Устройство для управления приводом

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность статического состояния следящего привода за счет организации дополнительного контура с положительной обратной связью, содержащего второй 13 и третий 14 усилители , ключ 10 и сумматор 8. Этот замкнутый контур в неподвижном положении привода обеспечивает существование коэффициента усиления, который даже при малой ошибке привода 5 обеспечивает вывод из состояния покоя двигателя 3, несмотря на большую величину сухого трения. После начала врашения вала двигателя 3 указанный контур размыкается с помощью ключа 10 по сигналу датчика скорости 4. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 с у 4 G 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4007293/24-24 (22) 14.01.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) В. Ф. Филаретов (53) 62-50 (088.8) (56) Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ/Под ред. В. С. Медведева.—

М.: Машиностроение, 1979, с. 275.

Авторское свидетельство СССР № 1257609, кл. G 05 В 11 01, 1985.

„„SU„„1381422 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРИВОДОМ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные воэможности и повысить точность статического состояния следящего привода за счет организации дополнительного контура с положительной обратной связью, содержащего второй 13 и третий 14 усилители, ключ 10 и сумматор 8. Этот замкнутый контур в неподвижном положении привода обеспечивает существование коэффициента усиления, который даже при малой ошибке привода 8 обеспечивает вывод из состояния покоя двигателя 3, несмотря на большую величину сухого трения. После начала вращения вала двигателя 3 указанный контур размыкается с помощью ключа 10 по сигналу датчика скорости 4. 1 ил.

1381422

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления и может быть использовано в электрических следящих системах и приводах, в том числе и в приводах роботов.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления приводом содержит корректирующий блок 1, первый усилитель 2, исполнительный элемент (электродвигатель) 3, датчик 4 скорости, редуктор 5, объект 6 управления, датчик 7 положения, сумматор 8, элемент HE 9, первый 10 и второй 11 ключи, нелинейный элемент 12 типа реле с нулевой нейтральной точкой и второй 13 и третий 14 усилители.

Кроме того, на чертеже введены следующие обозначения: — сигнал, подаваемый на вход устройства; о — ошибка следящего привода; U корректируемый сигнал.

Устройство работает следующим образом.

При неподвижном положении вала исполнительного элемента (двигателя) 3 ключ 10 замкнут, а ключ 11 разомкнут. В результате контур, состоящий из блоков 8, 13, 14 и 10, является замкнутым, а с выхода нелинейного элемента 12, имеющего в начале координат нулевую (нелинейную) точку, на четвертый вход сумматора 8 поступает нулевой сигнал.

Поскольку при неподвижном положении вала двигателя 3 величина момента сухого трения за счет залипания трущихся поверхностей может достигать большой величины, иногда в несколько раз превосходящей величину момента сухого трения при вращении вала, то для начала движения двигателя 3 требуется достаточно большой момент, развиваемый этим двигателем. Момент, развиваемый исполнительным элементом, прямо пропорционален величине сигнала (напряжения), подаваемого на его вход, а он, в свою очередь, пропорционален величине ошибки привода8. В обычных следящих приводах трогание исполнительного элемента происходит при большей величине8, что значительно снижает точностные характеристики этих приводов.

Обычно для увеличения статической точности системы без снижения ее устойчивости необходимо при неподвижном положении вала двигателя измерять ток в его обмотках и подавать его на вход привода. В результате возникает локальный замкнутый контур с положительной обратной связью, который обеспечивает теоретически мгновенное увеличение тока, а, следовательно, и движущего момента до величины, равной моменту сухого трения, при любой сколь угодно малой величине ошибки привода Е. Однако из-за

40 сухого трения в процессе движения системы (в процессе движения момент сухого трения практически не изменяет своей величины) .

Формула изобретения

2 невозможности точной реализации чистого дифференцирования, а также вследствие наличия постоянной времени усилителя, во многих случаях не удается мгновенно вывести из неподвижного состояния двигатель при достаточно большом моменте сухого трения и любой достаточно малой величине ошибки d. В предлагаемом устройстве также используется замкнутый контур с положительной обратной связью. Однако этот контур строится только с помощью усилителей.

Допустим, коэффициент усиления второго усилителя 13 равен К, а коэффициент третьего усилителя 14 равен 1/К. В результате при неподвижном исполнительном элементе передаточная функция замкнутого контура с положительной обратной связью имеет вид

w(p) = — — = — — — =o

v6) к

Ей)

В результате даже при незначительной величине b на входе двигателя 3 до начала его движения резко нарастает (до максимально возможного значения) управляющее напряжение. Следовательно, резко возрастает и его движущий момент, который, превысив величину момента сухого трения, выводит систему из состояния покоя. Мгновенность нарастания момента двигателя 3 может быть несколько снижена только за счет реально существующего ограничения усилителя 2.

После начала движения двигателя 3 с выхода датчика 4 скорости на входы элемента НЕ 6 и второго ключа 11 поступают ненулевые сигналы. В результате происходит размыкание первого ключа 10 и замыкание второго ключа 11. С помощью нелинейного элемента 12 на вход привода (подается постоянный сигнал со знаком, определяемым направлением вращения двигателя. Этот сигнал обеспечивает компенсацию момента

Устройство для управления приводом, содержащее последовательно соединенные корректирующий блок, первый усилитель и исполнительный элемент, выходной вал которого механически соединен с датчиком скорости и входным валом редуктора, выходной вал которого механически соединен с объектом управления и датчиком положения, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора, первый суммирующий вход которого подключен к входу устройства, а также элемент НЕ, выходом подключенный к управляющему входу первого ключа, и последовательно соединенные второй ключ и не1381422

Составитель Г. Нефедова

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 84! /41 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 линейный элемент типа реле с нулевой нейтральной точкой, причем сигнальный и управляющий входы второго ключа и вход элемента НЕ подключены к выходу датчика скорости, а выходы первого ключа и нелинейного элемента типа реле соединены соответственно с вторым и третьим суммирующими входами сумматора, отличающееся

4 тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные второй и третий усилители, причем вход вто5 рого усилителя соединен с выходом сумматора, вход третьего усилителя — с входом корректирующего блока, а его выход — с сигнальным входом первого ключа.