Устройство для управления подвижным объектом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

< >637Ю2

Союз Советских

Социалистических

Реслублин (61) Дополнительиыш и патенту— (22) Заявлено 26.03.73 (21) 1899942/18-24 (23) Приоритет — (32) 27.03.72 (31) 238051!72 i 33) CIlIA (43) Опубликовано 05.12.78. Бюллетень М 45 (45) Дата опубликования описания 23.01.79 51) Ч.Кл. - G 05 В 9!16

Государственный комитет (53) УДК 621-503.53 ио делам изобретений и открытий

1 (088.8) (72) Автор изобретения

Дзвньичи Нисидзава (Япония) Иностранная фирма

«Хаидотаи Кеикиу Сиикокаи» (Япония) (71) За явитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПОДВИЖНЫМ ОБЪЕКТОМ

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования.

Известны устройства для управления по ложением подвижны объектов с помощью электромагнитов (1). Недостаток этих устройств состоит в малом динамическом диаи азоне р а боты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления, подвижным объектом (21, 1о содержащее основание, электромагнит, .расположенный IIpOTHB подвижного объекта, выполненного из магнитного материала, и автоматический регулятор, содержащий интерферометр,,регистры, счетчик, преобразо- 15 ватель сигнала в число импульсов, элементы сравнения и совпадения, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), усилитель постоянного тока, блок управления двигателем, блок управления электромагнитом, ло- 2о тический элемент и датчик скорости.

Недостаток этого известного устройства состоит в сравнительно невысокой точности управления.

Цель изобретения состоит в повыщении 25 точности работы устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенном устройстве для управления подвижным объектом между подвижным объектом и основанием установлены удерживающие пружины, а выход интерферометра, расположенного против одного из торцов подвижного объекта, через последовательно соединенные преобразователь сигнала в число импу IbcoB, счетчггк и регистр соединен с одним входом элемента сравнения, к другому входу которого через регистр подключена вхол ная клемма устройства. Выход элемента сравнения соединен со входом элемента совладения. первый выход которого через блок управления соединен с двигателем, механически связанным с основанием, а второй выход через ЦАП— с одним входом блока управления электромагнитом, к другому входу которого через логический элемент подключен датчик скорости. Выход блока управления электромагнитом через усилитель постоянного тока соединен с обмоткой электромагнита.

На фиг. 1 приведена структурная схе.ла устройства для управления подвижным объектом; на фиг. 2 — вариант устройства с одномерным управлением; на ф.>гг. 3— то же с двухмерным управлением; на фиг.

4 — то же с трехмерным управлением; H3 фиг. 5 — то же с грубым и точчым улравлечием.

Устройство для управления подвижным ооъектом содержит основание 1, электромагнит 2, расположенный против подвиж60

65 ного объекта 8, выполненного из магнитного материала, и автоматический регулятор, содержащий интерферометр 4, регистры 5 и

6, счетчик 7, преобразователь 8 сигнала в число импульсов, элемент 9 сравнения и элемент 10 совпадения, ЦАП 11, блок 12 управления двигателем, блок 14 управления электромагнитом 2, логический элемент 15, датчик скорости 16 и усилитель .постоянного тока 17.

Подвижный объект 8 связан с основанием 1 через пружины il8 и.19.

Устройство с одновременным управлением (фиг. 2) содержит также винт 20 с держателем 21 и источникуправляющеготока 22, а подвижный объект 8 снабжен полюсным наконечником 28 и призмой 24.

Устройство с трехмерным управлением (фиг, 4) содержит дополнительные параллельные плоские пружины,25 и 26.

Устройство (фиг. 5) с грубым и точным упразление1м подвижньгм объектом содер>кит скользящие втлуки 27, подвижно соединенные с параллельными направляющими 28, которые удержива1отся опорными основаниями 29.

Электромагнит 2 (фиг. 2) выполнен в аиде П-образного магнитопровода, на стержнях которого расположены обмотки, Под,вижный объект 3 частично или полностью выполнен из,магнитного материала. В некоTopIIx случаях на нем укреплен полюсный наконечник 28.

Магнитные полюса электромагнита 2 противоположны полюсам наконечника 23 объекта 8 и отделены от него воздушным промеиутком, так что магнитная цепь ооразуется объектом 8, воздушным промежутком и электромагнитом 2. Электромагнит 2 соединен с винтом 20, который соединен с навинченным держателем 21. Винт 20 отрегулирован так, что ширина воздушного промежутка больше некоторой заданной ширины, когда управляющий ток электромагн)па

2 равен нулю. Пружины 18 и 19 прикреплены к основанию 1 и соединены с объектом

8 так, что управляемый объект может перемещаться,по направлению действия маг нитной силы притяжения или оттал кивания между электромагнитом 2 и наконечником

28.

Источник управля1ощего тока 22;выдае1 ток управления на обмотку электромагнита

2 прн подаче управляющего сигнала. Ток управления электромагнита 2 .регулируется с целью, регулировки магнитной силы, а также ширины воздушного промежутка для получения нужного положения объекта 8.

Магнитная сила уравновешивается упругими силами плоских пружин 18 и 19.

Интерферометр 4 измеряет положение объекта 8. При двухмерном управлении объектом 8 использованы две пары пружин (фиг. 3) и два электромагнита 2,;которые хпвазляются независимо.

При трехмерном управлении объектом

3 использованы три электромагнита (фиг. 4).

Грубое и точное управление объектом 3 осуществляют с помощью дополнительных скользящих втулок 27, которые подвижно соединены с,парой параллельных направ ляющих 28, которые удерживаются опорным основанием 29.

Приводной винт 20 связан с двигателем

13, управляемым от источника 22. Источник

22 управляет также интерферометром 4 и датчиком скорости.

Устройство, показанное на фиг. 1, работает следующим образом.

На подвижный объект 8, связанный с основанием 1, через пружины 18 и 19 воздействует магнитное, поле электромагнита 2.

Управляющая кодовая посылка предварительно подается на вход регистра 5. Интерферометр 4 измеряет, положение объекга 8 относительно эталонного положения.

Детектцрованный выходной сигнал интерферометра 4 подается на преобразователь

6 сигнала в число импульсов, где преобразуется в импульсы. Число импульсов представляет уровень детектированного выходного снгна Iа интерферометра 4. Реверсивный счетчик 7 подсчитывает выходные HMпульсы преобразователя 8 относительно полярности детектированного выходного сигнала интерферометра 4.

Содержимое счетчика 7 затем накапливается в регистре 6. Элемент сравнения 9 сравнивает содержимое регистров 5 и б, и опознавательный код разности между содержимыми регистров 5 и б,подается на элемент совпадения 10. Верчение цифры кода управления управляют вращением двигателя 13 через блок управления двигателем 12 для осуществления грубого регулирования удерживающим основанием 1.

Нижняя цифра кода управления преобразуется в аналоговый управляющий сигнал на ЦАП 11, когда верхние цифры доходят до нуля. Аналоговый управляющий сигнал подается через блок управления .14 и уси,.: тель 17 на электромагнит 2 для осуществления точного управления положением управляемого объекта 8. Датчик скорости 16 детектирует рабочую акорость объекта 3 и управляет блоком управления 14 через логический элемент 15 для ускорения уста новки объекта 8 .в .нужное .положение.

Автоматическое управление, может быть применено при двух- и трехмерном управлении и при управлении вращьнием подвижного объекта.

Формула изобретения

Устройство для управления подвижным объектом, содержащее основание, электромагнит, расположенный против подвижного объекта, выполненного из магHIITHOI"

637102 материала, и автоматический регулятор, содержащий интерферометр, регистры, счетчик, преобразователь сигнала в число импульсов, элементы сравнения и совпадения, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель постоянного тока, блок управления двигателем, блок управления электромагнитом, логический элемент н датчик скорости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в нем между подвижным объектом и основанием установлены удерживающие пружины, а выход интерферометра, расположенного против одного из торцов подвижного объекта, через последовательно соединенные преобразователь сигнала в число импульсов счетчик и регистр соединен с одним входом элемента сравнения, к другому входу которого через регистр подключена входная клемма устройства; выход элемента сравнения соединен со входом элемента совпадения, первый выход которого через блок управления соединен с двигателем, механически связанным с сснованием, а второй выход через цифро..налоговый преобразователь — с одним входом блока управления электромагнитом, к другому входу которого через логи-! еский элемент подключен датчик скоро-!

0; выход блока управления электромагнитом через усилитель постоянного тока соединен с обмоткой электромагнита.

Источники информации, принятые во

15 «нпмание при экспертизе:

1. Гомельский Ю. С. Электрические элементы электрогидравлических устройств.

«Энеригя», 1968, с. 8 — 16.

2. Авторское свидетельство СССР

20 ¹ 474786, кл. G 05 В 11/01, 1971.

637102

Составитель В. Рыгалин

Техред В. Рыбакова

Редактор Л. Утехина

Корректор И. Симкина

Тип. Харьк. фпл. пред. сПатент»

Заказ 1123/35 Изд. № 355 Тираж 1045 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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