Следящая система микроперемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 717716

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.

G 05 В 11/00 (22) Заявлено 09.09,76(21) 2405640/18 2,с присоединением заявки .%

Геаударстееииый комитет

СССР по делам иэобретеиий и еткрмтий (23) Приоритет—

Опубликовано 25,02.80. Бюллетень № 7

I

Дата опубликования описания 27.02.8Q (5З) УДК 62-50 (088.8) /

В. Ф. Йроенков, Л, С. Лысенко, В. П. Пахомов, Н. Н. Соколова, Г. П. Тарасов и Б. К. Чемоданов (72) Авторы изобретения т

Г

1

). т

1 (7)) Заявитель (54) СЛБДЖЦАЯ СИСТЕМА МИХРОПЕРЕМЕШЕНИЙ

Предлагаемое изобретение относится к области управления оптическими объек тами (в частности, зеркалами различ.HbIx имитаторов и измерительных йриборов при их юстировке) или друрими устройствами автоматики, в которых требу5 ется обеспечить высокую разрешатощую — . способность по угловому или лттйейному перемещению объекта pei ФЙрованин.. !

Известны следящие системы,- содержа щие измеритель сигнала. ошибки, блок формирования сигнала управления, исполнительный механизм, охваченйый обратной связью, механические передачй и объект регулирования (11, Механические передачи системы та-, кого вида содержат подпружиненный рычаг, который с помощью тяг соединен с объектом регулирования и который шар-,. нирно закреплен на опоре t2), 2

Пружины в известных механических передачах применяются для компенсации различного рода люфтов.

Однако использование цля целей микроперемешений в следящей системе традиционных решений неприемлемо по следующей причине. Следящая система микроперемешений должна иметь большой коэффициент усиления, для того чтобы обеспечить малые линейные перемещения порядка долей микрометра или угловые перемещения порядка долей секунды. Однако при значительном коэффициенте усиления системы врзникают трудности обеспечения устойчивости ее работы.

Устойчивость работы системы может быть обеспечена при выполнении определенных требованиях, предъвляемых к механической передаче: а) отсутствие люфтов, б) монотонная зависимость перемещения выходной координаты от входного воздействия в диапазоне малых величин.

Обычные передачй, например, с зубчатыми колесами на валу объекта и подшипз 717716 4 никами трения или качения в осях неприемлемы из за неидеальности контактных поверхностей деталей, имеющих взаимное перемещение.

Из известных систем наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является следящая система, содержащая последовательно соединенные блок выделения сигнала ошибки, вход которого соединен с подпружиненным объек- 10 том, формирователь сигнала управления, сумматор и исполнительный двигатель, выход которого через корректирующее устройство соединен со вторым входом сумматора и непосредственно со входом преобразователя вращательного движения в поступательное, выход которого механически связан с рычагом; который с помощью тяги жестко соединен с объектом (3) .. 20

Недостатком известной системы являются ее низкие разрешающая способ ность и точность из à наличия люфтов в шарнирных опорах механической передачи.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и разрешающей способности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе рычаг жестко закреплен в опоре.

Блок-схема системы представлена на чер геже, Система содержит объект регулирования — 1, безлюфтовую опору - 2, преобразователь вращательного двйжения в поступательное - 3, опору - 4, рычаг5, тягу - 6, пружину - 7, исполнитель.ный двигатель - 8, корректирующее устройство — 9, формирователь сигнала управления - 10, блок выделения сигнала ошибки - 1 1.

Следящая система микроперемещений, блок-схема. .которой приведена на чертеже, обеспечивает запоминание выходной координаты при снятии питания благодаря наличию интегрирующего элемента (исполнительного двигателя 8), фиксирующего положение выходного вала.

Принцип действия системы состоит в следующем.

Объект регулирования 1, закрепленный в безлюфтовой опоре 2, имеет возможность углового перемещения относитель» но последней. Давление объекта 1 осуществляется через упруго -механическую передачу, которая выполнена в виде гйбкого рычага 5, Последний обеспечивает редукцию больших перемещений преобразователя 3 вращательного движения в поступательное в малые перемещения тяги 6. Рычаг 5 жестко укреплен в опоре 4, что обеспечивает отсутствие люфта и монотонность передачи рычага 5. Рычаг с помощью тяги 6 перемещает объект 1. Люфты крепления тяги 6 выбираются пружиной 7. Преобразователь 3 вращательного движения в в поступательное преобразует вращение исполнительного двигателя 8 в поступателы ое движение конца рычага 5.

15 Корректирующее устройство 9 и формирователь сигнала управления 10 обеспечивают необходимую точность и устойчивость системы. Отрицательная обратная связь по положению, вырабатываемая блоком выделения ошибки 11, выделяет сигнал рассогласования объекта. Блок выделения ошибки 11 имеет высокую разрешающую способность и может быть построен, в частности, на оптическом принципе.

Таким образом, в следящей системе использовано сочетание обычных элементов следящих систем со специальной упруго-механической передачей, обеспе30 чиваюшеи основные особенности предлагаемого технического решения: а) отсутствие люфтов в элементах закрепления объекта; б) наличие редукции больших переме35 шении исполнительного двигателя 8 с помощью упруго-механической передачи, коэффициент редукции определяется соотношением плеч рычага 5; в) применение упруго-механической

40 передачи обеспечивает строгое соответствие между большими перемещениями преобразователя 3 вращательного движения в поступательное и малыми перемещениями тяги 6 и, следовательно, 45 объекта регулирования 1, т.е. обеспечивает высокую разрешающую способность по перемещению.

Положительный эффект системы состоит в обеспечении в любой разрешающей

50 способности по перемещениям следящего привода, фиксации выходной координаты при снятии питания или управляющего сигнала и использовании материалов без специальных физических свойств.

55 формула изобретения

Следящая система микроперемешений, содержащая последовательно соединенньк блок выделения сигнала ошибки, вход.717716

Составитель Ю. Гладков

Редактор Н. Веселкина Техред Н. Ковалева Корректор И, М уска

Заказ 9845/64 Тираж 956 Подпис ное

IIHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий"

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 которого соединен с объектом, формиро-.. ватель сигнала управления, сумматор и исполнительный двигатель, выход которого через корректирующее устройство соединен со вторым входом сумматора и непосредственно со входом преобразователя вращательного движения в поступательное, выход которого механически связан с рычагом, который с помощью тяги жестко соединен с объектом, о т— л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности системы, в ней рычаг, жестко

« закреплен в опоре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Весекерский В. А. и др. Теория систем автоматического регулирования, М., Наука", 1972, с, 18-24.

2. Авторское свидетельство СССР

N 557733772200, кл. G 01 F 23/20, 07.03.75. о

3. Бесекерский В. А. и др. Теория систем автоматического регулирования, М., Наука"., 1972, с. 9-14 (прототип).