Следящая система

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советских

Социалистических

Реслублик (u)8732() 5 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву t» 631863 (22) Заявлено 020879 (21) 2808204/18-24 (51)М. Кл з

С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Hо

G 05 В 11/01

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1510.81. Бюллетень Й9 38 (53) УДК 62-50 (0,88. 8) Дата опубликования описания 1Ь10.81

В.T. Гращенков и В.В. Русаков»

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано, например в автоматических самопишущих приборах.

Известны системы, содержащие последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, усилитель, блок концевых выключателей,усилитель мощности и исполнительный двигатель, вал которого связан с управляющим входом блока концевых выключателей и через блок обратной свя-. зи — со вторым входом измерителя рассогласования tu, (21 и t3>.

Недостатком данных систем является наличие совмещенного канала управления модулем н знаком момента исполнительного двигателя.

По основному авт. св. в 631863 известна. следящая система, содержа- щая усилитель, к первому и второМу входам которого подключены соответственно задатчик и датчик обратной связи, механически соединенный с валом бесколлекторного двигателя,подключенного к коммутатору, первый вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, и источник постоянного напряжения, причем первый выход усилителя через источ- ЗО ник постоянного напряжения соединен со входом широтно-импульсного модулятора, а второй выход вЂ, со вторым входом коммутатора (4j.

В данной системе команда о модуле момента двигателя поступает от усилителя к двигателю по одному каналу, а команда о знаке момента, — по второму. Это является положительным качеством системы, создавая преимущества по сравнению с одноканальными системами с точки зрения упрощения корректирующих устройств и использования оптимальных корректирующих воздействий.

Однако в режиме работы системы на упоре, возникающем при больших сигналах рассогласования, на первый вход коммутатора постоянно поступает команда о модуле момента двигателя.При этом обмотка двигателя подключена к сети, а ЭЦС вращения в ней не созда-. ется. Возникает режим короткого замыкания, который характеризуется большими потерями энергии и может привести к выходу иэ строя двигателя или коммутатора. для исключения аварийных.ситуаций необходимо предусмотреть увеличение охлаждающих поверхностей, то есть габаритов смстеэе, 873205 что нецелесообразно, а в ряде случаев недопустимо.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей и повышение надежности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе установлены пере.ключатель и блок концевых выключателей, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен с первым входом коммутатора через последовательно включенные переключатель и блок концевых выключателей, управляющий вход переключателя соединен со вторым выходом усилителя, а управляющие входы блока концевых выключателей соединены с валом бесколлекторного двигателя.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема системы; на фиг. 2 — пример реализации системы с бесконтактными концевыми выключателями и переключателями.

Следящая система содержит задатчик

1, датчик 2 обратной связи, усилитель

3, состоящий из модулятора 4, усилителя 5 переменного напряжения, выходного трансформатора 6 с первичной обмоткой б и вторичными обмотками б" и б ", выпрямителя 7, демодулятора

8 и источника 9 опорного напряжения, источник 10 постоянного напряжения, широтно-импульсный модулятор 11,коммутатор 12, бесколлекторный двигатель 13, переключатель 14, блок 15 концевых выключателей, первый и второй концевые выключатели 16 и 17.

Следящая система работает следующим образом.

Разность измеряемого напряжения с задатчика 1 и напряжения с датчика

2 обратной связи поступает на вход усилителя 3, где преобразуется модулятором 4; подключенным к источнику

9 опорного напряжения, в напряжение переменного тока, усиливается усилителем 5 и поступает на обмотку б

I трансформатора б. Напряжение его обмотки 6" выпрямляется выпрямителем

7 и поступает на вход модулятора 11, где.преобразуется в импульсную форму. Скважность этих импульсов пропорциональна входному напряжению модулятора 11. Это импульсное напряжение поступает на один иэ входов коммутатора 12 двигателя 13 и воздействует в коммутаторе на силовой ключ (не показан) так, что ключ подключает фазу двигателя к источнику напряжения ее питания циклически — внутри каждого цикла, определяемого датчиком положения ротора двигателя. Помимо этого имеется другая более высокочастотная цикличность, определяемая частотой модулятора 11. Эта последняя имеет переменную скважность. ° В

Результате среднее значение тока в Фазе двигателя (а следовательно, и момент двигателя) на интервале ее включения пропорционально скважности выходного сигнала модулятора 11. Таким образом, регулируется модуль момента двигателя 13.

Напряжение с обмотки б" трансформатора демодулируется однополупериодным демодулятором 8, подключенным .к источнику 9 опорного напряжения, так, что на выходе демодулятора 8 сигнал существует при одной фазе выходного напряжения усилителя 3 и отсутствует при ее изменении на

180, то есть при другой полярности напряжения небаланса на входе усилителя. Выходное напряжение демодулятора 8 поступает (или не поступает)

15 на второй вход коммутатора 12, где воздействует на усилитель (не показан), который включен между датчиком положения ротора и силовым ключом фазы таким образом, что при наличии на2{) пряжения на выходе демодулятора 8 этот усилитель работает как повторитель сигнала датчика положения рото, ра двигателя, а при отсутствии сигнала на выходе этого демодулятора усилитель работает как устройство, поворачивающее фазу сигнала датчика на

180 (инвертор), что приводит к изменению знака момента двигателя 13 на противоположный.

Для правильного функционирования следящей системы полное усиление по каналу знака устанавливается большим, чем по каналу модуля.

Если на входе усилителя 3 длительное время выцеляется сигнал рассогласования одного и того же знака, то система уходит на упор, размыкая, например концевой выключатель 16. При данной полярности сигнала рассогласования с выхода канала знака усилителя 3 снимается напряжение, уровень которого приводит переключатель 14 в верхнее положение (фиг. 1). При этом выходная цепь широтно-импульсного модулятора 11 оказывается ра4 эомкнутой и двигатель 13 отключается от источника 10. При изменении знака, сигнала рассогласования переключатель

14 переводится в нижнее положение, цепь модуляции замыкается (поскольку .концевой выключатель 17 замкнут) и двигатель 13 подключается к источнику 10.

Аналогично происходит работа и на втором ygope.

В показанном на фиг. 2 примере реаЗ5 лизации системы переключатель 14 и концевые выключатели 16 и 17 выполнены бесконтактными. Концевые выключатели представляют собой фотодиоды, возбуждаемые источниками света (не

gg показаны). В рабочем режиме свет воздействует на оба фотодиода. Их внутренние сопротивления при этом малы и от источника питания + V сигналы поступают на входы переключателя 14. у На упоре световой поток одного из ис873205

А = " Ю

Формула изобретения точников перекрывается непрозрачной шторкой, что приводит к увеличению сопротивления фотодиода и исчезновению сигнала на соответствующем входе переклюиателя 14. . Переключатель выполнен на логических элементах И-НЕ и его работа описывается следующей системой булевых функций где А — сигнал на входе коммутатора; х — сигнал с концевого выключателя 17; у — сигнал с концевого выключателя 16;

R — сигнал с выхода канала знака .усилителя 3; сигнал с выхода широтно-импульсного модулятора 11.

При работе на упоре с концевым выключателем 16 сигнал х равен логическому нулю, а сигнал у — логической единице. Если на выходе канала знака. усилителя 3 уровень напряжения соответствует логической единице (В=1), то с выхода модулятора 11 сигнал Q передается на вход коммутатора

12 (A=Q). При равенстве R = 0 цепь ° сигнала Q разрывается (A=Q) и двигатель 13 отключается от источника 10.

Аналогично происходит работа и на втором упоре.

Технико-экономический эффект изображения заключается в том, что при его использовании можно получить хорошие динамические характеристики следящей системы, либо вообще без применения специальных корректирующих устройств, либо при применении простых корректирующих устройств.

Кроме того, снижены требования к напряжению трогания двигателя в системе, что удешевляет производство двигателя и элементной кинематической схемы следящей системы. И наконец, при использовании предлагаемого изобретения на 1,5% повышается надежность системы и на 1,2% улучшаются ее энергетические показатели при сохранении постоянной готовности к. о6ра10 ботке управляющих воздействий.

Следящая система по авт.св.9631863, 15 отличающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей и повышении надежности системы, в ней установлены переключатель и блок концевых выключателей, причем

;Щ выход широтно-импульсного модулятора соединен с первым входом коммутатора через последовательно включенные переключатель и блок концевых выключателей, управляющий вход переключателя соединен со вторым выходом усилителя, а управляющие входы блока концевых выключателей соединены с валом бесколлекторного двигателя.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 304551, кл. G 05 В 11/14, 1970 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 511565, кл. G 05 В 11/14, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 598020, кл. G 05 В 11/14, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР

М 631863, кл. G 05 В 11/01, 1977 (прототип).

873205 !

Составитель Г. Нефедова

Редактор Н.Воловик Техред С.Мигунова . . Корректор Н. Стец

Закаэ 9047/74 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ ГоСударственного комитета СССР по делам иэобретений и открйтий

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

Филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4