Электромеханический интегратор

 

0 П И С А Н И Е (ii) 454563, ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 25.05.72 (21) 1788678/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет (51) М. Кл, G 06g 7/18

G 05(1 13/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений Оттубликовано 25.12.74. Бюллетень ¹ 47 (53) УДК 62-503.53 (088.8)

62-531.6 (088.8) M открытий

Дата опубликования описания 17.02.75 (72) Авторы изобретения

М. Б. Лейтман и Б. П. Рязанов (71) Заявитель

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ИНТЕГРАТОР

Изобретение может быть использовано в аналоговых или цифровых вычислительных устройствах для интегрирования величин, представленных электрическим напряжением постоянного тока.

Известны системы регулирования скорости двигателя, содержащие задающий блок, датчик входного сигнала, усилитель — преобразователь с управляемым двигателем, опорный двигатель, подключенный к выходу усилителя мощности, в котором угол поворота выходного вала редуктора пропорционален интегралу от входного сигнала по времени.

Однако принцип построения этой системы, функциональные связи между используемыми в ней элементами не позволяют получить высокую точность регулирования скорости.

Цель изобретения — разработка электромеханического интегратора, функциональная схема которого гарантирует прецизионное преобразование входного напряжения в угловую скорость вращения выходной механической оси, т. е. высокую точность интегрирования.

Для осуществления этой цели электромеханический интегратор содержит задающий блок, состоящий из источника опорного,напряжения и подключенные к его выходу последовательно соединенные датчик и выходной сумматор, в датчике скорости установлены последовательно включенные импульсный датчик скорости, формирователь, первая схема совпадения, мультивибратор, триггер и подключенный к выходу источника опорного напряжения задающего блока выходной нор5 мирующий блок, подсоединенная к управляющему входу триггера вторая схема совпадения, соединенная входами с выходами ждущего мультивибратора и триггера, и опорный генератор, связанный с входами обеих

10 схем совпадения и через дополнительно установленный делитель частоты — с усилителем мощности.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого электромеханического

15 интегратор а.

Предлагаемый интегратор содержит задаю щий блок 1, датчик скорости 2, сравнивающий блок 3, усилитель-преобразователь 4. управляемый двигатель 5, опорный двигатель

20 6, механический дифференциал 7, источник 8 опорного напряжения, датчик 9 входного сигнала, выходной сумматор 10, импульсный датчик 11 скорости, формирователь 12, первую схему совпадения 13, ждущий мультивибратор

25 14, триггер 15, вторую схему совпадения 16, выходной нормирующий блок 17, опорный генератор 18, стабилизированный кварцем, делитель 19 частоты и усилитель 20 мощности.

Задающий блок 1 интегратора вырабаты30 вает управляющее воздействие, поступающее

454563 на первый вход сравнивающего блока 3 системы регулирования скорости вращения вала управляемого двигателя 5.

Управляющее воздействие получается на выходе выходного сумматора 10 в результате сложения опорного напряжения У„„снимаемого с выхода источника 8, и сигнала U„.,датчика входного сигнала 9. Причем напряжение Uq,- может быть знакопеременным, но по величине оно всегда пропорционально напряжению U< .

На второй вход сравнивающего блока 3 приходит сигнал обратной связи системы регулирования скорости управляемого двигателя 5. Снимаемый с выхода блока 3 сигнал разности, пройдя усилитель-преобразователь

4, в виде напряжения постоянного тока подается на якорь управляемого двигателя 5. 1-1а валу последнего укреплен импульсный датчик скорости 11. Его выходные импульсы, пройдя формирователь 12, вместе с импульсами опорного генератора 18 поступают на вход устройства нормирования импульсов сигнала обратной связи системы регулирования по длительности. Это устройство состоит из двух схем совпадения 13 и 16, ждущего мультивибратора 14 и триггера 15, снабженных такими функциональными связями, которые обеспечивают появление на выходе триггера 15 импульса длительностью, равной целому и неизменному числу периодов следования импульсов опорного генератора 18 на каждый импульс, проходящий с выхода формирователя 12. Выходные импульсы триггера 15 поступают на вход выходного нормирующего блока 17 системы регулирования скорости, где они нормируются по амплитуде на уровне U,„è затем в «ачестве сигнала обратной связи подаются на вход сравнивающего блока 3. Таким образом все входные сигналы и сигнал обратной связи системы регулирования скорости вращения вала управляемого двигателя 5 пропорциональны напряжению U«, вырабатываемому источником 8. Это обстоятельство при достаточно большой величине коэффициента передачи усилителя-преобразователя 4 позволяет избавиться от зависимости скорости вращения вала двигателя 5 от напряжения Uorr.

Выходной координатой электромеханического интегратора является угол поворота rp механического дифференциала 7, входные валы которого связаны с валами управляемого двигателя 5 и опорного двигателя 6. Последн ий, являясь синхронным двигателем, полуЭлектромеханический интегратор, содержащий задающий блок и датчик скорости, подключенные к сравнивающему блоку, связан40 ному через усилитель-преобразователь с управляемым двигателем, соединенным с датчиком скорости и одним из входов механического дифференциала, ко второму входу которого подсоединен опорный двигатель, под45 ключенный к выходу усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности интегрирования, в нем задающий блок содержит источник опорного напряжения и подключенные к его выходу после50 довательно соединенные датчик и выходной сумматор; в датчике скорости установлены последовательно включенные импульсный датчик скорости, формирователь, первая схема совпадения, мультивибратор, триггер и под55 ключенпый к выходу источника опорного напряжения задающего блока выходной нормирующий блок, подсоединенная к управляющему входу триггсра вторая схема совпадения, соединенная входами с выходами ждуще60 ro мультивибратора и триггера, и опорный генератор, связанный с входами обеих схем совпадения и через дополнительно установленный делитель частоты — с усилителем мощности. чает питание от усилителя мощности 20, .на вход которого поступает сигнал опорного генератора 18, преобразованный по частоте делителем частоты 19. Весь интегратор настраивается таким образом, чтобы при напряжении U,.„ðàâíîì нулю, выходные валы управляемого 5 и опорного 6 двигателей вращались а разные стороны с одинаковыми с«оростями, а выходная ось механического дифференциала 7 была бы неподвижной.

Высокая точпосгь ип7сгрировапия предлагаемым устройством достигается путем введения функциональных связей между источникомм опорного напряжения 8, датчиком ьходного сигнала 9, выходным сумматором 10 и выходным нормирующим блоком 17. Это позволило устранить зависимость скорости вращения вала управляемого двигателя 5 от величины опорного напряжения К, источника

10 8 и значительно снизить требования к его стабильности. Кроме того, применение соединений (см. чертеж) между импульсным датчиком скорости 11, формирователем 12, схемами совпадения 13 и 16, ждущим мультивибрато)s ром 14, триггером 15, выходным нормирующим блоком 17 и опорным генератором 8 позволило на каждый импульс датчика скорости 11 сформировать выходной импульс блока 17 длительностью, равной целому и неиз2р менному числу периодов синусоидального сигнала, вырабатываемого опорным генератором 18, стабилизированного кварцем, т. е. обеспечить высокую стабильность коэффициента передачи датчика скорости 2 в широком диапазоне изменения параме7ров окружающеп среды.

Реализация электромеханического интегратора по описанной функциональной схеме дача возможность обеспечить точность интегрирования +0,1 0 в диапазоне температур окружающей среды — 20 —:-+60"С.

Предмет изобретения

454563

Г ! ! !

1

1 !

1 !

Составитель Б. Рязанов

Техред Т. Миронова

Корректор Н. Аук

Редактор Е. Гончар

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 279/8 Изд. № 280 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений It открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5