Обратимая следящая система

Обратимая следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПHCavHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕИЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалнстическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.03.80 (21) 2899124/18;24 (51)М. (Л с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

G 05 В 11/00

В 25 J 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретениЯ и открытий

Опубликовано 23,11.81. Бюллетень Й9 43

1 (53) УДК 62-50 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 11. 81 (72) Авторы изобретения

A.Ñ. Суляев и-В.Ф. Филаретов

Дальневосточный ордена Трудового Красно политехнический институт им. В.В. (71) Заявитель (54 ) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к робототех-. нике и может быть использовано при создании дистанционно управляющих копирующих манипуляторов.

Известна обратимая следящая система, содержащая два датчика момента, два датчика положения, два детектора, два сумматора, переключатели, два блока коррекции и электродвигатель, . вал которого кинематически через первый и второй редукторы связан с задающей и исполнительной осями (11 .

Недостатком системы является ее сложность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является система, содержащая первый сумматор, а на задающем и исполнительном органе — датчик положения, первый и второй выходы которого сое- 20 динены с соответствующими входами управляемого коммутатора, подключенного выходом ко входу электродвигателя, третий вход управляемых коммутаторов соединен с выходом первого 25 сумматора l 2l .

Недостатками этой системы является узкая зона синхронизации. При увеличении рассогласования сверх указанной величины система теряет 30 работоспособность, синхронизирующий момент направлен в сторону увеличения рассогласования, т.е. система перестает быть следящей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы.

Поставленная цель достигается тем, что задающий и исполнительный органы содержат источник опорного напряжения, три компаратора, два элемента

НЕ, четыре элемента И, дешифратор, элемент ИЛИ, фильтр низкой частоты, второй сумматор, три ключа и генератор импульсов, причем первый выход датчика положения соединен непосредственно со входом первого Ылемента НЕ и первым входом первого элемента И H второго компаратора, а через последовательно соединенные первый компаратор, дешифратор,второй элемент И, элемент ИЛИ и фильтр низкой частоты — с первым входом второго сумматОра, подключенного вторым входом к выходу ключей, а третьим входом — к первому выходу источника опорного напряжения, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входом первого, второго и третьего ключей, подключенных вторым входом

883863

Сигналы 25 и 26 поступают на первый компаратор 11, выходной сигнал которого единица, если 25 > 26 и к первому, второму и третьему выходам дешифратора соответственно,второй выход датчика положения соединен со вторым входом первого компаратора, второго элемента И,первым входом третьего комнаратора и входом .второго элемента НЕ, выходом подключенного к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом дешифйа тора, а выход — co вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого 1О подключен к выходу первого элемента

И, а четвертый вход — к выходу третьего элемента И, первым входом соединенного с выходом первого элемента НЕ, а вторым входом — со 15 вторым выходом дешифратора, четвертый выход которого подключен ко второму входу первого-элемента И,второй вход — к выходу второго компаратора, а третий вход — к выходу третьего компаратора, причем выход вторых сумматоров соединен с сооТветствующими входами первого сумматора, а выход генератора импульсов подключен ко второму входу второго и третьего компараторов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема обратимой следящей системы; на фиг. 2 — диаграмма сигналов.

Система содержит задающий орган 30

1, исполнительный орган 2, датчик 3 положения, источник 4 опорного напряжения, управляемый коммутатор

5, электродвигатель. 6, первый сумматор 7, генератор 8 импульсов, 35 первый и второй элементы НЕ 9 и 10 соответственно, первый, второй и третий компараторы 11-13 соответственно,дешифратор 14;пЯрвый,второй, третий и четвертый элементы И 15-18 4g соответственно, элемент ИЛИ 19, фильтр 20 низкой частоты, второй сумматор 21, первый, второй и третий ключи 22-24 соответственно сигналы

25-27 с выходов датчика 3 положения и генератора 8 импульсов соответ- 45 .ственно. На фиг.2 указаны участки

28-34 диаграммы.

Система работает следующим образом.

При повороте задающего или исполнительного валов на угол с(;поворачиваются роторы датчиков 3 положения с их чувствительных элементов, поступают сигналы 25, 26 широтномодулированные последовательности им-. 55 пульсов, относительные длительности которых изменяются по гармоническим а законам и фазовым сдвигам 90 (фиг.2), соответствующим пространственному сдвигу чувствительных элементов датчика 3 положения. ноль, если 25 26 . (по длительности импульсов).

Сигналы 25 и 26 сравниваются с выходными импульсами сигнала 27 генератора во втором и в третьем компараторах 12 и 13. На выходе коглпаратора 12 единица, если 25 ) 27 и ноль, если 25 427, единица на выхо1де компаратора 13, если 26 )27 и ноль, если 26 (27. Сигналы с выходов компаратора 11-13 поступают на входы дешифратора 14 с четырьмя выходами, сигнал единица на которых вырабатывается в случае нахождения угла поворота внутри линейных зон участков 28-31. Соотношение длительностей сигналов 25-27 вполне достаточно для определения угла поворота вала.

Кроме того, из участков 28-31 с помощью элементов И 15-18, управляемых выходными сигналами дешифратора 14 и элементов HE 9 и 10 формируется пилообразный закон изменения длительности характеристик участков

28-33, который преобразуется с помощью фильтра 20 низкой частоты в закон изменения напряжения, поступающий на первый вход сумматора 21. (На участках 30 и 31 импульсы чувствительных элементов датчика 3 положения инвертируются элементами HE 9 и 10).

Выходы дешифратора 14 со второго по четвертый подключены к управляющим входам ключей 22-24, которые открываются сигналом единица, т.е. на участке 29 открыт ключ 22 на 30 ключ 23, на 31 — ключ 24. Так как на входы ключей 22-24 и источник опорного напряжения поступают сигналы с весами один, два и три, то на соединенных выходах ключей 22 и 24 в зависимости от угла с4 генерируется ступенчатое напряжение,по виду похожее на 34, но опущенное вниз на величину сигнала 27.

В сумматоре 21 складываются законы изменения напряжения от угла характеристик участков 28-33 — пилообразный, ступенчатый участок 34 и вычитается величина сигнала 27.8 результате сложения законов участков 28-33 с 34 получаем пилообразную на периоде 360 характеристику датчика 3, близкую к линейной, но поднятую над осью на сигнал 27. Вычитание 27 дает возможность опустить характеристику участка 34 вниз .до оси аС, Иа выходе сумматора 21 вырабатывается напряжение, пропорциональ- ное углу аС поворота вала исполнительного и задающего органов 1 и 2.

Напряжения с выходов сумматоров 21 .вычитаются в первом сумматоре 7, выходное напряжение которого управляет работой коммутаторов 5 обеих сторон так, что рассогласование осей сторон, а следовательно и выходное

8838бЗ напряжение сумматора 7 уменьшается до нуля..

Применение предлагаемого изобретения позволяет реализовать обратимую следящую систему с расширенной зоной линейности. формула изобретения

Обратимая следящая система, содержащая первый сумматор, а на задающем и исполнительном органе датчик положения, первый и второй .выходы которого соединены с соответствующими входами управляемого коммутатора, подключенного выходом ко входу электродвигателя, третий вход управляемых коммутаторов соединен с выходом первого сумматора,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, задающий и исполнительный органы содержат источник опорного напряжения, три компаратора, два элемента НЕ, четыре элемента И, дешифратор, элемент ИЛИ, фильтр низкой частоты, второй сумматор, три ключа и генератор импульсов, причем первый выход датчика положения соединен непосредственно со входом первого элемента НЕ и первым входом первого элемента И и второго компаратора, а через последовательно соединенные первый. компаратор, дешифратор, второй элемент И,.элемент ИЛИ и фильтр низкой частоты — с первым входом второго сумматора; подключенного вторым входом к выходу ключей, а третьим входом - к первому выходу источника опорного напряжения, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входом первого,, второго и третьего ключей, подключенных вторым входом к первому, второму и третьему выходам дешифратора соответственно, второй выход датчика положения соединен со вторым входом первого компаратора, второго элемента И, первым. входом третьего компаратора и входом второго элемента НЕ, выходом Подключенного к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом дешифратора, а вы- ход — co вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу первого элемента И, а четвертый вход — к выходу третьего элемента И, первым входом соединенного с выходом первого элемента НЕ, а вто20 рым входом — со вторым выходом дешифратора, четвертый выход которогр подключен ко второму входу первого элемента И, второй вход — к выходу второго компаратора, а третий входQ5 к выходу тр ть го компаратора, причем выход вторых сумматоров соединен с соответствующими входами первого сумматора, а выход генератора импульсов подключен ко второму входу второго и третьего компараторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 535549, кл. С 05 В 11/01, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 634428, кл. Н 02 К 29/02,,978 (прототип).

-883863

Ь,2

Составитель Г. Нефедова

Техред T.Ìàòo÷êà Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Рогулич.Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10230/72

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