Система позиционирования

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при управлении механизмами, требующими точной остановки, например станками с числовым программным управлением, роботами-манипуляторами и т. д. Цель изобретения - повыщение точности и быстродействия системы. Поставленная цель достигается за счет того, что выходной сигнал датчика скорости детектируется , дифференцируется и у него определяется знак. Сигнал, пропорциональный знаку, подается на первый вход элемента И и информационный вход первого ключа. Кроме того, продетектированный сигнал сравнивается с выходным сигналом постоянного напряжения в компараторе, на выходе которого формируется . единичный сигнал, если продетектированный сигнал меньше заданного постоянного сигнала. Выходной сигнал компаратора поступает на второй вход элемента И и на управляющи й вход первого ключа. Выходной сигнал первого ключа поступает на вход интегратора, а с его выхода - на информационный вход второго ключа, на управляющий вход которого подается выходной сигнал элемента И. Сигнал с выхода второго ключа поступает на вход формирователя сигнала управления, выходной сигнал которого через усилитель мощности поступает на вход исполнительного двигателя. Начиная с момента времени поступления сигнала с выхода второго ключа на вход формирователя сигнала управления, последний выбирает время позиционирования Д/ с заданной скоростью, обратно пропорциональной выходному сигналу интегратора . 5 ил. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1282080 (50 4 G 05 В 11/01

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

CO

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3934422/24-24 (22) 23.07.85 (46) 07.01.87. Бюл. № 1 (71) Московский энергетический институт (72) В. И. Ключев, Ю. М. Сафонов и А. А. Копесбаева (53) 62-50(088.8) (56) Хлыпало Е. И. Нелинейные корректируюшие устройства в автоматических системах.— Л.: Энергия, 1973, с. 253.

Авторское свидетельство СССР № 1216773, кл. G 05 В 11/01, 1984. (54) СИСТЕМА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при управлении механизмами, требующими точной остановки, например станками с числовым программным управлением, роботами-манипуляторами и т. д. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия системы.

Поставленная цель достигается за счет того, что выходной сигнал датчика скорости детектируется, дифференцируется и у него определяется знак. Сигнал, пропорциональный знаку, подается на первый вход элемента И и информационный вход первого ключа.

Кроме того, продетектированный сигнал сравнивается с выходным сигналом постоянного напряжения в компараторе, на выходе которого формируется . единичный сигнал, если продетектированный сигнал меньше заданного постоянного сигнала. Выходной сигнал компаратора поступает на второй вход элемента И и на управляюший вход первого ключа. Выходной сигнал первого ключа поступает на вход интегратора, а с его выхода — на информационный вход второго ключа, на управляющий вход которого подается выходной сигнал элемента И. Сигнал с выхода второго ключа поступает на вход формирователя сигнала управления, выходной сигнал которого через усилитель мощности поступает на вход испол нител ьного двигателя. Начиная с момента времени поступления сигнала с выхода второго ключа на вход формирователя сигнала управления, последний выбирает время позиционирования At с заданной скоростью, обратно пропорциональной выходному сигналу интегратора. 5 ил.

1282080

Изобретение относится к машиностроеннию и может быть использовано при управлении механизмами, требующими точной остановки, например станки с числовым ппрограммным управлением, роботы-манипуляторы и т. д.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия системы, На фиг. 1 приведена блок-схема системы; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема системы; на фиг. 3 — циклограмма работы исполнительного двигателя; на фиг. 4 и 5 — эпюры выходных напряжений компаратора и интегратора.

Предлагаемая система содержит исполнительный двигатель 1, усилитель 2 мощности, формирователь 3 сигнала управления, датчик 4 скорости, дифферециатор 5, двухпозиционное реле 6, первый ключ 7, интегратор 8, второй ключ 9, компаратор 10, элемент И 11, источник 12 постоянного напряжения, детектор 13, конденсатор 14, диод 15, резистор 16, конденсатор 17, стабилитрон 18, операционный усилитель 19, обшую шину 20 и резистор 21.

Кроме того, приняты следующие обозначения: кривые диаграмм скоростей 21 — 24; ю — текушая скорость вращения вала исполнительного двигателя 1; ь — заданная скорость врашения вала исполнительного двигателя 1; U» — выходной сигнал компаратора 10; U„— выходной сигнал интегратора 8.

Двухпозиционное реле 6 контролирует знак выходного сигнала дифференциатора 5.

Оно содержит диод 15 (фиг. 2) . Дифференциатор 5 содержит резистор 24 и конденсатор 14 (фиг. 2) . Интегратор 8 содержит резистор 16, конденсатор 17, два стабилитрона 18 и операционный усилитель 19 (фиг. 2).

Система работает следующим образом.

Датчик 4 скорости, в качестве которого могут быть использованы тахогенератор или потенциометр, контролирующий ЭДС двигателя 1, формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный скорости вращения вала двигателя. Этот сигнал выпрямляется в детекторе 13, выходной сигнал которого поступает на вход дифферециатора 5 и на первый вход компаратора 10. Выходной сигнал дифференциатора 5 поступает на вход двухпозиционного реле 6, которое осушествляет определение ускорения врашения вала исполнительного двигателя 1. При торможении, когда дифференциал модуля скорости отрицателен, через первый ключ 7 на вход интегратора 8 поступает отрицательный сигнал.

Интегрирование сигнала в интеграторе 8 происходит до тех пор, пока скорость двигателя 1 не спадает до заранее заданного значения ыз (фиг. 3). В этот момент срабатывает компаратор 10 (фиг. 4), переключая контакты первого ключа 7. Вход интегра5

10 !

55 тора 8 отключается от выхода двухпозиционного реле 6 и подключается к обшей шине 20.

На выходе интегратора 8 устанавливается постоянный сигнал U» (фиг. 5), значение которого зависит от темпа уменьшения скорости двигателя 1 от максимальной до некоторой заранее заданной величины оз. Так, например, при уменьшении скорости с темпом по кривой 22 (фиг. 3) компаратор 10 срабатывает в момент t (фиг. 4), а интегратор 8 имеет на выходе постоянное напряжение Uè, (фиг. 5). При более медленном уменьшении скорости двигателя 1 по кривой 23 (фиг. 3) компаратор 10 срабатывает в момент t> (фиг. 3), а на выходе интегратора 8 формируется сигнал U., по величине больший, чем сигнал U»,. Этот сигнал, пропорциональный времени торможения двигателя 1 от максимальной скорости вращения до некоторой заданной, через второй ключ 9 поступает на вход изменения программы формирователя 3 сигнала управления.

Элемент И 11 замыкает кл1оч 9 и разрешает прохождение сигнала с выхода интегратора 8 только в том случае, если идет торможение, т. е. имеет место отрицательное значение дифференциала модуля скорости, и скорость уменьшается до определенной величины ьз. Формирователь сигнала управ ления 3 выбирает время позиционирования с малой скоростью аз. Допустим, что спад скорости происходит по кривой 22. При этом с выхода интегратора 8 поступает сигнал

U> который пропорционален времени торможения двигателя 1 от максимальной скорости вращения до заданной скорости озз.

Далее, при подходе к точке позиционирования формирователь 3 сигнала управления выбирает время позиционирования

М с малой скоростью юэ, обратно пропорциональное выходному напряжению

U i интегратора 8. Уменьшение скорости происходит с прежним темпом, если скорость изменяется по кривой 24 (фиг. 3).

Таким образом, предлагаемая система позволяет простым способом автоматически выбирать режим торможения, причем время позиционирования и точность не зависят от изменения момента инерции системы и ее момента статического сопротивления.

Формула изобретения

Система позиционирования, содержащая первый ключ, компаратор, подключенный первым входом к выходу детектора, вторым входом — к выходу источника постоянного напряжения, а выходом — к одному из входов элемента И, другим входом соединенного с выходом двухпозиционного реле, а выходом — с управляюшим входом второго ключа, подключенного выходом к входу формирователя сигнала управления, соединенного выходом через усилитель мошности с входом исполнительного двигателя, вал

1282080 лгоРсд у

Фиг. Г которого кинематически связан с валом датчика скорости, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в ней дополнительно установлены дифференциатор и интегратор, соединенный выходом с информационным входом второго ключа, а входом — с выходом первого ключа подключенного управляющим входом к выходу компаратора, а информационным входом — к выходу двухпозиционного реле, соединенного входом с выходом дифференциатора, подключенного входом к выходу детектора, соединенного входом с выходом датчика скорости.

1282080 иг.

Составитель Ю. Гладков

Редактор И. Дербак Техред И. Верее Корректор М. Шароши

Заказ 7178/45 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4