Система управления двухкоординатного объекта



 


Владельцы патента RU 2582858:

Оралова Ольга Андреевна (RU)

Изобретение относится к управлению фрезерными станками. Технический результат - повышение точности и производительности станков. Для этого предложена система управления, которая содержит программатор, первое устройство сравнения, первый привод, третье устройство сравнения, второй привод. При этом в системе первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам программного управления двухкоординатных объектов, например, фрезерных станков.

Известны системы с эталонными моделями [Борцов Ю.А. и др. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1984], в которых обеспечивается приближение характеристик системы управления к характеристикам эталонной модели за счет сравнения их выходных координат и воздействием полученной разностью через корректирующее устройство на систему.

Известны системы программного управления [Беляев А.Н. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Замкнутые системы числового программного управления контурным режимом металлорежущих станков». Ленинградский политехнический институт, 1988], работающие по разомкнутому и замкнутому циклу, в результате анализа которых утверждается преимущество в точности систем, замкнутых по контурной ошибке. Недостатками этих систем является наличие существенных ошибок, порожденных неидентичностью характеристик приводов координат и невозможность их сохранения при сколь угодно точной начальной настройке из-за их изменения в процессе работы. В разомкнутых системах ошибки порождаются также отличием от единицы коэффициентов передач приводов при обработке произвольных траекторий движения объекта.

Решаемая задача - уменьшение контурной ошибки при отработке произвольных траекторий.

Технический результат - повышение точности и увеличение производительности станков.

Этот технический результат достигается тем, что в системе управления двухкоординатного объекта, содержащем программатор, первый выход которого связан с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого привода, второй выход программатора соединен с первым входом третьего устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом второго привода объекта. Система отличается тем, что первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода.

На фиг. 1 приведена схема системы управления двухкоординатного объекта.

Система содержит программатор (1), первый выход которого соединен с первым входом первого устройства сравнения (2), второй вход которого соединен с выходом первого привода (3) объекта. Первый выход программатора (1) соединен также с входом первой эталонной модели (4), выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения (5), второй вход которого соединен с выходом привода (3). Выход устройства (5) через первое корректирующее устройство (6) соединен с первым входом первого суммирующего устройства (7), второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения (2). Выход устройства (7) соединен с входом первого привода (3).

Второй выход программатора (1) соединен с первым входом третьего устройства сравнения (8), второй вход которого связан с выходом второго привода (9) объекта. Второй выход программатора соединен также с входом второй эталонной модели (10), выход которой соединен с первым входом четвертого устройства сравнения (11), второй вход которого связан с выходом второго привода (9). Выход устройства (11) через второе корректирующее устройство (12) соединен с первым входом второго суммирующего устройства (13), второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения (8), а выход соединен с входом второго привода (9).

Система управления двухкоординатного объекта работает следующим образом (фиг. 1). С первого выхода программатора (1) на первый вход первого устройства сравнения (2) поступает сигнал, пропорциональный заданному хз перемещению объекта по координате x. На второй вход устройства сравнения (2) поступает сигнал хи, пропорциональный истинному перемещению объекта по координате x с выхода первого привода (3).

Одновременно с первого выхода программатора (1) сигнал хз поступает на вход первой эталонной модели (4), с выхода которой сигнал поступает на первый вход второго устройства сравнения (5), на второй вход которого поступает сигнал хи с выхода привода (3). С выхода устройства (5) через первое корректирующее устройство (6) сигнал поступает на первый вход первого суммирующего устройства (7), на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого устройства сравнения (2). С выхода устройства (7) сигнал поступает на вход первого привода (3).

В итоге на выходе привода (3) координаты х формируется сигнал

где Wx - передаточная функция привода (3),

Wмх - передаточная функция эталонной модели (4),

Wмох - передаточная функция корректирующего устройства (6),

- передаточная функция замкнутого привода (3).

При Wмох>>1 будет xи≅xз·Wмх. При выборе Wмх≅1 будет xи≅xз.

Одновременно с второго выхода программатора на первый вход третьего устройства сравнения (8) поступает сигнал, пропорциональный заданному yз перемещению объекта по координате y. На второй вход третьего устройства сравнения (8) поступает сигнал yи, пропорциональный истинному перемещению объекта по координате y с выхода второго привода (9).

Одновременно со второго выхода программатора (1) сигнал yз поступает на вход второй эталонной модели (10), с выхода которой сигнал поступает на первый вход четвертого устройства сравнения (11), на второй вход которого поступает сигнал yи с выхода привода (9). С выхода устройства (11) через второе корректирующее устройство (12) сигнал поступает на первый вход второго суммирующего устройства (13), на второй вход которого поступает сигнал с выхода третьего устройства сравнения (8). С выхода устройства (13) сигнал поступает на вход второго привода (9).

В итоге на выходе привода (9) координаты у формируется сигнал

,

где Wу - передаточная функция привода (9),

Wму - передаточная функция эталонной модели (10),

Wмоу - передаточная функция корректирующего устройства (12),

- передаточная функция замкнутого привода (9).

При выборе Wмоу>>1 будет yи≅yз·Wму. При Wму≅1 будет yи≅yз.

При Wмх=Wму=Wм и равном единице в области рабочих частот коэффициенте передачи эталонной модели получаем идентичные передаточные функции приводов координат и максимально точное воспроизводство заданных значений xз и yз, то есть минимальную контурную ошибку системы без ее замыкания по контурной ошибке при любом способе интерполяции и воспроизводстве любой траектории перемещения объекта.

Таким образом, в разомкнутой системе достигается идентичность приводов, приближение их характеристик к единице в области рабочих частот, повышение точности и увеличение производительности станков.

Система управления двухкоординатного объекта, содержащая программатор, первый выход которого связан с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого привода, второй выход программатора соединен с первым входом третьего устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом второго привода объекта, отличающаяся тем, что первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при клепке криволинейных панелей в автоматическом режиме. Производят выравнивание поверхности криволинейной панели в зонах клепки путем ее ориентирования по нормали к оси силовой головки сверлильно-клепального автомата.

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для использования в системах управления испытательных машин с электрогидравлическим следящим приводом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для позиционирования асинхронных электроприводов общепромышленных механизмов, в том числе электроприводов подъемных машин, металлообрабатывающих станков с числовым программным управлением и других механизмов, где требуется точное позиционирование рабочего органа.

Изобретение относится к дистанционно-управляемым боевым роботизированным комплексам. Технический результат заключается в повышении надежности информационного обмена между составными частями дистанционно-управляемого боевого роботизированного комплекса.

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано при управлении техническими объектами различного назначения. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства на основе технической реализации алгоритма последовательного применения в аварийной ситуации нескольких альтернативных кодов команд управления и способа назначения выбранной очередности применения альтернативных кодов команд управления, в зависимости от конкретного технологического процесса.

Изобретение относится к системам числового программного управления (ЧПУ) станками. .

Изобретение относится к устройствам обработки информации для обработки данных, полученных от внешнего устройства посредством сети. .

Изобретение относится к способам регулирования технологических режимов, в частности режимов механической обработки с наложением ультразвуковых колебаний на заготовку, и может быть использовано в машиностроении для автоматического поддержания допустимых технологических процессов через изменение режимов обработки на станках с ЧПУ.

Изобретение относится к области испытаний и выходного контроля терморегуляторов с чувствительными манометрическими элементами, включающими термобаллон и сильфон, заполненный парожидкостной смесью, и предназначен для оценки функционирования терморегуляторов типа датчик-реле.

Изобретение относится к самонастраивающейся системе управления электроприводом. Самонастраивающийся электропривод содержит последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство, усилитель, электродвигатель, связанный непосредственно с датчиком скорости и через редуктор - с датчиком положения. Выход датчика положения подключен к первому входу первого сумматора. Второй вход сумматора соединен с входом устройства. Второй сумматор, первый интегратор, третий сумматор и второй интегратор последовательно соединены. При этом первый вход второго сумматора соединен с выходом датчика скорости. Второй вход третьего сумматора подключен к выходу датчика положения, а выход - ко второму входу второго сумматора и входу второго интегратора. Выход второго интегратора соединен с третьим входом первого сумматора. Технический результат заключатся в обеспечении работоспособности электропривода при дефектах датчика положения. 1 ил.
Наверх