Устройство для регулирования скорости многомассового упругого механизма

Устройство для регулирования скорости многомассового упругого механизма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сонетскмк

Соцмалмстмческмк

Республик

iiii 900265 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 08.04.80 (21) 2906394/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.82. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.0"1;..82 (51) М. Кд.

G 05 13 13/62

3Ьсудврствеиый комитет

СССР ав делан изобретений и вткрытий (53) УДК 621.436 (088. 8) Ю.В.Постников, Г.Г. Соколовский, В.М.Ст совс<ий, Д.A.Øóñòoâ, О. С. Викторов, A. И. Говорушин И. Н. Князев, Б.П.Рысков и Б.В.Панкратов

1

Ленинградский ордена Ленина электромеханический институт им. В.И, Ульянова (Ленина)

I (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

МНОГОМАССОВОГО УПРУГОГО МЕХАНИЗМА

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, а именно к устройствам управления электроприводами наведения радиотелескопов и может быть использовано при построении систем управления различных механизмов и машин, в которых соединение электродвигателя с исполнительным механизмом и элементов исполнительного механизма между собой осуществляется через упругие связи.

Известны устройства, использова.ние которых s упругих системах управления электроприводами позволяет

15 получить плавное и быстрое движение исполнительной оси механизма (1).

Недостатком этих устройств является необходимость острой настройки.

Известно такие устройство, использующее обратную связь по упругому моменту на валу механизма, обеспечивающее эффективное демпфирование колебаний 323.

Однако это устройство требует использования магнитоупругого измерителя крутящего момента, что технически возможно далеко не всегда.

Наиболее близким по > =, очес.кой сущности к предлага=-мо; у .;обретению является устройство для р. .пирования скорости многомассового упругого механизма, содержащее iocл: —.доваiclib, но соединенные регулятор, электродвигатель и первый датчик скорости, первый выход которого подключен к первому входу регулятора и второй датчик скорости, кинематически связанный с многомассовым упругим механизмом, а также последовательно соединенные масштабирующий блок, сумматор и дифференцирующий блок, выход которого подключен ко второму входу регулятора, вход масштабирующего блока соединен со вторым выходом первого датчика скорости, а второй вход сумматора подключен к выходу второго датчика скорости (3).

Недостаток известного устройства связан с тем, что реальные дифференцирующие блоки обладают запаздыванием (конечнай инерционностью), из-за чего осуществляемое ими дифференцирование не является точным. Если частота собственных упругих колебаний системы двигатель-механизм близка к зоне частот, где сказывается влияние запаздывания дифференцирующего блока, та реализовать расчетную глубину обратной связи по ускорению исполнительной оси механизма не удается из-за неустойчивости устройства. 8 связи с этим приходится уменьшать глубину обратной связи по ускорению, в результате чего обеспечить высокую плавность движения исполнительной оси механизма не удается.

Цель изобретения - уменьшение колебательности движения исполнительной аси механизма и повышение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем; что н устройство. содержащее последовательна соединенные регулятор, электродвигатель, первый датчик скорости, масштабирующий блок и первый сумматор, а также дифференцирующий блок зо и второй датчик скорости, кинематически связанный с многомассавым упругим « еханизмам, причем второй выход

HppBQI o датчика скорости соединен с первым входам регулятора, введены инвертор и последовательно соединенные фильтр и второй сумматор, выходом подключенный к второму входу регулятора, а вторым входом — к выходу дифференцирующега блока, вход которого соединен с первым выходом второго датчика скорости, второй выход которого через инвертар подключен к второму входу первого сумматора, выходом соединенного со входом фильтра.

Благодаря особенности исполнения, 45 в предлагаемом устройстве, в отличие ат известных, сигнал обратной связи по ускорению исполнительной оси механизма пропорционален идеальной производной ат скорости исполнитель- st ной оси, т.е. исключается запаздывание дифференцирующего блока.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство, Устройство содержит электродви- ss гатель 1 с замкнутым контуром регулирования тока, регулятор 2 и первый сумматор 3. Второй датчик скорости

4 кинематически связан с исполнительной осью механизма 5, а первый датчик скорссти 6 - с валом электродвигателя 1. Для выравнивания уровней сигналов датчиков скорости применен масштабирующий блок 7, вход которого включен на первый выход датчика скорости 6, а выход соединен с первым входом сумматора 3. Вход дифференцирующего блока 8 подключен на первый выход датчика скорости

4, благодаря чему сигнал на его выходе пропорционален определенному с запаздыванием ускорению исполнительной оси механизма 5, связанного с электродвигателем через упругое звено 9, Ко второму входу сумматора 3 подключен через инвертор 10 второй вход датчика скорости 4, Ко входам второго сумматора 11 подключен выход первого сумматора 3 через фильтр 12 и выход дифференцирующего блока 8. Ко входам регулятора 2 под-! соединены второй выход датчика скорости 6 и выход сумматора 11.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, задающий необходимую скорость, подается на вход регулятора

2, т.е. на вход замкнутого контура регулирования скорости, образованного обратной связью с первого датчика скорости 6 на вход регулятора 2.

Скорости электродвигателя 1 (1.04 ) и исполнител ьной оси механизма 5 (и) ) в двухмассовой упругой системе связаны между собой выражением

1 где hT> - постоянная времени упругих колебаний исполнительной оси механизма при закрепленной оси вала электродвигателя.

Напряжение на выходе дифференцирующего блока 8 связано со скоростью исполнительной оси механизма 5 передаточной функцией Тр /(T,+1) где 1 характеризует запаздывание при реальном дифференцировании с постояннои времени Т.

Если выбрать постоянную времени фильтра 12, представляющего собой

« апериодическое звено, равной 1., то сигнал на его выходе будет А- 4112 — 9 Q 1"р+1 р+1

00265 d датчика скорости соединен с первым входом регулятора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения колебательности движения исполнительной оси механизма и повышения быстродействия устройства, оно содержит инвертор и последовательно соединенные фильтр и второй сумматор, выходом подключенный к второму входу

1О регулятора, а вторым входом " к аы" ходу дифференцирующего блока, вход " которого соединен с первым выходом второго датчика скорости, второй .выход которого через инаертор подключен

l5 к второму входу первого сумматора, выходом соединенного со входом Фильт=. ра.

5 9

Сигнал на выходе второго сумматора 11 определится как

"ри Х = Т /Т выходной сигнал

М сумматора 11 будет пропорционален идеальной производной от скорости исполнительной оси механизма Tpu) .

Введение его с требуемым коэффициентом усиления на второй вход регулятора 2 обеспечивает плавное и быстрое изменение скорости исполни": тельной оси механизма.

Таким образом, применение пред лагаемого устройства обеспечивает плавное движение исполнительйой оси при высоком быстродействии, в результате чего ошибка наведения радиотелескопа может быть снижена в 2-3 раза, а быстродействие повышено в 34 раза.

Формула изобретения

ИПИ Заказ 12181/65 аж 907 Подписное

Устройство для регулирования скорости многомассового упругого механизма, содержащее последовательно соединенные регулятор, злектродаига" тель, первый датчик скорости, масштабирующий блок и первый сумматор, а также дифференцирующий блок и второй датчик скорости, кинематически связанный с многомассовым упругим механизмом, причем второй выход первого

Источники информации, 2в принятые во внимание при экспертизе

1. Борцов 6.А. и др. Коррекция систем подчиненного регулирования с помощью активных фильтров. Извес-. тия вузов, серия "Энергетика", 1972, д Г8.

2. Борисов А.И. и др. Демпфиро" вание механических колебаний в электпроприаодах постоянного тока с ис" пользованием магнитоупругих измерений момента. -"Электротехническая промышленность" .Сер. "Электропривод", 1977 вып. 3 (56), с. 9.

3. Авторское свидетельство СССР

V 601671, кл G 05 D 13/62, 1977 (прототип . иал ППП "Патент", жгород,ул.Проектная,4.