Следящая система

Следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИ!Х

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

&1)-547726 "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.04.75 (21) 2127619/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43! Опубликовано 25.02.77. Бюллетень ¹ 7 (45) Лата опубликования описания 03.06.77 (51) М. Кл.е GO. В11/01

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК

62-50 (088.8)

1 (72) Авторы изобретения

p.. Ф. р мен и T. В. Калининская (71) Заявитель (54) СЛЕДЯ111АЯ СИС ГЕЧЛ

Изобретение относится к системам автоматического регулирования шагового тила и может быть использовано в импульсных следящих системах автоматического регулирования, к которым предъявляются повышенные требования по быстро- 5 действию.

Известные следящие системы содержат измеритель рассогласования, формирователь сигнала управ пения, коммутатор и исполнительный механизм (1), и» (2), (3), (4). Как правило измерители в таких системах имеют двоичный счетчик, который через элемент И соединен с генератором импульсов (5).

Из известных следящих систем наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система, содержащая измеритель рассогласования, выход которого соединен с входом порогового устройства, триггер, первый, второй элементы И, первый элемент ИЛИ, распределитель импульсов, ключ, усилитель мощности, выход которого связан с входом шагового двигатсля, соединенного через исполнительный механизм с входом измерителя рассогласования и через датчик шагов с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого через тре- 25 тттй тлемент И подключен к выходу генератора импульсов (6) .

Известная система имеет низкое быстродействие при отработке больших рассогласований.

Цель изобретения — повышение быстродействи я системы.

Это достигается тем, что в системе установлены четвертый элемент И, второй и третий элементы

ИЛИ, первый и второй элементы НЕ и логический блок, входы которого соединены соотвественно с выходами распределителя импульсов, второго и третьего элементов ИЛИ и четвертого элемента И,а выход — с входом усилителя мощности, а выходы порогового устройства — с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и триггера, выхо;и которого связаны с соответствующими входамп распределителя импульсов. Первый вход первого элемента И соединен с первым выходом -риггера, а выход — с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого связан с первым выходом порогового устройства. Первый вход второго элемента И подключен к второму выходу триггера, а выход — к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к второму вы547726!

О ходу порогового устройства. Вход первого элемента HL coåäèíåí с выходом первого элемента ИЛИ, первый выход — с вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого связан с входом второго элемента НЕ и выходом двоичного счетчика, а выход — с управляющим входом ключа. Вход ключа подсоединен к выходу датчика шагов, а выход — к входу распределителя импульсов. Выход второго элемента НЕ соединен с третьими входами первого и второго элементов И и вторым входом третьего элемента И.

На чертеже представлена блок — схема следящей системы, где 1 — измеритель рассогласования; 2— пороговое устройство; 3 — коммутатор; 4 — шаговый двигатель; 5 — исполнительный механизм; 6— дат як шагов: 7 — блок измерения скорости; 8— ло.ический блок; 9 — усилитель мощности; 10— триггер; 11,12,13 — первый, второй и третий элементы ИЛИ; 14 —; 15,16— первый и второй элеменгы НЕ; 17, 18, 19, 20— первый, второй четвертый и третий элементы И; 21— двоичный счетчик; 22 — ключ; 23 — генератор импульсов; 24 — блок выбора режима.

Работает следящая система следующим образом. На одном из двух выходов порогового устройства 2 при сигнале ошибки 8, большем зоны нечувствительности в зависимости от знака рассогласования, появляется высокий потенциал.

Этот потенциал через элементы 12, 13 поступает на логический блок 8, происходит переключение выходов распределителя 14 относительно входа усили. теля мощности 9. При этом переключаются обмот. ки управления двигателя 4, а ротор попадает в ускоряющее поле статора и начинает поворачиваться в направлении, уменьшающем величину сигнала рассогласования. В момент отработки двигателем 4 половины шага импульс с датчика 6 поступает на распределитель 14, так как на выходе элемента

19 присутствует низкий потенциал и ключ 22 замкнут. Распределитель 14 переключается в соответствии с потенциалами на выходах триггера 10, стремясь сохранить и на следующем шаге ротора действие ускоряющего участка синхронизирующего момента. Отработка каждого шага завершается появлением импульса на выходе датчика 6, который, в свою очередь дает команду на отработку следующего шага. Работа двигателя в этом режиме продолжается до тех пор пока сигнал рассогласования не станет меньше, зоны нечувствительности порогового устройства.

Если при этом скорость двигателя выше пороговой скорости, т.е. скорости „c которой двигатель может затормозиться на фиксированном участке синхронизирующего момента, то в зоне нечувствительности используется режим торможения противовключением.

Определение скорости двигателя проводится усредненно на интервале в один шаг. При этом измеряется интервал времени между двумя очеред20

55 ными импульсами датчика шагов., который обратно пропорционален скорости. Очередной импульс с датчика шагов 6 поступает на первый вход двоичного счетчика 21 и обнуляет его.

С выхода счетчика 21 на элемент 16 попадает нулевой потенциал и далее, инвертируясь, проходит на вход элемента 20. При этом импульсы с генератора 23 подаются на импульсный вход счетчика.

Код счетчика 21 нарастает до прихода следующего импульса с датчика шагов. Емкость счетчика 21 выбирается исходя из времени отработки шага и средней пороговой скорости

oLы и =Х вЂ” u п где tn — емкость счетчика; „— шаг двигателя, рад„ д — пороговая скорость ротора, рад/сек;

f — частота высокочастотного генератора, Гц; — коэффициент запаса. з

Если скорость двигателя 4 выше пороговой скорости, то за интервал времени, соотвествующий отработке одного шага, счетчик 21 полностью не записывается. Если же скорость двигателя меньше пороговой величины, то счетчик заполняется до прихода очередного импульса с датчика шагов 6 и на его выходе появляется высокий потенциал. С выхода элемента 16 на элементы 17 и 18 поступает при этом запрещающий потенциал, и импульсы с генератора 23 на счетчик 21 не проходят. Высокий потенциал на выходе счетчика сохраняется.

Таким образом, тормозящее поле статора включается при наличии нулевых потенциалов на выходах порогового устройства 2 и большой скорости двигателя, т.е. при высоком потенциале на выходе элемента 16. При этом на входы элементов

17 и 18 поступают разрешающие потенциалы с выхода элементов 15 и 16. Высокий уровень напряжения оказывается на выходе элементов 17 или 18 в зависимости от положения триггера, который запоминает предыдущий сигнал рассогласования, т.е. направление вращения двигателя. Высокий потенциал с выхода элемента 17 или 18 поступает через элементы 13 или 12 на логический блок 8, переключая его таким образом, что ротор попадает в тормозящее поле и продолжает по инерции вращаться в нем в прежнем направлении. Импульсы с датчика шагов 6 подаются на распределитель импульсов 14 и переключают его, поддерживая тем самым максимальное тормозящее поле на всем участке торможения ротора. Когда средняя скорость двигателя на шаге станет меньше порогового значения, на элементы 17 и 18 с элемента 16 поступает запрещающий потенциал, а на элемент 19 с выхода счетчика 21 — разрешающий потенциал. На другой вход элемента 19 также приходит разрешающий потенциал с выхода элемента 15. Таким образом, на выходе элемента 19 появляется высокий уровень напряжения, который размыкает ключ

22 и включает логический блок в режим фиксации ротора.

547726

Если же в момент торможения сигнал рассогласования опять станет больше зоны нечувствительности, то блок выбора режима 24 перекоммутирует логический блок на разгон двигателя. В этом случае двигатель работает в так называемом " двухзон- 5 ном" режиме, т,е. разгоняется при выходе сигнала рассогласования из эоны нечувствительности и тормозится при попадании в нее.

Предлагаемая следящая система весьма эффективна при отработке больших рассогласований.при- 19 чем быстродействие повышается в 1,5 — 2 раза по сравнению с известными системами. Наиоолее целесообразно применение данной следящей системы в следящих устройствах, основным режимом которых является позиционирование, так как в этом д случае значительно повышается производительность механизма.

Формула изобретения

Следящая система, содержащая измеритель рассогласования, выход которого соединен с входом порогового устройства, триггер, первый и второй элементы И, первый элемент ИЛИ, распределитель импульсов, ключ, усилитель мощности, выход которого соединен с входом шагового двигателя, который через исполнительный механизм соединен с входом измерителя рассогласования и через дат- З1 чик шагов-с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого через третий элемент И соединен с выходом генератора импульсов, о т л ича ющи и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в ней установлены четвертый элемент 3б

И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы НЕ и логический блок, входы которого соединены соотвественно с выходами распределители импульсов, второго и третьего элементов ИЛИ и четвертого элемента И, а выход — с входом усилителя мощности, выходы порогового устройства соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и триггера, выходы которого соединены с соответствующими входами распределителя импульсов, первый вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера, а выход — с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом порогового устройства, первый вход второго элемента И соединен с вторым выходом триггера, а выход — с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом порогового устройства, вход первого элемента НЕ соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый выход — с вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента

И, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ" и выходом двоичного счетчика, а выход — с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом датчика шагов, а выход — с входом распределителя импульсов, выход второго элемента НЕ соединен с третьими входами первого и второго элементов И и вторым входом третьего элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство N 237228, кл. G 05 В 6/02, 1969.

2. Патент США Р 3760252, кл. 318 — 611, 1973.

3. Патент США Р 3628119. кл.318 — 685, 1971.

4, Авторское свидетельство N 411436, кл. G 06 В 19/40, 1971.

5. Авторское свидетельство N 505996, кл. G 06 В 11/14, 1974.

6. Авторское свидетельство Р 494725, кл.G 05 В 11/14, 1974 (прототип).

547", 2 б

Госгавигсль Л тагиев

Тс : рсл М .. Тс ни u t<," >г

Корректор А. Алатырев

Рсда <тор А. Осочников

Заказ 636/99

Фл.л ..;; 1:.П1! .i;.i;i!г", г. Ужгород, ул. (1роектная,4

Тираж .1.062 Подписное

ЦЧг1И1г14 Гсс лар;твенно, о коыитета Совета Министров СССР по делагг л;обретений и открытий

113035. Мо м з. Ж-- 35. Раушская наб., д. 4/5