Электропривод для манипулятора

 

ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ МАНИПУЛЯТОРА , содержащий двигатель, соединенный с системой управления скоростью, вход которой соединен с выходом первого сумматора, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, датчик тока двигателя, блок отсечки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два блока возведения в квадрат, второй сумматор и последовательно соединенные компаратор и релейный элемент, при этом выходы датчика тока и тахогенератора через соответственно первый и второй блоки возведения в квадрат соединены с входами второго сумматора, выход которого через блок отсечки и релейньш элемент соединен с входом первого сумматора,а вход компаратора соединен с тахогенератором. е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШИ Л В В

РЕСПУБЛИК

09) 01) цр Н 02 Р 5/06 В 23 0 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОУСНОМУ СВИДВТЮЫСТВУ

° с

ВЮ

° (21) 3593203/24-07 (22) 20.05.83 (46) 15.09.84. Бюл.У34 (72) N.È.Ñàôîíoâ и Д.А. Пинский (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.3 16.718.5(038.8) (56) 1. Ключев В,И. Терехов В.М.

Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. М., "Энергия", 1980, с.98.

2. Зимин E.Í. Яковлев В.Н. Автома- тическое управление электроприводами. И., "Высшая школа", 1981,1 с. 218-221 (54) (57) ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ МАНИПУЛЯТОРА, содержащий двигатель, соединенный с системой управления скоро тью, вход которой соединен с выходом первого сумматора, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, датчик тока двигателя, блок отсечки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два блока возведения в квадрат, второй сумматор и последовательно соединенные компаратор и релейный элемент, при этом выходы датчика тока и тахогенератора через соответственно первый и второй блоки возведения в квадрат соединены с входами второго сумматора, выход которого через блок отсечки и релейный элемент соединен с входом первого сумматора,а вход компаратора соединенс тахогенератором.

pl где 1 и д — текущее и максимальмакс ное значения частоты, 25 вращения двигателя, — текущее и максимальное. значения момента

M " 1 »мокс двигателя.

Наиболее близким к изобретению

ЗО по технической сущности является электропривод, содержа»ций двигатель, соединенный с системой управле»»ия скоскоростью, вход которой соединен с выходом первого сумматора, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, датч»»Р тока двигателя, блок отсечки (2J, Недостатком известного электропривода является большое расхождение характеристик реального привода и оптимальных эллипсных во RTopoM u четвертом квадрантах, т.е. в тормозных режимах, а, как известно, для позиционных приводов важным является процесс торможения при под- 45 ходе к точке позиционирования. Следовательно, переходные процессы торможения резко отличаются от,оптимальных. Стремление. повысить быстродействия в такой системе с учетом ограничений по скорости и ускорению привода приводят к увеличению колебательности, а для роботов и манипуляторов необходимо иметь апериодические процессы при торможе- 55 нии.

Целью изобретения является повышение быстродействия электропривода.

1 11138

Изобретение относится к электро- . технике, а именно к автоматизированиому электроприводу, и может быть использовано в роботах и манипуляторах. 5

Известен электропривод, содержащий двигатель, соединенный с системой подчиненного регулирования тока и скорости, датчик тока, тахогенератор (1) .

1О

Недостатком электропривода является относительно невысокие точность и быстродействие отработки заданного перемещения, так как механические характеристики электропривода имеют прямоугольную форму, в то время как оптимальной является эллипсоидная форма характеристики,описьЬаемые уравнением

Я. 20 — Ф—

Я

+MQкс +мокс

7.2

Поставленная цель достигается тем, что в электропривод, содержащий двигатель, соединенный с системой управления скоростью, вход которой соединен с выходом первого сумматора, тахогенератор, вал которого сочленен с валом двигателя, датчик тока двигателя, блок отсечки, введены два блока возведения в квадрат, второй сумматор и последовательно соединеннь»е компаратор и релейный элемент, при этом выходы датчика тока и тахогенератора через соответственно первый и второй блоки возведения в квадрат соединены со входами второго сумматора, выход которого через блок отсечки и релейньп» элемент соединен со входом пепвого сумматора, а вход компаратора . соединен с тахогенератором.

На фиг.1 приведена схема электропривода манипулятора, на фиг.2 предельная нагрузочная характеристика электропривода оптимальной эллипсной формы.

Электропривод манипулятора содержит двигатель 1, соединенный с системой управления скоростью 2, вход которой соединен с выходом первого сумматора 3, тахогенератор 4, вал которого сочленен с валом двигателя

1, датчик 5 тока двигателя 1, блок отсечки 6, два блока возведения в квадрат 7 и 8, второй сумматор 9 и последовательно соединенные ком— паратор 10 и релейный элемент 11, при этом выходы датчика тока 5 и тахогенератора 4 через соответственно первый и второй блоки возведения в квадрат 7 и 8 соединены со входами второго сумматора 9, выход, которого через блок отсечки 6 и релейный элемент 11 соединен со входом первого сумматора 3, а вход компаратора 10 соединен с тахогенератором 4.

Второй сумматор 9 имеет входы с регулируемыми весовыми коэффициентами суммирования.

Электропривод работает следующим образом.

Двигатель 1 получает питание от системы управления скоростью 2, которая может быть выполнена различными способами (система с подчиненным регулированием с суммирующим усилителем и т.д., с возможными внутренними обратными связями). С выхода тахогенератора 4 снимается сигнал, про72

)%

2 2

<ма кс макс

Фиг. 2

Составитель Ю, Воробьев

Редактор С. Тимохина Техред И.Гергель Корректор С.Черни

Заказ 6632/44 Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

3 11138 порциональный мгновенному значению скорости привода, а с выхода датчика тока (момента) 5 снимается сигнал, пропорциональный моменту двигателя

1. Блоки возведения в квадрат 7 и 8 осуществляют возведение в квадрат сигналов соответственно момента и скорости. Таким образом, на выходе блоков возведения в квадрат 7 и 8 образуются сигналы, пропорциональные 1О

М" H

Выходные сигналы блоков возведения .в квадрат 7 и 8 суммируются с помощью сумматора 9, который имеет раздельно регулируемые весовые коэффициенты по входам. На выходе сумматора 9 получается сигнал

Ы М

t макс макс

20 который подается на блок отсечки 6, Компаратор 10, подключенный своим входом к датчику скорости, имеет выходной сигнал в виде sip И и управ-ляет релейным элементом 11, который подключает выход блока отсечки 6 к сумматору 3 либо с одним, либо с другим знаком, в зависимости от знака скорости ;

В процессе работы привода устройство производит непрерывное вычисление сумы

При нарастании скорости выше значений, предусмотренных предельной нагрузочкой характеристикой привода эллипсной формы (фиг.2) срабатывает блок отсечки 6 и на вход системы управления скорости 2 через релейный элемент 11 подается сигнал на снижение скорости. Привод переходйт на работу на предельную нагрузочную характеристику.

Таким образом, предлагаемый электропривод позволяет увеличить быстродействие в режимах ограничения по скорости и ускорению, так как предельная нагрузочная характеристика отражает предельные возможности привода.