Устройство управления гальванометрическим приводом

Устройство управления гальванометрическим приводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам управления или регулирования неэлектрических величин и может быть использовано в прецизионных термостатированных электромеханических приводах, в частности в гальванометрических устройствах позиционирования лазерного луча. Цель изобретения - повышение точности позиционирования углового положения ротора гальванометра. Гальванометрический привод 1 состоит из гальванометра 2, преобразователя 3 угла положения ротора гальванометра в напряжение, исполнительного термоэлемента 4 и преобразователя 5 температуры внутри корпуса привода в напряжение. Задатчик 6 положения, сумматор 7, преобразователь 8 напряжения в ток, гальванометр 2 и преобразователь 3 образуют контур регулирования углового положения ротора гальванометра 2, а задатчик 9 температуры, второй сумматор 10 и блок 11 извлечения квадратного корня - контур регулирования температуры привода 1. Стабильность температуры привода 1 в процессе позиционирования обеспечивается формированием на выходе перемножителя 12 сигнала с тепловой мощности гальванометра 2 и уменьшением мощности исполнительного термоэлемента 4 на текущее значение тепловой мощности гальванометра 2. 1 ил.

„„SU „„1597866

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51)5 G 05 D 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4465798/24-24 (22) 25.07.88 (46) 07.10.90. Бюл. Р .37 (72) А.Б.Андреев, Вик.А.Баранов, Вл.А.Баранов и Н.А.Ермолаев (53) 621.555.6 (088.8) (56) Патент CIJA Kl 4 142144, кл. G 01 R 27/26, 1987.

Техническое описание установки лазерной подгонки изделий электронной техники. NAVS-2 фирмы Aurel, Италия. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ AJIbRAHOМЕТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ (57) Изобретение относится к системам управления или регулирования неэлектрических величин и может быть использовано в прецизионных термостатированных электромеханических приводах, в частности в гальванометрических устройствах позиционирования лазерного луча, Цель изобретения — повышение точности позиционирования углового

2 положения ротора гальванометра. Гальванометрический -привод 1 состоит из гальванометра 2, преобразователя 3 угла положения ротора гальванометра в напряжение, исполнителЬного термоэлемента 4 и преобразователя 5 температуры внутри корпуса привода в напряжение. Задатчик 6 положения, сумматор 7, преобразователь 8 напряжения в ток, гальванометр 2 и преобразователь 3 образуют контур регулирования углового положения ротора гальванометра 2, а задатчик 9 температуры, второй сумматор 10 и.блок 11 извлечения квадратного корня — контур регулирования температуры привода 1.

Стабильность температуры привода 1 в процессе позиционирования обеспечивается формированием на выходе перемножителя 12 сигнала о тепловой мощности гальванометра 2 и уменьшением мощности исполнительного термоэлемента 4 на текущее значение тепловой мощности гальванометра 2, 1 ил.

159 7866

Т = (К (T — Т) — Р

3 c., m

20 где К вЂ” тепловая проводимость Вт/ С; т

Т вЂ” заданная температура;

P — мощность тепловых .потерь; и с — эквивалентная удельная теплоемкость привода;

m — масса привода; — время.

В установившемся режиме мощность потерь P д = К (Тз — Т), откуда

Т=Т

Ря (2)

3 К

При наличии тока через гальванометр, изменяющегося в соответствии с законом, задаваемым задатчиком по35 ложения, уравнение (1) имеет вид

T = (К (Т вЂ” T)-P„ P (t)7 †â€, (3)

40 где Р (t) — тепловая мощность гальваг нометра.

В установившемся режиме

P - Pdt)

Т=Т

К (4) 45

Сравнение выражений (2) и (4) показывает, что выделение тепла гальванометром при позиционировании при50 водит как к изменению средней температуры элементов привода, так и к колебаниям температуры элементов привода и к колебаниям температуры бтносительно этого среднего значения во

55 времени в соответствии с изменениями мощности Р (t). Это снижает точность

Г установления углового положения позиционируемого элемента.

Изобретение относится к системам управления или регулирования неэлектрических величин и может быть использовано в прецизионных термостатиро5 ванных электромеханических приводах, в частности в гальванометрических устройствах позиционирования лазерного луча.

Целью изобретения является повыше- 10 ние точности позиционирования углового положения ротора гальванометра.

В условиях, теплового равновесия при отсутствии тока через гальвано метр температура Т элементов привода для известного устройства определяется выражением

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство управления гальванометрическим приводом 1, включающим гальванометр 2, преобразователь 3 угла положения ротора гальванометра в напряжение, исполнительный термоэлемент 4 и преобразователь 5 температуры внутри корпуса привода в напряжение, содержит задатчик 6 положения, соединенный с входом суммирования первого сумматора 7, вход вычитания которого подключен к преобразователю 3, а выход через преобразователь

8 напряжения в ток — к гальванометру

2, и задатчик 9 температуры, соединенный с входом суммирования второго сумматора 10, выход которого через блок 11 извлечения квадратного корня подключен к исполнительному термоэлементу 4, первый вход вычитания — к преобразователю 5, а второй вход вычитания — к выходу перемножителя 12

Э первый и второй входы которого соединены соответственно с входом и выходом преобразователя 8.

Устройство работает следующим образом.

После подачи на устройство управления питания, ротор гальванометра 2 находится в исходном состоянии до тех пор, пока контур терморегулирования не обеспечит достижение элементами привода 1 температуры, с определенной точностью равной заданной эадатчиком 9 температуре.

Для выходного напряжения второго сумматора 10 справедливо выражение

0„() = 9() — Us(с) — Б„(е), (5) где U (t) — напряжение с задатчика

9 темп ер а туры;

U (t) — выходное напряжение пре5 образователя 5;

U« (t) — выходное напряжение перемножителя 12.

В исходном состоянии задатчиком

6 положения формируется нулевой уровень напряжения на входе суммирования сумматора 7. С преобразователя 3 на вход вычитания .сумматора 7 также подается нулевой уровень напряжения, соответствующий начальному положению ротора гальванометра 2. Напряжение на входе преобразователя 8 при этом также равно нулю, ток ТГ(t) через гальванометр 2 отсутствует, и тепло (t) = a-b U7(t).R„, (9) и„() = f v„

u9(t) — v (t) (7) 35

P„(t) - Z„ а2 где а

u, (t)—

v (t)—

С обретает вид

Р Р (О). (13) v,(t)—

5 159786 гальванометром не вьделяется . P (t)

= О. Поскольку на обоих входах перемножителя 12 присутствует нулевое напряжение, его выходное напряжение

Vn (С), пропорциональное произведенйю входных напряжений, также равно нулю. На исполнительный термоэлемент

4 с выхода блока 11 извлечения квадратного корня поступает напряжение

При нахождении ротора гальванометра 2 в исходном состоянии (t (t)

О) исполнительным термоэлементом 4 вьделяется тепловая мощность г

U,„(t) U fn(t)

Рт (О) = — "— — = — — — = и Rff где R — сопротивление нагревателя

Н исполнительного термоэлемента 4.

В процессе функционирования привода, когда осуществляется изменение положения ротора гальванометра 2 в ,соответствии с сигналом задатчика 6 положения, через гальванометр 2 с активным сопротивлением R протекает ток 1 (t). При этом гальванометр 2 становится источником тепла с мощностью (t) R,=а u,() Н,=

40 з() коэффициент преобразования преобразователя 8; выходное напряжение сумматора 7; напряжение с задатчика 6 положения, пропорциональное заданному углу отклонения ротора гальванометра 2 от начального положения; выходное напряжение преобразователя 3, пропорциональное действительному отклонению углового поло- жения ротора гальванометра 2 от начального положения.

На первом входе перемножителя 12 при этом присутствует напряжение

Uг(t), а на втором — напряжение а U„(t) R . Перемножитель 12 дсущест1 вляет формирование выходного напряжения Б1 (1), связанного с напряжением на его входах уравнением где Ь вЂ” коэффициент преобразования перемножителя 12, В - .

С учетом (8) имеем

u„(t) = "- p„(t). (10) а г

Выходное напряжение V „(t) второго сумматора 10 при этом уменьшается на величину v f2 (й), что соответствен° но приводит к уменьшению тепловой мощности, вьделяемой исполнительным термоэлементом 4:

П1О (t) 012

P = — — — = P (О)

Тз R Я

If

R и

= Р (О) — — — Р (t). (11) т. э г и

Полная тепловая мощность привода

Р> . в процессе функционирования определяется суммой тепловой мощности

P„(t) гальванометра 2 и тепловой мощности P исполнительного термоэле,мента 4:

Р = Р,(t) + Р;,= Р,(t) + Р,,(О)Ь вЂ” — — P (t) г (12) н

При выборе значений параметров а, Ъ и R „ так, чтобы соблюдалось равенЬ ство — — — = 1, уравнение (12) приR

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает в процессе функционирования привода уменьшение тепловой мощности, вьделяемой исполнительным термоэлементом 4, на текущее значение тепловой мощности, выделяемой обмоткой гальванометра 2. Тем самым обеспечивается поддержание постоянства полной тепловой мощности привода при изменениях значения теп1597866 ловой мощности гальванометра в усло1виях постоянства внешних условий.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

35

Составитель В.Пилишкин

Техред Л.Олийнык Корректор А Осауленко

Редактор Н.Гунько

Заказ 3056 Тираж 647 Подписное ъ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно- издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Поскольку в условиях теплового равновесия при нахождении ротора гальванометра в исходном состоянии

Рп Рт (0).уравнение, соответствующее уравнению (4) известного устройства может быть представлено в виде 10

Т Т Pr(e) + PT 3(0) Pr(e) 3 К э з

Р z. - (О) Рп (14) э К з

Сравнение уравнений (4) и (14) позволяет сделать вывод, что выделение тепла гальванометром при позиционировайии в отличии от известного устрой- п ства не приводит в предлагаемом устройстве к изменению средней темпера; туры элементов привода и колебаниям их температуры относительно этого среднего значения в соответствии с 25 изменениями мощности P (t).

Устройство управления гальванометрическим приводом, содержащее задатчик положения, задатчик температуры, первый и второй сумматоры, преобразователь напряжения в ток, причем гальванометрический привод включает гальванометр преобраэоваФ 1 тель угла положения ротора гальванометра в напряжение, исполнительный термоэлемент, размещенный на внешней поверхности корпуса привода, и преобразователь температуры внутри корпуса в напряжение, а выход задатчика положения соединен с входом суммирования первого сумматора, вход вычитания которого подключен к преобразователю угла положения ротора гальванометра в напряжение,. а выход подключен к входу преобразователя напря- жения в ток, выход которого подсоединен к входу гальванометра, выход задатчика температуры соединен с входом суммирования второго сумматора, первый вход вычитания которого подключен к преобразователю температуры внутри корпуса привода в напряжение, отличающееся тем, что, с целью повышения точности позиционирования углового положения ротора гальванометра, в него введены блок .извлечения квадратного корня и перемножитель, причем первый и второй входы перемножителя подключены соответственно к входу и выходу преобразователя напряжения в ток, а выходк второму входу вычитания второго сумматора, выход которого подключен к входу блока извлечения квадратного, корня, выход которого соединен с входом исполнительного термоэлемента.