Двухканальный следящий привод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬРИтВНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено30.06.75 (21) 2150076/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.03.77.Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания04.05.77 (») 5497 el (51) М. Кл

5 05 В 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) (72) Автор изобретения

Б. В, Новоселов (71) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к области систем автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построении прецизионных двухканальных следяших приводов с силовым опорным каналом. 5

Известны двухканальные следяшие приводы с силовым опорным каналом.

Двухканальный следящий привод содержит два канала: управляемый и опорный, каждый из которых состоит из последователь- )р но включенных чувствительного элемента, сумматора, усилителя, двигателя. Выходы двигателей соединены с входами механического дифференциала, который через редуктор и нагрузку соединен с чувствительным эле- 15 ментом Я .

Невысокая точность работы привода обусловлена отсутствием сигналов, пропорциональных производным от входной координаты, которые обеспечивали бы компенсацию состав- 20 ляюших ошибки следяшего привода.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является двухканальный следящий привод, содержащий последовательно соединенные первый чувствитель- х5 ный элемент, первый сумматор, один из входов которого соединен с выходом первого источника опорного сигнала, первый усилитель, первый двигатель и последовательно соединенные второй источник опорного сигнала, второй сумматор, второй усилитель, второй двигатель. Выходы первого и второго двигателей соединены с входами дифференциала, выход которого через последовательно соединенные редуктор и нагрузочный элемент соединен с вторым входом чувствительного элемента (2) .

Однако в таком приводе скорость двигателя опорного канала определяется результатом скорости двигателя управляемого канала, что отрицательно сказывается на плавности движения выходного вала дифференциала.

Целью изобретения является повышение точности и плавности работы двухканального следящего привода.

Эта цель достигается тем, что предложенный двухканальный следяший привод содержит датчик скорости и два масштабных элемента. Вход датчика скорости соединен

549781 со входом следящего привода, первый выход через первый масштабный элемент - с третьим входом первого сумматора, а второй вход через второй масштабный элемент-со вторым входом второго сумматора. 5

На фиг. l представлена блох-схема, на фиг. 2 — структурная схема двухканального следящего привода, где приняты следующие обозначения:

8 () 8 Щ 8 (Ц вЂ” соответственно входная р

1 З и выходная величины и ошибка привода, И), Яу < ),Яд(),Я„(4-скор ости: задаваемая, управляемого и опорного каналов и нагрузки; 15

U„,,U — соответственно компенсирующий и управляющий сигналы, снимаемые с выходов масштабных элементов; 20 " (Р),W>(P),ф,K — передаточные функции соответственнопоследова« тельно соединенных первого усилителя и первого двигателя, последовательНо соединенных второго усилителя и второго двигателя,датчикаскорости,первого и второго масштабных элементов; зо

К вЂ” коэффициент масшта бир ования опорного канала.

Предлагаемая схема двухканального следящего привода (ДКСП) состоит из чувствительного элемента 1, на первый вход кото- 35 рого поступает входная величина &„(4) привода, а второй вход соединен с выходом нагрузочного элемента (нагрузки) 2. Выход элемента 1 соединен с первым входом сумматора 3, второй вход которого соединен с 40 выходом источника опорного канала 4, третий вход - с выходом масштабного элемента 5, а выход — co входом усилителя 6. Выход усилителя 6 соединен со входом двигателя 7, выход которого соединен с первым 45 входом дифференциала 8. Второй вход дифференциала 8 соединен с выходом двигателя 9, а выход — со входом редухтора 10, выход хоторого соединен со входом нагрузхи 2. Вход двигателя 9 соединен с выходом 50 усилителя ll, вход которого соединен с выходом сумматора 12, первый вход которого соединен с выходом масштабного элемента

13, а второй вход — с выходом источника опорного сигнала 14. Вход элемента 5 соединен с первым выходом датчика скорости

15, второй выход которого соединен со входом масштабного элемента 13, а входсо входом следящего привода. Элементы

l,3,4, 6 и 7 образуют управляемый канал 9) 4

16, а элементы 14, 12, 11 и 9 — опорный канал 17.

Привод работает следующим образом.

При отсутствии сигнала 9„(<) за счет сигналов цо с источника 4 и Ио с источника 14 двигатели 7, 9 вращаются со скоростямиЯ, о, равными по величине, но противоположными по знаку. Выходной вал дифференциала 8, а следовательно, и нагрузка 2 неподвижны.

При изменении входного сигнала 8„(4) с постоянной скоростью Я„ датчик 15 вырабатывает сигнал, который, масштабируясь в масштабных элементах 5, 13, поступает на входы сумматоров 3, 12.

Сигнал U„с элемента 5 компенсирует составляющую ошибки 8(t) привода, пропорциональную скорости 9. .

Сигнал U c элемента 13 совместно с сигналом И с источника 14 так управляет о двигателем 9, что при увеличении скорости

Я.„ скорость Я уменьшается и наоборот. Такой закон управления двигателями 7, 9 обеспечивается тем, что сигналы Ио и U ñêëàäû. ваются, а сигналы И и Ц, вычитаются.

Рассмотрим условия, обеспечивающие компенсацию составляющей ошибки 6(1)следяшего привода, и покажем необходимость ввода двух масштабных элементов 5, 13, Допустим, что дифференциал 8 осуществляет простое суммирование согласно структурной схеме (фиг. 2), имеем

&,И) Е,- &,)%,(р)+ и. К а,(р)+ К, ра, (р)9„.6,Х хк4р%2 (p) -009l> (p) (1)

Из выражения (1) получим зависимость

I для ошибки привода при условии, что К = К о, 1Г

Е„- u, К,. В, < >+О, а,(р)-К, р Е„Га„(р) -ра (p>i

1 + (p)

Пусть % и

% (.)= 9 ()=

p(4+T,p) р p(4+7 p) тогда из выражения (2) получим

6, (4. Т,ф + r) „ 6, (В,(< "4p)+ ДВ(+7„р))

8Р(1т )(1 Т ) и/ (т

U0(%„К (1+Т,Р) %Я(1+Т, Р) (3) р«т ут )+w (w+x g

При 8 (4) =Й,,4, т.е. при изменении входной величины 9„(1)с постоянной скоростью, можно из выражения (3) определить составляющую 8к ошибки 8

K„Q„(W„+P W ) ()оЛ4)(у 4) к %

549781 в, 77

Из выражения (4) следует, что 9 = О при выполкении условий л

\д +лф/ У A г 1

Из анализа выражения (5) можно сделать 5 следуюшие выводы:

a) наличие двух масштабных элементов

5, 13 упрошает выполнение условий компенсации &,т,е. при меньшем значении коэффициента передачи К„15, 10 б) наличие двух источников сигнала 4, 14. позволяет при соответствуюшем выборе ! сигналов Ио и Ио обеспечить равенство нулю статической ошибки О даже при 9I % с, z> в) скорость двигателя 9 изменяется по 15 закону 0 „ Q< Uо)92 а скорость двиг теля 7 по закону 1; (A +0 )W о

Введение простых элементов — двух масш табных элементов 5, 13 и одного датчика

20 скорости 15 - позволяет повысить точность двухканального следяшего привода, повысить плавность работы привода в широком диапазоне регулирования скорости нагрузки.

Формула изобретения

Двухканальный следяший привод, содержаший последовательно соединенные первый чувствительный элемент, первый сумматор, один из входов которого соединен с выходом первого источника опорного сигнала, первый усилитель, первый двигатель и последовательно соединенные второй источник опорного сигнала, второй сумматор, второй усилитель, второй двигатель, выходы первого и второго двигателей соединены с входами дифференциала, выход которого через последовательно соединенные редуктор и нагрузочный элемент соединен с вторым входом чувствительного элемента, о т л и ч а ю ш и й— с я тем, что, с целью новы пения точности и плавности работы следяшего привода, он содержит датчик скорости и два масч1табных элемента> вход датчика скорости соединен с входом следяшего привода, первый выход через первый масштабный элемент — с третьим входом первого сумматора, а второй вход через второй масштабный элемент — с вторым входом второго сумматора, Источники информацитл, принятые ВО Вп!л» мание при экспертизе, 1. Новоселов Б, В., Кобзев А, А., Платанный В. И. Структуры двухдвигательных следяших приводов с силовым Опорныл каналом. Станки с программным управ.жние . и промышленные роботы. Материалы научнопрактического семинара, Владимир, 1974.

2. Авторское свидетельство по заявке

No 1987262/24 (прототцп).

549781 Риг.2

Составитель А. Лашев

Редактор Л. Утехина Техред М. Ликович Корректор В. Куприянов

Заказ 346/117 Тираж 1062 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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