Импульсный регулятор перемещенияпьезодвигателя

 

Сеюз Советские

Сециалистическвп

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i 847270 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 02. 03. 79 (21) 27321 74/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано l5.07.81. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 20„07.81 (5%)М. Кл.

G 05 В ll/l6

11щудеветеамый кемнтет

СССР

lo делам веебретенкй и етерытвй (5З) уДК 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Е.А.Иванов, В.В.Сильченкова, С.М.Афонин:и А.В.Чудакой-!

Ф

Московский институт электронной техники (71) Заявитель (54} ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЬЕЗОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к релейным устройствам систем автоматического управленчя и может быть использовано для трехпозиционного регулирова-. ния пьезоэлектрических двигателей.

Известен трехпозиционный регуляS тор, содержащий датчик регулируемого параметра, последовательно подключенный к усилителю отклонения и трехпозиционному усилителю мощности, выходы которого подключены к основному и дополнительному реверсивным исполнительным механизмам, снабжен ым датчиками конечных положений 1.11.

Однако такой трехпозициоиный регулятор требует отдельно выполненные датчики положения и дополнительный реверсивный механизм, что увеличивает аппаратурные затраты и усложняет регулятор. 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсный регулятор, содержащий генератор и последовательно соединен2 ные устройство сравнения и трехйозиционный релейный усилитель, релейный элемент, реле, пьезодвигатель f2).

Однако этот импульсный регулятор требует дополнительного датчика положения для снятия сигнала обратной связи, а также отдельно выполненно" го интегратора, что снижает точность отработки задающего сигнала.

Цель изобретения — повышение точности позиционирования и упрощение регулятора.

Для достижения этой цели импульсный регулятор перемещения пьезодви гателя, содержит делитель и последовательно соединенные источник напряжения, первый ключ и четыре ключа, соединенные в мостовую схему, одна нз диагоналей которой соединена с выходом регулятора и со входами делителя, а другая — с выходом первого ключа, управляющий вход которого соединен с первым выходом трехпоэиционного релейного усилителя, второй вы8472 ход которого соединен с управляющими входами второго и третьего ключей мостовой схемы, а третий выход — с управляющими входами четвертого и пятого ключей мостовой схемы, выход делителя соединен со вторым входом устройства сравнения, а выход генератора — со вторым входом трехпозиционного релейного усилителя.

Па фиг.1 представлена структурная lo схема импульсного регулятора перемещения пьеэодвигателя; на фиг.2 — временная диаграмма работы импульсного регулятора.

Регулятор содержит устройство 1 )5 сравнения, трехпозиционный релейный усилитель 2, который состоит из релейного элемента 3 и реле 4 — 6, генератор 7, первый ключ 8, мостовая схема 9, пьеэодвигатель IO, источник 11 напряжения, делитель 12 и второй 13, третий 14, четвертый 15 и пятый 16 ключи.

Регулятор работает следующим образом. 25

Задающий сигнал (фиг.2а) через устройство 1 сравнения поступает на вход трехпозиционного релейного усилителя 2, в зависимости от полярности задающего сигнала при превышении 50 зоны нечувствительности релейного элемента 3 включаются реле 5 или 6, а также реле 4. При этом на вторые входы реле 4 — б поступают тактирующие импульсы с генератора 7. Реле 4 55 обеспечивает в соответствии с тактирующими импульсами с генератора 7 включение ключа 8, который питает высоким напряжением с источника 11 напряжения одну иэ диагоналей мостовой 40 схемы 9, в другую диагональ включен пьезодвигатель 10. Реле 5 и 6, которые соединены с управляющими входами ключевых элементов, включенных в противоположные плечи моста, откры- 45 вают в соответствии с тактирующими импульсами с генератора 7 ключи 13 и 14 или 15 и 16 в противоположных плечах моста (например, тиристоры, оптроны, транзисторы), через которые 5О происходит заряд емкости пьеэодвигателя 10, следовательно, расширение или сжатие пьеэодвигателя происходит в зависимости от полярности задающего сигнала. 55

Перемещение пьезодвигателя описывается зависимостью =4g)HY ) 70 4 где d > (и/В) — пьеэомодуль;

М вЂ” число пластинок пьезодви га теля, Ч В - напряжение, подаваемое на пьеэодвигатель.

Характер изменения напряжения на пьезодвигателе и соответственно перемещения пьеэодвигателя показан на фиг. 2б.

Пьезодвигатель 10 является одновременно датчиком перемещения, так как перемещение пропорционально напряжению на нем, и напряжение с пьезодвигателя 10 в качестве сигнала обратной связи подается через делитель 12 на устройство 1 сравнения, за счет чего повышается точность отработки задающего сигнала и повышается точность позиционирования. Когда сигнал рассогласования, между задающим сигналом и сигналом обратной связи на выходе схемы сравнения 1 станет меньше зоны нечувствительности релейного элемента 3, реле отключаются и ключи мостовой схемы 9 закрываются, заряд емкости пьеэодвигателя 10 прекращается, а напряжение на нем запоминается. При стекании заряда с пьезодвигателя 0 при постоянном задающем сигнале, сигнал рассогласования на выходе схемы сравнения I становится больше эоны нечувствительности релейного элемента 3. При этом в зависимости от полярности сигнала рассогласования включаются реле 5 или 6, а также реле 4, В соответствии с тактирующими импульсами с генератора 7 через ключ

8 подается высокое напряжение на одну диагональ мостовой схемы 9, открываются ключи в противоположных плечах 13 и 14 или 15 и 16 в зависимости от полярности сигнала рассогласования и происходит подзаряд емкости пьезодвигателя 10 пока сигнал рассогласования между задающим сигналом и сигналом обратной связи вновь станет меньше зоны нечувствительности релейного элемента 3, затем реле отключается, ключи мостовой схемы 9 закрываются и напряжение на емкости пьезодвигателя запоминается. Точность поддержания напряжения на пьезодвигателе определяется шириной петли гистерезиса релейного элемента 3, а скорость нарастания напряжения — частотой и скважностью тактирующих импульсов с генератора 7. Тем самым обеспечивается интегрирование сиг.нала рассогласования.

847270

Предлагаемый импульсный регулятор перемещения пьезодвигателя за счет введения мостовой схемы, в одну из диагоналей которой включен пьеэодвигатель, служащий датчиком перемещения, позволяет повысить точность отработки входного задающего сигнала, что повьппает точность позиционирования пьезодвигателя, а за счет упрощения регулятора снижаются аппаратур- IO ные затраты и затраты на электроэнер" гию.

Формула изобретения

Импульсный регулятор перемещения пьезодвигателя, содержащий генератор и последовательно соединенные устройство сравнения и трехпозиционный ре- zo лейный усилитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит делитель и последовательно соединенные источник напряжения, первый ключ и четыре ключа, соединенные в мостовую схему, одна из диагоналей которой соединена с выходом регулятора и со входами делителя, а другая — с выходом первого ключа, управляющий вход ко" торого соединен с первым выходом трехпозиционного релейного усилителя, второй выход которого соединен с уп-. равляющими входаьы второго н третьего ключей мостовой схемы, а третий выход — с управляющими входами четвертого и пятого ключей мостовой схемы, выход делителя соединен со вторым входом устройства сравнения, а выход генератора — со вторым входом трехпозицонного релейного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 468219, кл. G 05 В ll/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 457070, кл. G 05 В 11/16, 1975 (прототип).

Фиг.2

Составитель Г. Нефедова

Редактор Т.Гыршкан Техов Короектоо СЛ1екмар

Заказ 5496/73 Тирам 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.уигород, ул.Проектная,4 и Я