы 9 автометической регулировки интенсивност и величины управл ющего воздействи . йаходы элементов ЗИ 38 И 39 соединены со входами каналов 40 и 41 усилител  5, выходы которых подключены к испо нительмым механизмам 6.

-Сумматор 12 выполн ет сум1 шрова«ие сигналов датчиков 15 траекторвой ошибки и 17 положени  направл ющих колес, а также вычитание из полученной суммы сигнала датчика 16 бокового крена. БЛОКИ 13 и; 14 интегрировани  сигналов датчиков выполнены в виде фильтров нижних частот с полоеа да пропускани  соответственно доЮ, 00 Гц и до 0,50 Гц.

Ъ о1а 22 интегрировани  сигналов датчика 11 скорости выполнен в виде преобразовател  импульсных сигналов в напр жение, пропорциональное частоте . Блок 20 изменени  интенсивноети упрайл кадего воздействи  шполнен

в виде.схемы, преобразующей напр же1ние в зависимости от скорости движени  V по уравнению ,

« А;; |u(V)j2+ (у + г

где U(WJ - напр жение на выходе блока 20 изменени  интенсивности W управл ющего воздействи /

- напр жение на выходе блока 22 интегрировани 

0импульсных сигналов датчика 11 скорости. Блок 21 ограничени  величины oL управл ющего воздействи  выполнен в виде схемы, преобразующей напр жение по уравнению

U(cQ В2 0(V) 4- €2 где Ufci.) - напр жение на выходе блока 20.

Частотно-импульсный регул тор 23 0 выполнен в виде генератора пр моугольных импульсов управл емого напр жением , причем длительность импульсов неизменна , равна  0,05 с.

Делитель частоты на выходе генератора выполнен на В-триггерах. Входы триггеров дл  установки логической соединены между собой и через логический элемент НЕ (не показан) с выходом элемента ИЛИ 37. Это позвол ет осу„ ществл ть синхронизацию частотно-импульсного регул тора и схемы 7 управле ни  движением на рабочем гоне.

Программный блок 2 содержит двоичНо-дес тичные счетчики импуль- 5 соа 42, 43 и 44 подключенные к входам дешифраторов 45, 46 и 47, переключатели 48-65, входами по шесть штук Трем  группами подключенные к дешифраторам 45, 46 и 47, логичес-

0 кие элементы 4Й 66-71, три входа которых подключены к переключател м (4 8-65 J по одному из группы, четвертый - к зК11ходам дешифратора 72, а выходы элементов 4И соединены между собой и со входом двоично-дес тичного счетчика импульсов 73, , Счетчик 73 и дешифратор 72 соединены между собой. Первый и четвертый, второй и п тый выхода дешифратора 72 объединены и подключены к переключателю 1 режимов управлени , шестой . выход дешифратора 72 соединен с переключателем 1 режимов управлени / с звуковым генератором 74 через схему задержки 75 и с триггером 76

5 предназначенным дл  выдачи сйгиа а разрешакнцего пропускание логической схемой 2Й 77 счетных импу ьеов от тактового генератора К счетчику 42, Каждагй счетчик, соеди-иенный с дешифратором, образует счетйую декаДУ, логические элементы 4И 66---71; ечетчик 73 и дешифратор 72 реализуют универсальный алгоритм автовождени  машинно-тракторных агрегатов по траектори м рациональных видов поворотов. Счетчики 42, 43 и 44, дешифраторы 45 46 и 4 и переключатели 4U-65 состав л ют шесть трехраэраввых задатчиков длительности реалвэгшй  элементов универ салъного алгоритма Звуковой генератор 74 прейназйа ен дл  предухфеждени  водител  об окончании отработки уииверса ьного алгоритма ft перехода в режим 1ссфре{стировки завершцо егр участка траектории. . Монтаж устройбтва йа тракторе мш и1н етс:  в следу|ЕЯ м пор дке. К передйей части йереднего бруса рамы трактора, крейитс  рама кони ра г телескс 1ическа  конструкци  с двум  шарнирами и ги сороиилиндрами. Первые ш$1рнир и )цилиндр преднаэиачены дл  перевода рамы из тран епортногб положени  в рабочее и обратно , вторые - пр1едназначены дл  поворота рамы копира в крайнее прагвое или в крайнее левое положени . Это необходимо при челночном способе движени , когда базова  борозда располагаетс  справа или слева от трактора.Гидроцйлиндры подключаютс  к гидросистеме трактора: первыйпараллельно основному Щ1линдру гйдррнавесной системы трактора, а второй - к отдельной секции тракторного ра  тределител . Электронный блок вклки ающИй все позиции, кроме поэ.З 6, 11, 15, 16 и 17, К1з евйтс  в кабив трактора перед водителем над передним ветровым стеклом. Датчик 3 положе ни  органов крепитс  на навесном агрегате на корпусе заднего моста трактора, а на прицепном аг ийгате - на раме мавжны у механизма подъема рабочих е ганов. Исйолйнтёльнйе механизм 6 (алектромагнв TfcsJ креп тс  на расп8 е елителв гидропривода рулевого механизма. Датчик 17 положени  аавравл ющих колес трактбра крепитс  спевЕиальньа кронштейном на поворотном валу правого направл ющегоколеса трактора. Датчик 15 траекторно ошибки устанавли ваетс  на поД&ижном конце раны коШ1р а а к нему крепитс  щуп-копир с пад аллёлоррси1 юой подвеской. Датчик 16 бокового йрена е ециальнш кронштейном креп тс  к каби«е трактора над правьш крылом заднего коле са. Датчик 11 скорости устанааливаётс  в коробке перемены передач тЕй(ктрра у щбстерн привода вала отбора кмдаости. йеречисленные узлы соедин ютс  кабе   вд с штепселышмк разъемами. Устройство работает следующим . Переключатель 1 режимов управлеНИН позвол ет перекшочить устройств в - режимы автоматического управлени  движениемна поворотной полосе, ав (Тематического управлени  движением иа рабочем гоне и ручного управленц движением машинно-тракторного агрегата . Перед началом работы производ т подготовку пол : провер ют наличие больших камней, столбов, отдельно сто щих деревьев, оврагов и кругах преп тствий. Дерев нными вешками Через 10-15 м или проходом почвообрабатывающей машины (например плуга) отбивают контрольную линию поворотной полош. Рассчитывают Щ)огратну поворота. При этом исходными дан{шми  вл ютс  ширина поборота (равна  , в частности, ширине захвата агрегата при челночном способе движени  ), исходна  линейна  скорость движени  потраекторишповорота, прин та  равной , и универсальный алгоритм автовожденищ на поворотной полосе, который записываетс  следующим образом; 0. И управл ющие сигналы на выходе декиафра-, тора 72; вк численные длительности реалкза .ции элементов прогрш ош . Далее включают тумблер питани  устройства от бортовой сети трактора и кнопкой устанавлй важ направление йервого поворота (тумблер и кнопка расположены на панели переключател  1 режимов управлени  и отдельно не показ аньд. Переклкпател  вt 48-65 устанавливают значени  длительностей t tg элементов проrpaii9 ei авт жатизированногр поворота агрегата. Первый рабочий проход выполн ют при ручном управлении - рама копира в рабочем положении, но ре ЁЮ4 автовс кдеии  на гоне не . При пег .ресечении щупом-копиром контрольной лнн1Ш поворотной полосы водитель рычагом управлени  основным цилиндром 1Ч1дцюси :те1 &1 выглубл ет рабочие ОР гама, а эатем другим рычагом управпе11и  донолвительным цилиндаом поворачивает раму копира в противситоложную сторону. При переводе машины в т)анспортное положение датчик 3 июложени  рабочих органов выдает электри- , ;Ческий сигнал на переключатель 1 режимов управлени , что приводит к началу работы программного блока 2 и подключению его через переключатель 1 к блоку 4 реверсировани  и схеме 8 стабилизации направл ющих колес. Сигнал от датчика 3 положени рабочих органов переключает триггер 76, логическа  схема 2И 77 начинает пропускать импульсы от тактового генератора 10 на вход двоичнодес тичного счетчика 42. Происходит счет импульсов счетчиком 42 и преобразование двоично-дес тичного кода в дес тичный дешифратором 45. Кажды дес тый импульс с выхода деишфратора 45 поступает на вход счетчика 43 с выхода дешифратора 46 - на вход счетчика 44. Таким образом, на выход дешифратора 45 поступают сигналы через 0,1 at, дешифратора 46 через at и дешифратора-47 - через 1 С выходов дешифраторов сигналы поступают на контактное поле переключателей 48-65 . Длительность составл ющих элементов программы поворота например t, задаетс  переключател  ми 48, 49 и 50. в момент, когда на входы логического элемента 4И 66 поступают сигналы одновременно от трех указанных переключателей, на выходе по вл етс  сигнал и поступает на вход счетчика 73, последний переключаетс , на первом выходе дешифратора 72 по вл етс  напр жение в виде логической 1, схема стабилизации направл ющих колес отключа . етс . Это же напр жение поступает на вход логического элемента 4И 67 подготавлива  его к работе. В момент времени t с выхода элемента 67 на вкр  счетчика 73 проходит сигнал, оп ть прежсходит переключение счетчика 73, логическа  fl с первого выхода дешифратора 72 переключаетс  На второй изготавливаетс  к срабатыванию логический элемент 4И 68. Процесс циклически повтор етс  до отработки последнего элемента програмкы поворота длительностью t. В момент выхода логической 1 на шестом выходе дешифратора 72 происходит выдача управл квдего сигнала в схему переключател  1 режимов управлени  и на вход блока 75 эадержКи , Это приводит к переключению триггера 76, выводу на нуль счетчиков 42 43, 44 и 73, включению звукового генератора 74 и отключению иоследнего автоматически через 3 с. Соединение выводов дешифратора 72 между собой и с переключателем 1 режимов управлени  выполнено таким образом, чтобы при последовательном нрохожде НИИ сигналов через задакицие длительности t - tg реализовалс  универсальный алгоритм, автовождени  на поворотной полосе. Звуковой сигнал генератора,74 извещает водител  о

том, что 77-80% Д-1ИНЫ траектории noворота уже пройдены в режиме автоматического управлени  движением, и устройство автоматически переключилось в режим ручного управлени . Затем водитель заглубл ет рабочие органы . Одновременно опускаетс  рама со щупом-копиром, и водитель корректирует завершанадий участок траектори так, чтобы щуп-копир вошел в борозду . Образованную рабочей машиной при предьодущем проходе. Убевшись в .попадании щупа-копира в борозду, водитель нажимает кнопку на панели переключател  1 режимов управлени . Это приводит к подключению к блоку 4 реверсировани  через переключатель 1 режимов управлени - схемы 7 управлени  движением на рабочем гоне и 8 стабилизации направл к дих колес Схема 9 автоматической регулировки интенсивности и величины управл ющего воздействи  соединена с усилителем 5 и тактовым генератором 10 посто нно - на рабочем гоне и поворотной полосе, и работает в этих режимах одинаково.

Датчик 11 скорости выдает импульсы на входы тактового генератора 10 и блока 22 интегрировани . Тактовый генератор формирует пр моугольные импульсы, делит их частоту на посто нный коэффициент и передает на вход программного блока 2.Учитыва , что датчик 11 скорости считает зубьев шестерни привода вала отбора мощности, а последн   расположена на валу, св занном с задним мостОи и ведущими колесами трактора, частота импульсов всегда пропорциональна линейной скорости движени  (без учета буксовани J.

Таким образом реализуетс  зависимость

l/4t 0,5V,

где t - текуща  длительность единицы измерени  бортового времени, с .

Это позвол ет автоматически корректировать программу поворота при отклонении фактической скорости V от исходной расчетной в диапазоне 1-3 м/с.

Блок 22 интегрировани  преобразует частоту импульсов от датчика 11 скорости в посто нное напр жение. Посто нное напр жение, пропорциональ ное сзкоросТи, поступает на входи блоков 20 изменени  интенсивности и 21 ограничени  величины управл ющего воздействи , где преобразуетс  в соответствии с ранее указанныют зависимост ми

HV« А-Ли( v) (v)+ С иШ В2 u(v) + c,j.

Преобразование напр жени  U и Ол поступают соответственно на входы частотно-импульсного регул тора 23 и сдвоенного компаратора 24. Частотно- импульсный регул тор 23 преобразует напр жение U(W) в частоту и в виде пр моугольных импульсов направл ет их на .вход логических элементов ЗИ 38 и 39 усилител  5. Импульсы имеют посто нну, не зави.с щую от частоты длитель Roc-i ь, При каждом импульсе происходит срабатывание электромагнита, открытие золотника распределител  гидро привода рулевого управлени  и пропускание в рабочий гидроцилиндр порции , масла. Чем больше частота, тем больше порций масла в единицу времени получает гйдроцилиндр и тем больше интенсивность управл гацегб воздействи  на тракто). На входал сдвое ного компаратора 24 поступает напр  , женйе как от блока 21 ограничени  величины управл ющего воздействи , так и от датчика 1 положени  направл ющих колее трактора. Как толь-г ко напр жение от датчика 17 положени  направл ющих колес сравн етс  с напр жением на выходе блока 21 огра ичени  величины управл ивдего воздействи , сдвоенный компаратор 24 выдает на одном из двух своих выходов электрический сигнал. СдвоенH dt компаратор 24 формирует управл  1ещне сигналы, соответствуювше макС1{мальвым значени м угла поворота На равл Ёющих колес вправо или влево от их среднего положени , В зависимости от направлени  поворота колес При достижении максимального значеНИЯ угла срабатывают логические эле менты НЕ 25 или 26. Это приводит к oтк lIOчeнию сигналов на одном из . входов логических элементов ЗИ 38 или 39, отключению каналов 40 или 41 усилител  5 и прекращению поворо Та колбе при сохранении возможности возврата их в среднее положение при поступлении соотйетствук аего управл ющего сигнала. Приотклонении продольной оск трактора от направлени  копируемой борозда предыдущего прохода повора чиваютс  подв1еска14У а-копира и чувствительна  ось датчика 15 траек торией ошибки, что приводит к изменению напр жени  на вьксйе датчи-f ка 15. Дл  исключени  вли ни  случайных сигналов на процесс формиров НИН управл кйцего сигнала и сглажнва ни  траекторий Последующ| х рабочих проходов cHrHaJM от датчика 15 тра-екторной сиаибки на вход арифмети ес кого блока 11 проход т через блок 1 интегрирован И1Я, представл квдий собо фильтр нижних частот. Изменение сиг нала с частотой менее 10 Гц маетс  сумматором 12 как посто нное напр жение. Блок 14 интегрировани  пропускает от датчика 16 бокового крена колебани  сигнала с частотой до 0,5 Гц, Таким образом, датчик 16 бокового крена реагирует только на изменение рельефа местности и не pea гирует на микронеровности пол . Изменение сигнала датчика 15 траекторной ошибки приводит к нарушению равенства сигналов, сумматор 12 тотчас выдел ет разность и выдает на один из компараторов 18 или 19 электрический сигнал. ЛСомпаратор фор мирует релейный сигнал с уровнем логической 1 и передает его через схемл ИЛИ 32 или 33 переключатель1 режимов управлени  и схеме 8 стабили эации положени  направл ющих колес. Переключатель 1 режимов управлени  передает управл киций сигнал через блок 4 реверсировани , элементы ЭЙ 38 или 39, каналы 40 или 41 усилител  5 испол«1 тельному механизму 6. Это приводит к повороту направл юB3fffx колес, чувствительной оси датчика 17. положени  направл ющих колес и к изменению напр жени  на выходе последнего. В момент, когда напр жение на выходе датчика 17 положени  йащ авл «адих колес достигает .значени  напр жени  на выходе блока 13 интегрировани , сигнал на -выходе суКйла ора 12 становитс  равным О н компаратор 18 или 19 переходит На уровень логического О. Это приводит к отключению исполнительных механизмов и прекращению поворота направл ющих колес. Одновременно логические схе№д НЕ 35- и 36 контролируют по вление управл гацих сигналов на выходе cxeiuHa 7 управлени  движе .нием на рабочем гоне. При отключении обоих коЮТараторов 18 и 19 на обоих входах логического 2И 34 по вл ютс  сигна.лы, что приводит к выдаче логической 1 с выхода схемы 7 управлени  движением на рабочем гоне на входы элементов ЗИ 30 и 31. На два других входа элементов ЗИ 30 и 31 сигнал поступает при включении режима автовождени  на гоне от переключател  1 режимов управлени , что делает возможным поступление сигнешов от компараторов 28 или 29 на вход переключател  1 режикюв управлени . Формирователь 27 управл ющих сигналов №шолиен в виде операционного усилител , на один вход которого от делител  подаетс  напр жение, соответствуш{её напр жению на выходе дат чика 12 положени  направл юищх колес в среднем положении, а на другой найр жение от последнего. Формирователь 27 управл ющих сигналов сравнивает эти два напр жени  и при их неравенстве; выдает, в соответствии со знаком, сипнал на один из компараторов 28 или 29. Компараторы 28 или 29 .преобразуют управл ющий сигнал до

уровн : логической 1 и через логичё кие элементы ЗИ 30 или 31 вьщают его на вход переключател  1 режимов управлени  Это приводит к включению исполнительных механизмов б и установке направл ющих колес в среднее положение, после чего схема 8 стабилизации положени  направл ющих колес отключаетс .

При наличии бокового крена равенство напр жений датчиков 15, 16 и 17 в ари етической блоке 12 нарушае:тс  в соответствии с изложенным ВК вочаетс  исполнительный механизм б и направл иедие колеса трактора поворачиваютс  до тех пор, пока напр жени  не сравн ютс . Далее трактор двигаетс  поперек склона с направл {ацикш колесами, повернутыми в СТОРОНУ подьетла на угол, достаточный дл  компенсации бокового сползани . Через определенные промежутки времени cxetwa 8 стабилизации положени  направл пцих колес возвращает направл йпше колеса в среднее положение,

поэтому средний у ол компенсации бокового сползани  вдвое меньше максимального угла поворота.направл ющих колес.

Применение предложенной системы позвол ет повысить качество автоматизированного вождени  машинно-тракторных агрегатов, так как блоки интегрировани , через KOTOE je сигналы траекторной ошибки и бокового крена поступают на вход арифметического блока, выполн ют усреднение сигнала, и тем самым исключают вли ние случайных ошибок, обусловленных искривлени ми борозды, наличием комков почвы, остатков растений и .т.д. Кроме того, наличие переключател  ре кимов управлени , программного блока , схемы упраилени  движением на рабочем гоне и др. блоков в составе единой системы автовождени .позвол ет автоматизировать управление движением и на рабочем гоне, и на поворот ной полосе, т.е. расшир ет обладть применени .

73

т

1

J

П

,2

Claims (4)

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВОЖДЕНИЯ КОЛЕСНЫХ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ, содержащая программный блок, связанный с переключателем режимов управления, датчики траекторной ошибки и положения направляющих колес, датчик скорости и усилитель, связанный с исполнительными механизмами, отличающая- с я тем, что, с целью повышения качества автовождения и расширения области применения, она дополнительно содержит датчик положения рабочих органов, связанный с программным блоком и переключателем режимов управления, блок реверсирования управляющего воздействия, связанный входом с переключателем режимов управления, а выходами- с усилителем, схему управления движения на рабочем гоне, связанную со схемой стабилизации направляющих колес и через последнюю - с переключателем режимов управления, схему автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия, связанную входами со схемой стабилизации направляющих колес и с датчиками скорости и положения направляющих колес, а выходами - с усилителем, тактовый генератор, связанный входом с датчиком скорости, а выходом - с программным блоком, и датчик боковое го крена, при этом датчики траекторл ной ошибки, бокового крена и положения направляющих колес связаны со схемой управления движением на рабо-. чем гоне, причем датчик положения направляющих колес связан также со схемой стабилизации последних.

2. Система но п, ^отличающаяся тем, что схема управления движением на рабочем гоне содержит сумматор, к входам которого подключены датчик положения направляющих колес и через блоки интегрирования датчики траекторной ошибки и бокового крена, а к выходам - компараторы, которые своими выхода»» соединены со схемой стабилизации направляющих колес и через элементы ИЛИ последней связаны с переключателем режимов управления.

3. Система по π, 1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что схема автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия содержит блок изменения интенсивности управляющего воздействия по уравнению _

W - A₄V² + B^V + С_л и блок ограничения величины управляющего воздействия по уравнению ct= BjjV + С 9 где W и d. - соответственно интенсивность и величина управляющего воздействия;

А,В,С - постоянные коэффициенты, V - линейная скорость движе. ния» агрегата, при этом упомянутые блоки входами подключены через блок интегрирования к датчику, скорости, а выходами - соответственно к первому входу управляемого частотно-импульсного регулятора, связанного входом установки со схемой стабилизации направляющих колес, а выходом - с усилителем, и к первому входу сдвоенного компаратора . SU ..,.1033033 второй вход которого соединен с датчиком положения направляющих колес, . а выход - с усилителем.

4_. Система по п. 1, отличающаяся тем, что схема стабилизации направляющих, колес содержит формирователь управляющих сигналов, первый и второй компараторы, первый и второй элементы ЗИ, первый и второй элементы ИЛИ, элемент 2И, первый и второй элементы НЕ и третий элемент ИЛИ, причем вход формирователя управляющих,сигналов связан с датчиком положения направляющих колес, а выходы - с входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ЗИ вторые входы которых объединены и подключены к выходу элемента 2И, а третьй входа первого и ^второго элементов ЗИ также объединены и соединены с выходом переключателя режимов управления, выхода первого и второго элементов ЗИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые входа ко* торых соединены с входами соответственно первого и второго элементов НЕ и с вводами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляемому частотно-импульсному регулятору схемы автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия, причем входа первого и второго элементов НЕ соединены также с выходами соответственно первого и второго компараторов схемы управ,ления на рабочем гоне, а выхода подключены к входам элемента 2И.

.5. Система πό π. 1, о т л и чающая с я тем, что усилитель содержит два логических элемента ЗИ, первые входы которых соединены с блоком реверсирования управляющего воздействия, вторые - соединены между собой и с выходом управляемого частотно-импульсного регулятора, третьи - с выходами элементов НЕ схемы регулировки интенсивности величины управляющего воздействия, а выхода подключены к входам каналов усилителя , выхода которых соединены с исполнительными механизмами.