DE1773992C3 - Vorrichtung für die Regelung hydraulischer Antriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Regelung hydraulischer Antriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Diese durch die DE-AS 16 50 785 vorgeschlagene Vorrichtung erlaubt eine Regelung mehrerer Regelgrößen von hydraulischen Antrieben in beliebiger Kombination gleichzeitig und ohne nennenswerte Verlustleistung, wobei jede Regelgröße getrennt und unabhängig von den anderen Regelgrößen vorwählbar ist. Eine solche Antriebsregelung ist beispielsweise für die Positionierung der Vorschübe an zerspanenden Werkzeugmaschinen bei gleichzeitig vorwählbarer Begrenzung der Schnittkraft oder für die Drehzahlregelung von Transporteinrichtungen für kippgefährdete oder flüssige Materialien bei gleichzeitiger Vorwählbarkeit der zulässigen Beschleunigung erforderlich. Durch die verschachtelte Kopplung der einzelnen Regelkreise untereinander ergibt sich zusätzlich von einem Regelkreis zum anderen ein sich multiplizierender Verstärkungsfaktor für die betreffenden Ausgangssignale, so daß je nach Wahl des jedem Regelkreis zugeordneten Verstärkungsfaktors eine optimale Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall möglich ist. Diese Anpassungsfähigkeit der Regelung erlaubt ferner eine Vielzahl von Varianten.

Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, den Aufbau der bereits vorgeschlagenen Vorrichtung für die Antriebsregelungen zu vereinfachen, und zwar für solche Einsatzfälle, die keine allzu großen Forderungen an die Geschwindigkeitsregelung stellen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung beschrieben.

F i g. 1 zeigt den Signalflußplan für die Regelung eines hydraulischen Antriebes mit der Position, der Geschwindigkeit und des Druckes als Regelgrößen.

Fig.2a, 2b und 2c zeigen Kennlinienfelder der Regelung nach Fig. 1.

In F i g. 1 ist das Ausgangssignal 5 des aus Istwertgeber 2, Übertragungsglied 3 und Sollwertgeber 6 gebildeten Positionsregelkreises als Sollwertsignal 13 dem aus Istwertgeber 22, Übertragungsglied 14 und Begrenzungsglied 15 gebildeten Regelkreis zugeführt. Dadurch, daß die Stellung des Istwertgebers 22 eine äquivalente Größe für die Fördermenge der Pumpe Pist und damit für die Geschwindigkeit des Hydromotors M, stellt dieser Regelkreis den Geschwindigkeitsregelkreis dar. Das Ausgangssignal 18 dieses Regelkreises bildet das Sollwertsignal 7 des nachfolgenden den Istwertgeber 11 mit Istwertsignal 10, das Übertragungsglied 8 und das Begrenzungsglied 9 einschließenden Druckregelkreises. Das Ausgangssignal t2 des Druckregelkreises bildet das Sollwertsignal 20 des aus Begrenzungsglied

ίο 19, Übertragungsglied 21 und Istwertgeber 22 bestehenden Hilfsregelkreises zur Regelung des Stellgliedes 26 der Pumpe P, die über die Leitungen A und B mit dem Hydromotor M verbunden ist. Das Sollwertsignal 20 ist das durch das Begrenzungsglied 19 nach oben begrenzte Ausgangssignal 12 des Übertragungsgliedes 8. Das im Übertragungsglied 21 gebildete und verstärkte Differenzwertsignal aus dem Sollwertsignal 20 und dem Istwertsignal 23 ergibt das zum Servoventil 25 geführte Ausgangssignal 24 des Übertragungsgliedes 21. Die fortwährende Verstärkung der Ausgangssignale von Regelkreis zu Regelkreis nach Bildung des jeweiligen Differenzwertsignals erlaubt eine optimale Anpassung für den jeweiligen Anwendungsfall.

Die gegenseitige Abhängigkeit der Regelkreise ist aus den in den Fig.2a, 2b und 2c dargestellten Kennlinienfeldern ersichtlich. In dem in Fig. 2a dargestellten Kennlinienfeld ist das Sollwertsignal des Geschwindigkeitsregelkreises n_s (13) in Abhängigkeit von der Soll-Istwert-Differenz As der Eingangssignale 4, 1 des Positionsregelkreises für verschiedene Verstärkungsfaktoren ν des Übertragungsgliedes 3 in Prozenten aufgetragen. Bei einer angenommenen Begrenzung des das Sollwertsignal 13 des Geschwindigkeitsregelkreises bildenden Ausgangssignals 5 des Positionsregelkreises durch das Begrenzungsglied 15 auf 80% (Linie b) seines maximalen Wertes und eines Verstärkungsfaktors v=10 des Übertragungsgliedes 3, bleibt bis zu einem Soll-Istwert As von 8% der Position das Sollwertsignal n_s (13) konstant. Bei einer weiteren Verringerung von As wandert n_s linear gegen Null. Das Istwertsignal 23a des Geschwindigkeitsregelkreises ist mit dem Istwertsignal 23 des Hilfsregelkreises 19,21,22 für den Schwenkwinkel der Pumpe Pidentisch.

In dem Kennlinienfeld nach F i g. 2b ist der Drucksollwert D_s über der Soll-Istwert-Differenz Δη der Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsregelkreises in Prozenten aufgetragen. Der Drucksollwert D, für den Druckregelkreis entspricht dem verstärkten Ausgangssignal 18 des Übertragungsgliedes 14. Unter Zugrundelegung eines Verstärkungsfaktors von ν = 10 des Übertragungsgliedes 14 und einer Begrenzung des Ausgangssignals auf 80% seines maximalen Wertes entsprechend Linie b bleibt das Druck-Sollwertsignal 7 des Druckregelkreises bis Erreichen einer Soll-Istwert-Differenz der Geschwindigkeit von Δη = 8% konstant. Daran anschließend reduziert sich das Druck-Sollwertsignal D₅ linear bis zum Wert Null. Somit ergibt sich ein Antriebssystem, das bei Geschwindigkeitsänderungen ein definiertes, vorwählbares Moment (Druck) zur Verfügung stellt, so daß die Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge kontrolliert ablaufen.

Im Kennlinienfeld nach Fig.2c ist der Schwenkwinkel α der Pumpe über der Soll-Istwert-Differenz Δ D des Druckes des Druckregelkreises aufgetragen. Bei dem angenommenen Verstärkungsfaktor ν = 100 bleibt der volle Schwenkwinkel der Pumpe so lange erhalten, bis die Soll-Istwert-Differenz des Druckes 1% unterschreitet. Dadurch wird ein besonders starres Verhalten der

Regelung erreicht Dadurch, daß der Geschwindigkeits-Istwert von der Stellung des Stellgliedes 26 zum Verstellen der Fördermenge der Pumpe festgelegt ist, erübrigt sich zur Erfassung des Istwertes der Geschwindigkeit ein mit dem Hydromotor M zu koppelnder Tachogenerator.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung für die Regelung von hydraulischen Antrieben, bei der die für den Antrieb beeinflussenden Größen jeweils ein Sollwertgeber und ein Istwertgeber vorgesehen sind, jeder Größe ein Regler zugeordnet ist, einem Hauptregler ein oder mehrere Hilfsregler in Serie nachgeschaltet sind, der Sollwertgeber jedes Hilfsreglers über eine Begrenzerschaltung gemeinsam mit dem Ausgang des vorhergehenden Reglers dem Eingang dieses Hilfsreglers aufgeschaltet ist und bei der ein Hilfsregelkreis für die Position des Stellgliedes des hydraulischen Antriebes bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Istwert-Signal (23) des Hilfsregelkreises (19—22) für die Position des Stellgliedes (26) gleichzeitig das Istwert-Signal (23a) des Hilfsregelkreises (13—15) für die Geschwindigkeit bildet