Обратимая следящая система

 

ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА, содержащая последовательно соё диненные первый усилитель и первый двигатель , с валом которого кинемай чески связаны первые датчики момента , положения и скорсюти, а. также . последовательно соединенные второй усилитель и второй двигатель, с валом которого кинематически связаны вторые датчики момент, положения и скорости, а с выходом соединен вход датчика тока, причем .выходы первого и второго-датчиков момента подключены к соответствующим входам первого сумматора, а выходы первого и второго датчиков положения подключены к соответствуйщйм входам вторр го сумматора,, выходы датчика тока и : второго датчика скорости подключены соответственно к первому и второ ,му входам блока деления, выход кЬторого подключен к входу интегратора, otт л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит третий сумматор, первый , второй, третий, четвертый, , шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементы, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки умНОЖ6ЯИЯ , причем первый вход третье,го сумматора подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу источника опорного сигнала, а вьоход к входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого нелинейных элементов , выходами соединенных с первыми вхрдами соответствующих блоков ножения, вторые входы первого, вто- . рого, третьего и четвертого блоков умножения подключены к выходам первого сумматора, второго сумматора, iz первого датчика скорости и-второго « датчика скорости соответственно, а выходы - к соответствующим, входам первого усилителя, вторые входыпяьо того, шестого, седьмого и восьмого блоков умножения соединены с выхоф дами второго датчика скорости, .пер-: вого датчика скорости, первого сумматора и второго сумматор соотOD ветственно, а выходы - с соответст .вующими входами вторрго усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

351 6 05 В 11/0, h1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

:(21) 3383632/18-24 (22) 11.01.82 (46) 15.07.83, Бюл. Р 26 (72) В.Ф.Филаретов (71) Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева ,(53). 62-50 (088.8) (56 )1. Авторское свидетельство СССР.

9 535549, кл. G 05 В 11/01, 1975.. .2. "Техническая кибернетика", .

1975, Р 4, с. 181-189 (прототип). (54)(57) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕЙА, содержащая последовательно соединенные первый усилитель и первый двигатель, с валом которого кинемаъически связаны первые датчики момен-. та, положения и скорости, а также последовательно соединенные второй усилитель и второй двигатель, с валом которого кинематически связанй вторые датчики момента, положения и скорости, а с выходом соединен вход датчика тока, причем выходы первого и второго. датчиков момента подключены к соответствующим входам перво- го сумматора, а вЫходй первого и второго датчиков положения подключены к. соответствующим входам второго сумматора,, выходы датчика тока и -:второго датчика скорости подключены соответственно к первому и второ-., му входам блока деления, выход кото.«,.Я0„„1029137 A рого подключен к входу интегратора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит третий сумматор, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементы, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки умножения, причем первый вход третье.— го сумматора подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу источника опорного сигнала, а выходк входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого нелинейных элементов, выходами соединенных с первыми Q входами соответствующих блоков умножения, BTQpHe входы первого, вто- . рого, третьего и четвертого блоков умножения подключены к выходам ïåðвага сумматора, второго сумматора, первого датчика скорости и второго Я датчика скорости соответственно, а >„® выходы - к соответствующим. входам первого усилителя, вторые входы пя- СаР того, шестого, седьмого и восьмого Я блоков умножения соединены с выходами второго датчика скорости, .пер-. вого датчика скорости, первого сум- ма матора и второго сумматора соответственно, а выходы — с соответствующими входами второго усилителя..

1029137

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в дистанционно-управляемых копирующих манипуляторах с активным отражением усилия.

Известна обратимая следящая сисreMa, содержащая на задающей и исполнительной стороне сумматоры, блоки коррекции, датчики момента, электродвигатели и резисторы, .а также переключатели и блок деления (1 1. 10

Однако данная система имеет низкое качество регулирования при различных параметрах внешних воздействий.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является 15 система, содержащая последовательно соединенные первый усилитель и первый двигатель, с валом которого кинематически связаны первые датчики момента, положения и скорости, а также О последовательно соединенные второй усилитель и второй двигатель, с валом которого кинематически связаны вторые датчики момента, положеHHR H cKoPocTH a c BbIxoPoM coeQHHeH 25 вход датчика тока, причем выходы первого и второго датчиков момента подключены к соответствующим входам первого сумматора, а выходы первого и второго датчиков положения подключены к соответствующим входам второгоЗ сумматора, выходы датчика тока и второго датчика скорости подключены соответственно к первому и второму .входам блока деления, выход которого подключен к входу интегратора (2 ). 35

Известная система имеет лучшие качественные показатели работы за .счет синтезированной квазиоптимальной коррекции, однако и в ней наблю- 4р дается существенное ухудшение ка- чества работы при изменении парамет- . ров нагрузки и, в частности, параметра, характеризующего момент инер- ции нагрузки. 45

Целью изобретения является повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что система содержит третий сумматор, первый, второй третий,четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементы, а также первый, второй, третий, четвертый пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки умножения, причем первый вход 55 третьего сумматора подключен к выходу интегратора, второй вход — к выходу источника опорного сигнала, а выход— к входам первого, второго, третьего, четвертого,.пятого, шестого, седьмо- gp

ro и восьмого нелинейных элементов, выходами соединенных с первыми входами сОответствующих блоков умножения, вторые входй первого, второго, третьего и четвертого блоков умножения под-65 ключены к выходам первого сумматора, второго сумматора, первого датчика скорости и второго датчика скорости соответственно, а выходы — к соог.ветствующим входам первого усилителя, вторые входы пятого, шестого, седьмого ивосьмого блоков умножения соединены с выходами второго датчика скорости первого датчика скорости; первого сумматора и второго сумматора соответственно, а выходыс соответствующими входами второго усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема системы.

Система содержит первый усилитель 1, первый двигатель 2, датчик 3 момента, первый датчик 4 положения, первый датчик 5 скорости, второй усилитель б, второй двигатель 7, второй датчик 8 момента, второй датчик 9 положения, второй датчик 10 скорости, датчик 11 тока, первый сумматор 12, второй сумматор 13, блок 14 деления, интегратор 15, третий сумматор 16, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементь> 17 — 24 соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки 25 — 32 умножения соответственно, источник 33 опорного сигнала. Кроме того, на схеме введены обозначения:

U u U - соответственно управляю2 щие воздействия на первый и второй двигатели 2 и 7; о д„с н-координаты валов соответствеййо первого и второго двигателей 2 и 7, ЛопЛ„-скорости

I вращения валов соответственно первого и второго двигателей 2 и 7, d- ускорение вращения вала второго двигателя 7; Э„, .72-соответственно моменты инерций нагрузки и ротора второго двигателя 7 с вращающимися частями кинематической передачи;

M, M -моменты оператора и наГрузки

on и приложенные соответственно к первому и второму двигателям 2 и 7;с сР -соотв ет ст ве нно рассогласов ание вйходных валов. первого и второго двигателей 2 и 7 и ошибка в ощущении

:оператором внешних моментов.

Система работает следующим образом.

Ири появлении на валу первого или второго двигателей 2 и 7 момента

M ц или М„ и при соответствующем изменении координат о о или d. на выходах первого и второго сумматоров

12 и 13 появляются сигналы, которые, усиливаясь, поступают на входы первого и второго двигателей 2 и 7.

В результате на первом (задающем) двигателе 2 воспроизводится момент, развиваемый на втором исполнитель-, ном )двигателе 7 с ошибкой с „,и оба

1029137 двигателя 2 и 7 начинают вращаться в одну сторону, стремясь свести к нулю величину .рассогласования 6g.

Величины ошибок с/"с и с „существенно возрастают при работе системы с различными грузами, имеющими различлич- 5 ную величину 3„, отличную от номинальной 3,В результате возника-нном. ет необходимость автоматической подстройки в процессе работы системы параметров синтезированной при Э „ 10 коррекции, если 3 начинает отличаться от номинального значения.

При синтезе параметров (коэффициентов усиления )обратных:связей при различных значениях 3н н ввыыяяввллеенноо, 15 что для обеспечения высококачественной работы системы с точки зрения минимизации ошибок с " и с ",„ необходимо изменять все параметры (коэффициенты усиления )обратных связей при изменении 3, причем зависимость н числовых значений коэффициентов усиления обратных связей системы от 3„ имеет вид монотонной нелинейной

Функции K"=Е; (3„), где K;-- коэффи- 25 циенты усйлейия обратных связей системы 1 — обозначение номера входа системы (t - =1,2 ); j- обозначение номера фазовой координаты (может иметь значение 1, 2, 3, 4 ).

30 для осуществления коррекции системы с изменяющимися -в зависимости от величины 3 коэффициентами усиления обратных связей необходимо . все коэффициенты усиления К;;„ рассчитанные при Э„„о,и реализо-, ванные в системе (в усилителях 1 и 6 ), домножить на нормированные нелинейные Функции вида Е.фЭм1;;ном.

Функции Е;- (3„) рассчитываются .заранее в процессе синтеза систеьы. 40

Реализация нелинейной функции-! 4 t1

f ° (3 )осуществляется с помощью блока -14 деления, интегратора 15 и третьего сумматора 16..

Известно, что скорость электродвигателя (Д.) является функцией тока его якорной обмотки, т.е.

Км

1 н р где K — моментный коэффициент.

Величина 1 измеряется датчиком 11 тока, à oL„- вторым датчиком

10 скорости.

После делення сигнала iq на сигнал о н на выходе блока 14 деления появ-..

Е ляется сигнал, равный величине м который,проидя через интегратор 15 с коэФфициентом усиления К„,, позволяет получить на выходе последнего искомый сигнал. 3g . После вычитания в сумматоре 16 из постоянной величины 3> получается сигнал, пропорциональный величине Зн, который и подается на выходы scex нелинейных элементов 17-24, .а сигнал с нелиней« ных элементов после перемножения с основными сигналами осуществляет коррекцию k;.„â зависимости от текущего значчейия величины З„ФЗ„„о„,, Таким образом, при изменейий 3, в процессе работы системы происходит автоматическая подстройка всех коэффициентов обратных связей системы с помощью нелинейных элементов 17—

24, реализующнх функции вида F;,(7 ЦК-: и блоков 25 — 32 умножения. Нелй1ч н номс нейное изменение всех коэффициентов усиления обратных связей осуществля- ется по сигналу 3< который вырабатывается с помощью блока 14 деления, интегратора 15 и сумматора 16.

Применение изобретения позволяет за счет автоматической коррекции при изменении момента инерции нагрузки повысить точностные показатели обратимой следящей системы.

1029137

Составитель Г.Нефедова

Редактор А.Гулько Техред Ж,Кастелевич, Корректор М.Демчик м ъ ° . Ф» ° Заказ 4977/45 Тираж 874 Подписное

ВНИИПН. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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