Позиционный электропривод

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()962851 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.02,81 (21) 3245482/18-24 (gq) g+ 3 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

G 05 В 13/02

G 05 В 19/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.0982 Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 3009.82 ($3) УДК 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л.Г.Пилипейко и О.П.Ильин! 1

1.:-Научно-производственное объединение АвТотранстехника ь -о а м ii. a (71) Заявитель (54) ПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

30

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в устройствах позиционирования механизмов.

Известно устройство для позиционного управления, содержащее блок ввода, реверсивный счетчик, блок задания режимов работы, блок управления и исполнительный двигатель (1l. 10

Недостатками данного устройства являются невысокое быстродействие и точность позиционирования при изменении нагрузки. в больших пределах и малых дозированных перемещениях и невозможность автоматической коррекции пути торможения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является позиционный электропривод, содержащий триггер и последовательно соединенные задающий блок, реверсный счетчик, блок задания режимов работы, блок управления и исполнительныи двигатель, вал которого механически связан с датчиком обратной связи, причем первый и второй выходы триггера подключены соответственно к второму и третьему входам блока управления (2).

Недостатками известного устройства являются невысокое быстродействие и точность вследствие невозможности стабилизации объекта в заданной точке, невозможности автоматического выбора пути торможения и его коррекции при изменении нагрузки и нестабильности характеристик электропрнвода.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности электропривода °

Указанная цель достигается тем, что в негo введены элементы И, эле-, менты ИЛИ и блок самонастройки, первыи и второй входы которого подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого элемента

ИЛИ, третий и четвертый входы — к второму и третьему выходам задающего блока, пятый и шестой входы — к прямому и инверсному выходам второго элемента ИЛИ, седьмой и восьмой входы — к прямому и инверсному выходам первого элемента И, девятыи вход соединен с первыми входами второго и третьего элемента И и датчика обратной связи, а выход - с вторым вхо" дом блока задания режимов работы, третьим входом подключенного к ин962851 вороному выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходам датчика оьратной связи и с первым входом четвертого элемента И, а второй вход — с третьим выходом датчика обратной связи и с пер- 5 ными входами первого и пятого элементов И, причем вторые входы четвертого и пятого элементов И подключены к входу задающего блока и к инверсному выходу первого элемента ИЛИ, а выхо- 10 ды — соответственно к первым входам третьего и четвертoro элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с пятым и шестым выходами задающего блока, а выходы — с 15 первым и вторым входами триггера, первый выход которого подклгочен к второму входу первого элемента И, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с вторыми входами третьего и второго элементов И, выходами соединенных соответственно с вторым и третьим входами реверсивного счетчика, выхбды которого подключены к входам первого элемента ИЛИ.

Блок самонастройки содержит шестой и седьмой элементы И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами трехустойчивого триггера, первые входы — с первым вторым входами блока самонастройки, вторым входом — с пятым,и шестым входами блока самонастройки, а третьим входом — с первым выходом трех- 35 устойчивого триггера, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первым входам восьмого и девятого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с 4О седьмым и восьмым входами блока самонастройки, третьи входы — с девятым входом блока самонастройки, а выходыс первым и вторым входами второго реверсивного счетчика, установочные 45 входы которого подключены к четвертому входу блока самонастройки, а выход — к выходу блока самонастройки, причем третий вход трехустойчивого триггера соединены с третьим входом блока самонастройки.

Блок задания режимов работы содер>кит регистр, первый вход которого соединен с первым входом блока задания.,режимов работы и с первым входом первого блока сравнения, второй входс третьим входом блока, а выход с первыми входами второго блока сравнения и десятого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу второго блока сравнения, вто- 00 рым входом соединенного с вторым входом блока задания режимов работы и с первым входом одиннадцатого элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу второго блока срав- 65

<2:2=Д/2

V=0, Д/2<Б fd ) Д/2 d< Д/2

Д/2) Б d) Б

Раз гон

Торможе ни е

Разгон

Торможение где V — скорость перемещения;

Д вЂ” требуемое перемещение;

Б — путь торможения или разгона;

d — текущее значение рассогласования, содержащееся в с;етчике 2.

Информационные выходы реверсивного счетчика 2 соединены с установочнения, причем выход десятого и одиннадцатого элементов И через пятый элемент ИЛИ соединены с вторым входом первого блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока задания режимов работы.

Датчик обратной связи содержит последовательно соединенные датчик перемещения и блок определения знака, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам датчика обратной связи, вход которого соединен с входом датчика перемещения, выходом подключенного к первому выходу датчика обратной связи.

На фиг,1 представлена функциональная схема электропривода1 на фиг.2 функциональная схема блока задания режимов работы; на фиг.3 — функциональная схема блока самонастройки.

Позиционный электропривод содержит задающий блок 1, реверсивный счетчик 2, блок 3 задания режимов работы, блок 4 управления, исполнительный двигатель 5, датчик б обратной связи., состоящий из датчика 7 перемещения и блока 8 определения: знака, элементы И 9-13, элементы ИЛИ 1417, триггер 18 и блок 19 самонастройки, состоящий из элементов И 20-23, трехустойчивого триггера 24 и второго реверсивного счетчика 25. В свою очередь, блок задания режимов работы состоит из регистра 2б, первого и второго блоков 27 и 28 сравнения, элементов И 29-30, и элемента ИЛИ 31.

Электропривод работает следующим образом.

Задающий блок 1 записывает значение приращения координаты (число Д) в реверсивный счетчик 2 параллельным кодом, а также устанавливает триггер

18 через элементы ИЛИ 16 и 17 в состояние, соответствующее требуемому направлению перемещения. При появлении числа Д в счетчике 2 блок 3 задания режимов работы выдает сигнал блоку 4 управления двигателем на разгон двигателя. Алгоритм работы блока

3 задания режимов работы следующий:

962851

10

I

50 т

65 ными входами регистра 26 блока 3 со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов, поэтому при команде V=O по входу 22 в регистр 26 вводится половина пути (число Д/2), блок сравнения сравнивает число Д/2 с числом Б. Если Д/2 > Б, то число Б через элемент И 30, элемент ИЛИ 31 подается на блок 28 сравнения. Если

Д/2 < Б, то на блок 28 сравнения поступает число Д/2. Блок .28 сравнения, сравнивает число d с числом Б или

Д/2. Если d >- Б или и > Д/2, с выхода блока 3 на блок 4 управления двигателем поступает команда, по которой он разгоняет двигатель. Если d < Б или d < Д/2 с выхода блока 3 посту.пает команда на торможение двигателя. Таким образом, если Д/2 < Б объект разгоняется до половины пути, а затем тормозится. Если Д/2 > Б, объект разгоняется и перемещается с максимальной скоростью, при d < Б объект тормозится. При перемещении объекта датчик 7 перемещения выдает импульсы aS пропорциональные дискретам пути через элемент И 11 на вычитающий вход счетчика 2, содержимое которого (число <1) уменьшается до нуля. Если объект под действием си-. лы инерции проходит заданную точку, то сигналом с выхода блока 8 при d=

=О через элементы И 12, ИЛИ 16 или

И 13, ИЛИ 17 триггер 18 устанавливается в противоположное состояние.

Элемент И 9 (несовпадение уровней сигналов на его входах) закрывает ° элемент И 11 на вычитающем входе счетчика и открывает элемент И 10 на суммирующем входе. При перемещении объекта датчик 7 перемещения выдает импульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, в котором появля ется код рассогласования. При выполнении неравенства d >а (а — дискрета определяющая точность перемещения и зону нечувствительности) двигатель подключается в противоположную сторо ну вращения. При V-0 в регистр 26 блока 3 задания режимов работы вводится число Д/2=d/2. При изменении двигателем направления перемещения объекта элемент И 9 закрывает элемен

И 10 и открывает элемент И 11 ° Электропривод отрабатывает рассогласование и возвращает объект в заданную точку. Таким образом, электропривод стабилизирует объект в заданной точке при наличии возмущающих сил.

Блок 19 самонастройки служит для задания и корректировки величины пути Б, так как для позиционных электроприводов в процессе замедления путь, проходимый электроприводом при минимальной и максимальной нагрузках будет различным, а это приведет к перерегулированию.

Величина Б при известной нагрузке электропривоиа и стабильной зависимости V(t), формируемой блоком 4 управления, может быть вычислена и введена блоком 1 в реверсивный счетчик блока 19 самонастройки. Однако при изменении нагрузки или скорости перемещения, а также при нестабильной характеристике V(t) объект перемещается в заданную точку с перерегулированием, что снижает производительность механизма.

При неизвестном пути Б (реверсивный счетчик 25 блока 19 самонастройки в нулевом состоянии) после ввода приращения пути Д сигналом установка триггер 24 блока 19 самонастройки устанавливается в нулевое состояние, при этом элементы И 20 и 21 от крыты единичным сигналом с первого

20 выхода триггера. Блок 3 задания режимов работы выдает сигнал на разгон двигателя. Электропривод отрабатывает заданное перемещение с максимальной скоростью.

В момент. когда содержимое счетчика 2d=0 сигнапом с выхода элемента

И 9 счетчик 2 переходит в Режим суммирования импульсов пути с датчика 7, а двигатель 5 — в режим торможения.

При совпадении сигналов (d=O,VôO) на входах элемента И 21 блока 19 самонастройки триггер 24 устанавливается во второе устойчивое состояние, единичными сигналами с второго выхода триггера и с выхода элемента И 9 открывается элемент И 23 на суммирующем входе счетчика 25, который накаплива.ет величину пути Б до момента, когда

V=0. Электродвигатель изменяет направление перемещения объекта, элемент

40 И 9 сигналом с инверсного выхода закрывает элемент И 23.

Если величина пути Б в счетчике

25 больше пути торможения, то при совпадении сигналов на входах элемента H 20 (V=O,dô0) единичными сигналами с третьего выхода триггера 24 блока 19 самонастройки и с прямого выхода элемента И 9 открывается элемент И 22 на вычитающем входе счетчика 25. При отработке рассогласования величина пути Б уменьшается на величину d. С целью исключения большого перерегулирования,при неизвестном пути Б в счетчике 25 вводится число, заведомо большее или приблизительно равное числу Б. При первом же цикле перемещения объекта число Б автоматически скорректируется.

Применение данного электрапривода позволит значительно повысить скорость и точность отработки заданных перемещений, что позволит получить определенный технико-экономический эффект в случае его использования для перемещения различных механизмов.

962851

Формула изобретения

1. Позиционный электропривод, содержащий триггер и последовательно соединенные задающий блок, первый реверсивный счетчик, блок задания режима работы, блок управления и исполнительный двигатель, вал ко.орого механически связан с датчикОм обратной связи, причем первый и второй выходы триггера подключены соответ- 10 ственно к второму и третьему входам блока управления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности электропривода, в него введены элементы 15

И, элементы ИЛИ и блок самонастройки, первый и второй входы которого подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого элемента

ИЛИ, третий и четвертый входы — к второму и третьему выходам задающего блока, пятый и шестой входы — к прямому и инверсному выходам второго элемента ИЛИ, седьмой и восьмой входы — к прямому и инверсному вы- 25 ходам первого элемента И, девятый вход соединен с первым входами второго и третьего элементов И и датчика обратной связи, а выход — с вторым входом блока задания режимов работы, третьим входом подключенного к инверсному выходу второго элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходом датчика обратной связи и с пеРвым входом четвеРтого эле- З5 мента И, а второй вход — с третьим выходом датчика обратной связи и с первыми входами первого и пятого элементов И, причем вторые входы четвертого и пятого элементов И подключены к входу задающего блока и к инверсному выходу первого элемента ИЛИ, а выходом — соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов

ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с пятым и шестым выхо- 45 дами задающего блока, а выходы — с первым и вторым входами триггера, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И, прямой и инверсный выходы которого 50 соединены соответственно с вторыми входами третьего и второго элементов И, выходами соединенных соответ1 ственно с вторым и третьим входом реверсного счетчика, выходы которого 55 подключены к входам первого элемента ИЛИ.

2, Электропривод по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок самонастройки содержит шестой и седь- р мой элементы И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами трехустойчивого триггера, первым входом — с первым и вторым входами блока самонастройки, вторым входом — с пятым и шестым входами блока, а третьим входом — с первым выходом трехустойчивого триггера, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первым входам восьмого и девятого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с седьмым и восьмым входами блока самонастройки, третьи входы — с девятым входом блока самонастройки, а выходы — с первым и вторым входами второго реверсивного счетчика, установочные входы которого подключены к четвертому входу блока самонастройки, а выход — к выходу блока самонастройки, причем третий вход трехустойчивого триггера соединен с третьим входом блока самонастройки.

3. Электропривод по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок задания режимов работы. содержит регистр, первый вход которого соединен с первым входом блока задания режимов работы и с первым входом первого блока сравнения, второй вход — с третьим входом блока задания режимов работы, а выход — с первыми входами второго блока сравнения и десятого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу второго блока сравнения, вторым входом соединенного с вторым входом блока задания режимов работы и с первым входом одиннадцатого элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу второго блока сравнения, причем выходы десятого и одиннадцатого элементов И через пятый элемент ИЛИ соедин н с вторым входом первого блока сравнения, первый и второй выходы которого-подключены соответственно к первому и второму выходам блока задания режимов работы.

4. Электропривод ро п.1. о т л и ч а ю шийся тем, что датчик обратной связи содержит последовательно соединенные датчик перемещения и блок определения знака, первый и второй выходы которого подключены соответстве9умо к второму и третьему выходам датчика обратной связи, вход которого соединен с входом датчика пеРецещения, выходом подключенного к первому выходу датчика обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 550622 кл. G 05 В 19/18, 1975.

2. Патент Великобритании

Р 1492576, кл. G 05 В 13/02, опублик. 1977 (прототип).

962851

9Ьг. 2

Составитель С.Дунаев

Редактор В.Пилипенко Техред Л.Пекарь

Корректор В. Бутяга

Эаказ 7507/64 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП, Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4