Устройство для управления пьезоэлектродвигателем

Устройство для управления пьезоэлектродвигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сощиалнстических

Республик

riii74443)(+

4 (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву— (22) Заявлено 25.10.76 (21) 2414639/18-24 (51) IVL. Кл.

G 05 В 6/02 с присоединением заявки РЙ

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень Ле 24

Ilo делам нэобретеннй и атхрытнй (53) УДК 62 — So — (088,8) Дата опубликования описания 30.06.80

С. К. Гришин, Л. А. Дроздова, В. И. Крюков, А. К. Родионов, В. И. Стрелков, В. В. Сычев и В. Е. Фомин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПЬЕЗОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано п1 и разработке и создании устройств управления с шаговыми пьезоэлектродвигателями.

Известны устройства для управления шаговыми электродвигателями (1) и (2).

Иэ известных устройств для управления наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления, содержащее блок управления, первый вход которого через элемент обратной связи

1О соединен с пьезоэлектродвигателем (2).

Недостатком данного устройства является малая точность.

Цель изобретения — повышение точности

t5 устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для управления введены блок фиксации момента изменения знака управляющих импульсов, коммутатор, блок пере20 ключения режимов и счетчик, выход которого соединен с одним входом блока переключения режимов, первый выход блока управления подключен к первым входам блока фиксации мо2 мента изменения знака управляющих импульсов, счетчика и коммутатора, вторые входы которых соединены со вторым выходом блока управления, выход блока фиксации момента изменения знака управляющих импульсов подключен к третьему входу счетчика и к другому входу блока переключения режимов, первьй и второй выходы которого соединены соответственно с: третьим и четвертым входами коммутатора, пятый вход которого и второй вход блока управления подключены ко входу устройства, а выход коммутатора — к входу устройства и, что блок фиксации момента изменения знака управляющих импульсов содержит триггер, первое и второе дифференцирующее звено и сумматор, выход которого подключен к выходу блока фиксации момента изменения знака управляющих импульсов, к первому и второму входам которого подключены соответственно первьй и второй входы триггера, первьй выход которого через первое дифференцирующее звено соединен с первым входом сумматора,. а второй выход триггера через второе дифференцирующее звено подключен ко второму входу сумматора.

74443

3

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фнг. 2 — диаграммы работьг основных блоков устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 управления, блок 2 фиксащпг момента изменения знака управляющих импульсов, состоящий из триггера 3, первого и второго дифференцирующих звеньев 4 и 5 и сумматора 6; блок 7 переключения режимов, счетчик 8; коммутатор

9, пьезоэлектродвигатель 10, элемент 11 обрат- 10 ной связи.

На фиг. 2 обозначены диаграммы сигналов: на первом входе (S) триггера 12 блока фикйции момента изменения знака управляющих импульсов (БФМИЗУИ); на втором входе (Я) триггера 13 БФМИЗУИ; на первом выходе (Q) триггера 14 БФМИЗУИ; на втором выходе (Q) триггера 15 БФМИЗЧИ; на выходе первого дифференцирующего звена 16; на выходе второго дифференцирующего звена 17; на входе ($) триггера блока 18 переключения режимов (БПР) 18; на входе (Я)триггера БПР 19; на выходе (О) триггера БПР 20 и на выходе (0) триггера БПР 21.

Устройство работает. следующим образом.

Входной аналогичный сигнал поступает на блок 1 управления (фиг. 1) и сравнивается с сигналом, поступающим с выхода элемента

11 обратной связи.

Сравнение входного сигнала и сигнала обратной связи происходит г.а схеме с релейной характеристикой, выполненной на базе усилите, ля постоянного тока без обратной связи с большим коэффициентом. Такая схема практически при любых взаимных отличиях амплитуд одного из сравниваемых сигналов обеспечивает " вьгдачу прямого или реверсивного импульса, которые в свою очередь в блоке 1 управления преобразуются в серии прямых или реверсивньгх импульсов, Когда на выходе блока 1 уп- 4о равления существует серия импульсов одного направления (прямые или реверсивные), то на выходах триггера 3 блока 2 фиксации момента изменения знака управляющих импульсов значения сигналов 14 и 15 неизменны (фиг. 2), а на выходе дифференцирующих звеньев 4 и 5 потенциал нулевой. По одному из входов счетчика 8 ведется счет импульсов (прямых или реверсивных) .

До тех пор, пока разрядность. счетчика 8 50 больше количества выданных блоком 1 управле ния импульсов, на выходе счетчика 8 сигнал .. равен нулю, Так как по обоим входам триггера блока 7 переключения режимов сигналы равны нулю, то Сигналы управления 20 и 21 (фиг,2) 55 неизменны. Коммутатор 9 находится в исходном положении и на пьезоэлектродвигатель 10 поступает аналоговый сигнал (аналоговый режим управления).

1 4.

Пьезоэлектродвигатель 10 отбрасывает часть амплитуды шага. Когда количество управляющих импульсов с выхода блока 1 управления становится больШе разрядности счетчика 8, на его выходе появляется импульс, который переключает триггер блока 7 переключения режимов, сигналы 20 и 21 меняют свою полярность, коммутатор 9 переключается и на вход пьезоэлектродвнгателя 10 поступают шаговые команды управления (наступает шаговый режим управления) .

Если до того, как количество импульсов стало больше разрядности счетчика 8 на выходе блока 1 управления вместо одних импульсов (например, прямых) появились другие (например, реверсивные), то триггер 3 блока 2 фиксации момента изменения знака управляющих импульсов переходит в другое устойчивое положение, (сигналы 14 и 15 меняют знак), на дифференцирующих звеньях 4 и 5 вырабатывается импульс, который, пройдя через сумматор 6, постуггает на вход обнуления счетчика 8 и на вход блока 7 переключения режимов.Устройство управления переходит в аналоговый режим управления (сигналы 20 и 21 меняют знак), а счетчик 8 начинает считать количество импульсов прямой или реверсивной команды и в последующем обеспечивает перевод устройства в шаговый режим управления.

На фиг. 2 в качесве примера приведена диаграмма работы устройства, в котором разрядность счетчика 8 выбрана равной 4 (счет до 16).

Когда на входах триггера 3 блока 2 фиксации момента изменения знака управляющих импульсов (12 н 13) импульсы меняются, не достигнув количества 16, сигналы на выходе блока 7 режимов (20 и 21) неизменны н система находится в аналоговом режиме управления.

Только при количестве импульсов управления, большем 16, на выходе счетчика 8 появляется импульс 19, который переводит систему в шаговый режим.

Формула изобретения

).Устройство для управления пьезоэлектродвигагелем, содержащее блок управления, первый вход которого через элемент обратной связи соединен с пье. оэлектродвигателем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок фиксации момента изменения знака управляющих, импульсов, коммутатор, блок переключения режимов и счетчик, выход которого соединен с одним входом блока переключения режимов, первый выход блока управления подключен к первьгм входам блока фиксации момента изменения

74443 знака управляющих импульсов, счетчика и коммутатора, вторые входы которых соединены со вторым выходом блока управления, выход бло ка фиксации момента изменения знака управляющих импульсов подключен к третьему входу счетчика и к другому входу блока переключения режимов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора, пятый вход которого и второй вход блока управления подключены ко входу устройства, а выход коммутатора — к выходу устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что блок фиксации момента изменения знака управляющих импульсов содер- 1 жит триггер, первое и второе дифференциру1 6 ющее звено и сумматор, выход которого под.ключен к выходу блока фиксации момента изменения знака управляющих импульсов, к первому и второму входам которого подключены соответственно первый и второй входы триггера, первый выход которого через первое дифференцйрующее звено соединен с первым входом сумматора, а второй выход триггера через второе дифференцирующее звено подключен ко второму входу сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

k. Патент США И 3605000, кл. 318 — 6!9, окублик. 1969.

2. Патент ClllA И4 3532958, кл. 318 †6, опублик. 1968 (прототип).

744431

ИМаодвй )Вежде

Составитель Г. Нефедова

Техред Р. Олиян

: Редактор И. Наикина

Корректор Н. Григорук

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

Заказ 3786/9, Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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