Следящий привод

Следящий привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 652529

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТИЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 30. 12.76 (2т) 2435943/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки № . (23) Приоритет

9 05 В 11/01

Гасударственный комитет

СССР по делам нзобретеннй и открмтнй

Опублнковано15. 03,79.Бюллетень № 10 (53) УДК 621.3 (088. 8) Дата опубликования описания 18.03.79

A. Б. Иоаннисиан, В. С. Тарунтаев и В. А. Фольц изобретения (71) Заявитель

1 (54) СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, в част ности к следяшим приводам, и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими пропессами - в щнамических испытательных стендах.

Известны двудвигательные следяшие приводы, содержашие устройства управления, датчики обратной связи и два канала, причем выходные валы исполнительных двигателей соединены через дифференциал, а оба канала имеют обший вход Я .

Эти приводы имеют ограничейие диапазона регулирования скорости слежения зо .. ной устойчивой работы исполнительных двигателей и увеличением погрешностей датчиков обратной связи при малых скоростях слежения. Известны также двудвигательные следяшие приводы, вкоторых один из каналов выполняет роль опорного, а управление осушествпяется по дру гому каналу (2). В этом приводе имеет место увеличение статической ошибки при

2 больших скоростях слежения иэ-за отсут ствия в этом режиме обратной связи по скорости врашения выходного вала привода. Известны также двудвигательные следяшие приводы, в которых один из каналов является основным, а другойкорректируюшим П. Они характеризуются ограничением диапазбна регулирования скорости слежения зоной устойчйвой работы исполнительных двигателей и сншкением статической точности йри малых скоростях слежения за счет увеличения

Э. погрешностей датчиков обратной связи.

Из известных следяших приводов наибоtree близким K изобретенито по технической сушности является следящий привод, содержащий первый сумматор, выход которого через первый усилитель подключен

Ко входу первого исполнительного-двигателя, а вход - к выходу первого датчика обратной связи, первый датчик обратной связи, второй сумматор, выход которого, через второй усилитель подключен ко входу второго исполнительного

652529 двигателя, а вход - к выходу второго датчика обратной связи, задающее устройство, первый выход которого подключен ко входу первого сумматора, второй выходко входу третьего-:сумматора, йорбгбйое 5 устройство, вход которого подключен к выходу третьего сумматора, а выход - к управляющему входу ключа, выход которого подключен ко входу второго сумматора, а вход - к выходу перво1о сумматора, 30 датчик угла, выход которого подключен ко входу третьего сумматора, при этом вал первого исполнительного двигателя кинематически связан с первым входом дифференциала и валом первого датчика обратной связи, вап второго исполнитель- . ного двигателя со вторым входом дифференциала и валом второго датчика обратнсй связи, а выходной вал дифференциала-с валом датчикаугла j4).Однако он характеризуется ограничением нижнего предела диапазона регуаарования скорости слежения зоной устойчивой работы йсполнительных двйгателей, что не позволяет получать плавной отработки угла рассогласования йри малых (ползучих ) скорости слежения; увеличением статпческой ошибки при снижении скорости слеженйя из-аа увеличения погрешностей датчиков обратной связи при малых ско Юстях врашеийя их входных валов; ограничением динамической точности, наличием моментов трогания и пофтами в кинематичесйих иеиях;

Нелью изобретения является расширение диапазона устойчивого регулирования скорости слежения и повышение йлавности работы на малых скоростях. В предлагаемом приводе это достигается тем, что он содержит четвертый сумматор, соответствующие входы которого подк почены к выходам первого и второго датчиков обратной связи, третий усилитель, еход которого подключен к выходу чет» вертого сумматора, а выход - ко входу первого сумматора, управляемый источник опорного напряжения, выход которого подклюЧен ко входу второ о сумматора, и биполярное пороговое устройство, вы- ход которого подключен ко входу управляемого источника опорного напряжения, а вход — к первому выходу задающего устройств.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого следящего привода.

Он содержит сумматор 1, к выходу которого через усилитель 2 подключен исполнительный двигатель 3, выход которого кинематически связан с валом (на чертеже не показан) датчика обратной связи 4, сумматор 5, к выходу которого через усилитель 6 подключен исполнительный двигатель 7, выход которого кинематически связан с валом датчика обратной связи 8, дифференциал 9, входы которого кинематически связаны с валами исполнительных двигателей 3 и 7, а выход - с валом датчика угла 10, сумматор 11, один из входов которого подключен к датчику угла 10, а выход — к пороговому устройству. 12, ключ 13, вход . которого подключен к выходу сумматора

1, выход - ко входу сумматора 5, а управляющий вход - к выходу порогового устройства 12, задающее устройство 14, один из выходов которого подключен ко входу сумматора 11, а другой выходко входу сумматора 1 и ко входу биполярного порогового устройства 15, управляемый источник опорного напряжения 16, выход которого подключен ко входу сумматора 5, а вход - к выходу биполярного порогового устройства 15, сумматор 17, ко входам которого подключены выходы датчиков обратной связи

4 и 8, а выход через усилитель 18 подключен ко входу сумматора 1.

От задающего устройства 14 на вход сумматора 11 поступает напряжение

Q<(t), пропорМ ональное заданному углу поворота выходного вала {на чертеже не показан) привода, а напряжение U (tj, пропорциональное заданной скорости слежения, поступает на вход сумматора 1 и на вход биполярного порогового устройства 5. На вход сумматора 5 подается напряжение Uqz от управляемого источника опорного напряжения 16. Когда Ug)=

= 4И)»0, скорость сЬя выходного вала исполнительно двигателя 7 пропорциональйа величине О п, при этом выходное напряжение Оос датчика обратной связи 8, пропорциональное Ca,через сумматор

17 и усилитель 18, коэффициент передачи которого устанавливается в соответствии с коэффициентами передачи кинематнческих.цепей привода, подается на вход сумматора 1. Таким образом, если выполня ется соотношение Крс . Крюс = Иос Крос, где Kec «Hpc -коэффициенты передачи датчиков, обратной связи 4 и 8 соответственно;

Кросс и К роср -коэффициенты передачи кинематических цепей от вала датчика обратной связи 4 к первому входу дифференциала 9 и от вала датчика обратнойсвя65252

5 зи 8-ко второму входу дифференциала соответственно, то при нулевых значениях напряжения на выходах задаюшего устройства 14 скорость врашения выходного . вала дифференциала 9 =О, а скорости врашения выходных валов исполнительных двигателей 3 и 7 связаны соотношением

gp cking Кр,, где си и @3 - скорости врашения выходных валов исполнительных двигателей 3 и 7 соответственно; Kp,«p - коаффициенты передачи кинематических пепей от исполнительного двигателя 3 к первому входу дифференпиала и от исполнительного двигателя 7- ко второму входу дифференциала соответственно.

Когда выходные напряжения задаюшего устройства 14 принимают значения

lu,®/>î о /!/ (t)/u«/„ где Ояср - порог срабатывания биполярного порогового устройства 15, а величина напряжения DU (t) на выходе сумматора 11, пропорциональная углу рассогласования, меньше заданного значения порога срабатывания U cp порогового устройства

12, отработка угла рассогласования осушествляется по основному каналу привода (сумматор 1, усилитель 2, исполнительный двигатель 3), а другой канал (сумматор 5, усилитель 6, исполнительный двигатель 7) выполняет функции опорного.

При атом скорости си и сия имеют различный знак. Когда величина угла рассогласования превышает заданное значение, т.е. выполняет условие с выхода сумматора 1 через ключ 13 на вход сумматора 5 поступает напряжение ДЦ (Ö), пропорциональное ошибке по скорости, и тогда скорость юр пропорциональна сумме !

/ол. + 4 0 (t при атом сохраняется встречное направ- 4> ление врашения выходных валов исполнительных двигателей 3 и 7. Когда величина/Л0у(Ц/ становится меньше порога отпускання порогового устройства 12, ключ 13 закрывается, и канал привода, содержаший сумматор 5, усилитель 6 и исполнительный двигатель 7, снова выполняет функции опорного..Когда величина напряжения 0 (Ц превышает заданное значение, т. е. выполняется условие

/О (Ц/>u,c„ бнполярное пороговое устройство 15 срабатывает и переключает управляемый источник опорного напряжения 16 так, чтобы полярность опорного напряжения на входе сумматора 5 соответствовала полярности напряжения !/с (Ц . Г!ри атом скорости с) и си выходных валов исполнительных двигателей 3 и 7 имеют одинаковый знак, и привод может работать с максимальной Скоростью слежения, определяемой соотношением 4макс "анакс ! О4.К КР, Кд где ю „4< максимальная скорость врашения выходного вала дифференциала 9;

CO

4ма кс макс иозеф - максимальные скорости врашения валов исполнительных двигателей 3 и 7 соответственно;.

К - коаффициент передачи дифференпиала 9.

Таким образом, предлагаемый следяший привод позволяет получать более широкий диапазон устойчивого регулирования скорости слежения - от малых ("ползучих") до максимальных, определяемых характеристиками алементов привода. При атом достигается плавность отработки приводом углов рассогласования на "ползучих" скоростях слежения за счет работы исполнительных двигателей в зоне устойчивости их характеристик, а также повышается статическая точность привода, так как во всех режимах работы привода датчики обратной связи работают при больших скоростях врашення своих валов, что снижает вели» чину относительных погрешностей этих датчиков. Повышение динамической точности привода достигается в результате уменьшения величины эоны нечувствительности за счет того, что при постоянной работе двигателей люфты кинематических цепей остаются выбранными во всех режимах работы привода и отсутствует необходимость в преодолении моментов трогания. Это позволяет улучшить частотные свойства привода. Кроме того, расширяет» ся диапазон регулирования скорости слежения при высокой статической и ди-; намической точности во всем диапазоне рабочих скоростей следяшего привода.

Его применение позволяет создавать на базе серийно выпускаемых алементов высокоточные следяшие системы с широким диапазоном регулирования скорости- нагрузки, расширить область применения алектромеханических приводов и дает возможность в ряде случаев использовать их вместо алектрогидравлических, что снижает стоимость изготовления и аксплуатации следяших систем в несколько раз.

7 652529

Формула изобретения ка угла, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона устойчивого регулирования скорости слеже ния и повышения плавности работы привода на малых скоростях, привод содержит четвертый сумматор, соответствующие входы которого подключены к выходам первого и второго датчиков обратной связи, третий усилитель, вход которого подключен к выходу четвертого сумматора,. а выход - ко входу первого сумматора, управляемый источник опорного напряжения, выход которого подключен ко вхо» ду второго сумматора, и биполярное. пороговое устройство, выход которого подключен ко входу управляемого источника опорного напряжения, а вход - к первому выходу задаюшего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клубникин .П. Ф. Обьединенные следяшие системы с.двумя приводами; Автоматика и телемеханика", 1959, т. ХХ, % 2„c. 161-175.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 416659, кл. 9 08 В 11/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

Мо 446027, кл. 8 05 B 1 1/26, 1 97 3.

4. Авторское свидетельство СССР ,Мо 45 1050 кл. Я 05 В 1 1/01, 1972.

Следяший привод, содержаший первый сумматор, выход которого через первый усилитель подключен ко входу первого исполнительного двигателя, à вход - к выходу. первого датчика обратной связи, первый датчик обратной связи, второй сумматор, выход которого через второй усилитель подключен ко входу второго испол-10 нительного двигателя, а вход - к выходу . второго датчика обратной связи, задаюшее устройство, первый выход которого подключен ко входу первого сумматора, второй выход - ко входу третьего сумма- 35 тора, пороговое устройство, вход которого подключен к выходу третьего сумматора, а выход - к управляюшему входу ключа, выход которого подключен ко входу второго сумматора, а вход - к выходу 20 первого сумматора, датчик угла, выход которого подключен ко входу третьего сумматбра, при этом вал первого исполнителЬного двигателя кинематически связан с первым входом дифференциала н 15 валом первого датчика обратной связи, вал второго исполнительного двигателя со вторым входом дифференциала и валом второго датчика обратной связи, а выходной вал дифференциала - с валом дат шЦНИИПИ Заказ 1059/44 Тираж 1014 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4