Следящий привод с коррекцией люфта в механической передаче

Следящий привод с коррекцией люфта в механической передаче

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

аппо-тохни

О П И Н И Е (ii)647646

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.03.76 (21) 2335362/18-24 (51) M. Кл.з

G 05B 11(01 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.02.79. Бюллетень № 6 (53) УДК 621.3 (088.8) ио делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 15,О2.79 (72) Авторы изобретения

М. Я. Цой, Г. И. Прихно и А. М. Тув (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД С КОРРЕКЦИЕЙ ЛЮФТА

В МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕ

Изобретение относится к области автоматического управления.

Известна следящая система с компенсацией люфта в редукторе, содержащая исполнительный механизм, блок компенсации и последовательно соединенные измерительный блок, усилитель и редуктор (1).

Для компенсации люфта в редукторе требуется специальный привод и механическое суммирующее устройство.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является следящей привод с коррекцией люфта в механической передаче, содержащий задающее устройстство, первый выход которого через последовательно соединенные измеритель рассогласования, сумматор, первый усилитель, исполнительный двигатель и редуктор с люфтом связан с валом объекта регулирования, датчик положения объекта регулирования, выход которого подключен к входу измерителя рассогласования, датчик скорости вала двигателя, выход которого подсоединен к входу сумматора. При этом величина сигнала коррекции зависит от положения выходного элемента нагрузки и постоянна в течение всего времени выбора люфта при работе привода (2).

Зависимость сигнала коррекции от положения выходного элемента нагрузки приводит к тому, что точность коррекции люфта не постоянна. Постоянство величины сигнала коррекции в течение времени выбора люфта (независимость величины сигнала коррекции от углового положения вала двигателя в люфте) может привести к колебательному переходному процессу. Так, например, в момент пуска следящего привода исходное положение двигателя в люфте может быть различным, поэтому не исключено появление сигнала коррекции при нахождении двигателя в конце люфта.

Целью изобретения является повышение точности привода при пусках с любого исходного положения двигателя в люфте при медленно меняющихся входных воздействиях.

Зта цель достигается тем, что привод дополнительно содержит блок компенсации люфта, блок форсировки, блок запрета, блок выбора сигнала и второй усилитель.

Вход блока компенсации связан с валом двигателя, а выходы — с входом блока выбора сигнала и входами блока запрета, выход которого через последовательно соединенные блок форсировки, блок выбора сигнала и второй усилитель подключен к входу сумматора, второй выход задающего устройства подсоединен к входам второго усилителя, блока форсировки и блока за-.

647646 прета, а третий выход задающего устройства связан с входами блоков выбора сигнала и форсировки.

На фиг. 1 представлена блок-схема следящего привода с коррекцией люфта в механической передаче; на фиг. 2 приведены кривые скорости изменения входного воздействия (У„) и изменения скорости исполнительного двигателя (и„,), а также движение двигателя с коррекцией перед входом в люфт, в люфте и в момент выхода из люфта (соответственно кривые 1, 2 и

ЩМНР).

Здесь: Я1 — границы люфта; S — путь;

АВС вЂ” сигнал, формируемый блоком форс ировки (Иф); QML — сигнал формируемый блоком компенсации люфта (UÄ).

На фиг. 3 приведен один из возможных примеров выполнения принципиальных схем блоков компенсации, форсировки, запрета и выбора напряжения; на фиг. 4 приведены характеристики выходных элементов блока компенсации — фазового дискриминатора ОЕД (Uyg) и построителя

ОАВ СД (Ук) .

Следящий привод (фиг. 1) содержит измеритель 1, рассогласования сумматор 2, первый усилитель 3, исполнительный двигатель 4, редуктор с люфтом 5, объект регулирования (нагрузка) 6, датчик 7 положения объекта регулирования, датчик 8 скорости двигателя, блок 9 компенсации люфта, блок 10 форсировки, блок 11 запрета, блок 12 выбора сигнала, второй усилитель

13 и задающее устройство 14 с первым 15, вторым 16 и третьим 17 выходами.

Блок компенсации люфта (фиг. 3) содержит безлюфтовой редуктор 18, сельсин 19, первый преобразователь 20, редуктор 21 с люфтом (модель люфта), сельсин 22, второй преобразователь 23, фазовый дискриминатор 24, построитель 25.

Блок фбрсировки 10 (фиг. 3) состоит из логических элементов 26 — 31, дифференцирующих цепей Сl — Rl, С2 — R2, развязывающих диодов Д1+Д4 и ограничивающего сопротивления КЗ.

Блок запрета 11 (фиг. 3) содержит логические элементы 32 — 35 и развязывающий диод Д5.

Входные и выходные сигналы логических элементов 26 — 35, представляются: «1»вЂ” напряжением постоянного тока отрицательной полярности, «О» — нулевым уровнем напряжения постоянного тока.

Коррекция люфта в следящем приводе осуществляется следующим образом.

При вхождении в люфт угловое перемещение вала двигателя 4 (фиг. 3) в люфте преобразуется в напряжение постоянного тока отрицательной полярности параболической зависимости от границ люфта к середине. Это преобразование производится блоком 9 компенсации люфта.

Выходное напряжение блока компенсации люфта и сигнал постоянного тока отрицательной полярности U„„, пропорциональный скорости изменения входного воздействия (с выхода 17), подаются через блок 12 выбора напряжения на вход усилителя 13, выход которого подключен на вход управления электроприводом следящей системы (фиг. 1).

Блок 9 компенсации люфта при этом выполняет одновременно функции датчика положения двигателя в люфте и задатчика закона движения в нем, образуя замкнутую систему управления электроприводом в люфте.

15 При равнозамедленном задании движения в момент изменения знака направления движения (фиг. 2 кривая 1) скорость двигателя в силу его инерционности имеет прежнее направление движения (фиг. 2, 20 кривая 2, участок РД). Поэтому в момент изменения знака направления движения блок 10 форсировки формирует сигнал, который обеспечивает форсированное торможение (фиг. 2, кривая 2, участок FQ) и

25 введение двигателя 4 в зону слежения по положению в люфте. Форма сигнала — импульс пилообразной формы отрицательной полярности (фиг. 2, АВС) длительностью не более половины времени прохождения

ЗО люфта.

Блок форсировки 10 формирует сигнал, не учитывая исходного положения двигателя в люфте и предстоящего направления движения при пуске, что вызывает колебаЗS тельный переходный процесс, если двигатель перед пуском находился во второй половине люфта. В этом случае сигнал форсировки может принимать значения больше чем U, а это приводит к изменению зако4р на движения во второй половине люфта.

Для устранения колебательного переходного процесса формируется сигнал «Запрет» блоком 11, который блокирует сигнал форсировки во второй половине люфта, 45 При нахождении двигателя в первой половине люфта перед пуском сигнал форсировки, который может быть больше чем UH (фиг. 2, ЯМ1 ), не изменит процесс разгона, так как сигнал U, достаточен для выведе50 ния системы электропривода на ограничение по динамическому току двигателя 4.

Отсутствие сигнала «Запрет» — напряжение постоянного тока отрицательной полярности.

Наличие сигнала «Запрет» — напряжение постоянного тока (Π— 0,5) в.

Блок 9 компенсации люфта работает следующим образом.

При вхождении в люфт вращательное у движение вала двигателя 4 через безлюфтный редуктор 18 передается сельсину 19.

Сельсину 22 это движение передается по окончании выбора люфта в редукторе 21 (модели люфта). Вне люфта угловые ско65 рости роторов сельсинов 19 и 22 одинако647646

15

45

65 вы, так как передаточные отношения редукторов 18 и 21 равны.

Сельсины 19 и 22 работают в режиме фазовращения, поэтому во время прохождения люфта фаза выходного напряжения сельсина 19 будет изменяться относительно фазы выходного напряжения сельсина 22.

Выходные напряжения сельсинов синусоидальной формы преобразуются в преобразователях 20 и 23 в напряжения прямоугольной формы отрицательной полярности и подаются на вход фазового дискриминатора 24, Характеристика фазового дискриминатора 24 (фиг. 4, ОЕД) циклически повторяется через каждые 360 изменения фазы одного из входных напряжений. Поэтому передаточные отношения редукторов 18 и 21 выбираются из обеспечения максимального люфта, выраженного в градусах угла поворота ротора сельсина 19, равного 360 .

При люфтах, приведенных к ротору сельсина 19, меньше 360 на выходе фазового дискриминатора 24 будет постоянная составляющая (вне люфта), которая компенсируется введением пороговых элементов и схем на его выходе.

Построитель 25 преобразует линейно возрастающее выходное напряжение фазового дискриминатора 24 от границ люфта к середине в параболическую зависимость (фиг. 4 ОАВСД).

Блок 10 форсировки (фиг. 3) работает следующим образом.

Сигнал направления движения прямой и инверсный с выхода инвертора 27 подается на нижние входы элементов 28 и 29, выходы которых соединены с входами инверторов 30 и 31. Выходы 30 и 31 подключены на входы дифференцирующих цепей Cl—

Rl и С2 — R2.

При У,ФО на выходе переключателя 26 появляется сигнал «1». Тогда всякое изменение кода направления движения вызовет изменение сигналов на выходах 30 и 31 с

О на минус напряжения постоянного тока и наоборот. При этом будет происходить заряд одного конденсатора, например Сl, и разряд другого (например С2). Поэтому, при каждом изменении направления дви>кения на объединенных выходах диодов Д2 и ДЗ будут формироваться импульсы пилообразной формы отрицательной полярности, которые через ограничивающее сопротивление RÇ передаются на выход.

При U,— 0 на объединенных входах элементов 28 и 29 появляется сигнал «О». Поэтому на выходах 30 и 31 появляется сигнал «О». Конденсаторы Сl и С2 разряжаются и схема подготовлена для следующего пуска в любом направлении.

Сигнал «О», появляющийся на выходе переключателя 26 при U„=Î, является и сигналом, запрещающим выход блока 9 .компенсации люфта и блока 10 форсировки. Таким образом, обеспечивается ползучая скорость исполнительного двигателя в люфте при отсутствии задания на входе следящего привода.

Блок 11 запрета (фиг. 3) работает следующим образом, На импульсный вход триггера 33 подается выходное напряжение преобразователя

23, а на потенциальные входы — противофязные напря>кения с выхода преоб1>азователя 20. Таким образом, триггер 33 работает в качестве фазового компаратора. Он опрелеляет квадрант нахожяенпя двигателя в люфте. Выходы триггера 29 соединены с верхними входами элементами 34 и 35, а на нижние входы подаются прямой и инверсный сигналы направления движения. Логические элементы 34 и 35 реализуют логическую функцию

Д=асас, где Д вЂ” сигнал «Запрет» («О»); а — направление предстоящего движения; с — сигнал о нахождении двигателя во втопой половине люфта. Сигнал Д чеоез диод Д5 подается HB выход схемы.

Предлагаемый следящий поивод с коррекцией люфта в механической передаче обеспечивает форсированное прохождение люфта — разгон в первой половине его с максимально допустимым ускорением для данного двигателя и торможения с тем же ускорением во второй половине люфта до

cKoI>ocTH большей, чем задается программой движения на величину, определяемую интегряльноч ошибкой в люфте к моменту выходя из него. Это значительно уменьшает интегоальную ошибку в люфте при медленно меняющихся входных воздействиях и обеспечивает высокое качество переходного процесса при пусках с любых исходных положений двигателя в люфте.

Формула изобретения

Следящий привод с коррекцией люфта в механической передаче, содержащий задающее устройство, первый выход которого соединен с измерителем рассогласования связанным через сумматор, первый усилитель. исполнительный двигатель и редуктор с люфтом с валом объекта регулирования, датчик положения объекта регулирования, выход которого подключен ко входу измерителя рассогласования, датчик скорости вала двигателя, выход которого подсоедиHpII к Bxoчу сумматора, о т л и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности пвивола пои» скахслюбогоисходного положения двигателя в люфте при медленно меняющихся входных воздействиях, привод содержит блок компенсации люфта, блок форсировки, блок запрета, блок выбора сигнала и второй усилитель, вход блока компенсации связан с валом двигателя, а выходы — со входом блока выбора сигнала и входами блока запрета, выход которого через последовательно соединенные блок форсировки, блок выбора сигнала и второй усилитель подключен к входу сумматора, второй выход задающего устройства подсоединен к входам второго усилителя, блока форсировки и блока запрета, а тре647646

8 тий выход задающего устройства связан с входами блоков выбора сигнала и форсировки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 376753, кл. G 05В 11/32, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 392453, кл, 6 058 11/00, 1971, 647646

Рыг.l

7гп фд Uy

Составитель Г, Романченко

Техред А. Камышникова Корректор А. Галахова

Редактор Н. Коган

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 305/3 Изд. № 238 Тираж 1014 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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