Электромеханический следящий привод постоянного тока

 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования электромеханических следящих приводов и может быть использовано в различных системах приборной автоматики, высокоточных позиционных электроприводах . Целью изобретения является повышение точности отработки задания . Поставленная цель достигается введением генератора высокочастотных колебаний, двух сумматоров, линейного усилителя сигнала, усилителя - ограничителя и фильтра низких частот, что позволяет компенсировать влияние сил сухого трения и люфта в механической передаче, соединяющей вал электродвигателя с объектом регулирования , линеаризировать нелинейную статическую характеристику электродвигателя с исполнительным механизмом по скорости, а также уменьшить влияние ограничения по располагаемому моменту электродвигателя в переходных режимах. 1 ил. (Л

СООЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ((9> (I() SU (gg)g G 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (К +К, g) (Tqp+1) 1я(Р)--- р,1

L т„> т

TEAK<

Т (И

2 К +

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4661964/24 (22) 10.03,89 (46) 07.04.91. Бюл. У 13 (72) Д.И.Павлович, В,В.Батюшков, И.В,Ратников, В.Ю.Лазарев и А.Б.Коновалов (53) 62-50 (088.8) (56) Мелкозеров П.С. Приводы в системах автоматического управления, М.: Энергия, 1966, с. 51.

Зайцев Г.Ф. Коррекция систем автоматического управления постоянного и переменного тока, M. Энергия, 1969, с. 32, рис. 1-15. (54) ЭЛЕКТРОИЕХАНИЧЕСКИ!Л СЛЕДЯЩИЙ

ПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к системам автоматического регулирования электромеханических следящих приводов и может быть использовано в разИзобретение относится к системам автоматического регулирования электромеханических следящих приводов постоянного тока и может быть использовано в различных системах приборной автоматики, высокочастотных позиционных электроприводах.

Цель изобретения — повышение точности отработки задания.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Привод содержит измеритель 1 рассогласования, усилитель-ограничитель

2, фильтр 3 низких частот (апериодический элемент), первый сумматор 4, линейный усилитель 5 сигнапа,диффе2 личных системах приборной автоматики, высокоточных позиционных электроприводах. Целью изобретения является повышение точности отработки задания. Поставленная цель достигается введением генератора высокочастотных колебаний, двух сумматоров, линейного усилителя сигнала, усилителя ограничителя и фильтра низких частот, что позволяет компенсировать влияние сил сухого трения и люфта в механической передаче, соединяющей вал электродвигателя с объектом регулирования, линеаризировать нелинейную статическую характеристику электродвигателя с исполнительным механизмом по скорости, а также уменьшить влияние ограничения по располагаемому моменту электродвигателя в переходных режимах. 1 ил. ренцирующий элемент б, генератор 7 высокочастотных колебаний, второй сумматор 8, усилитель 9 постоянного тока, электродвигатель 10 постоянного тока, механическую передачу 11, измеритель 12 углового положения.

В позиционном контуре устройства реализуется нелинейный закон управле- ния, который описывается передаточной функцией

К,ъК ) )640668 жит включенные последовательно усилитель-ограничитель 2 и фильтр 3 низ2 Ь

q - (arcsin

+ !! а

+ а где а — амплитуда ошибки на входе первого усилителя-ограничителя1

Ь вЂ” ширина линейной зоны первомая. усилителя-ограничителя.

Работает привод следующим образо!, Сигнал управления поступает по входному каналу на измеритель 1 рассогласования, где он сравнивается с сигналом измерителя 12 углового положения, пропорциональным углу поворота объекта регулирования.Сиг55 нал ошибки с измерителя 1 рассогласования поступает на два параллельных канала, один из которых содергде К вЂ” коэффициент усиления усили( теля-ограничителя

К - коэффициент усиления усили2 теля; р — оператор дифференцирования; коэффициент гармонической линеаризации первого усилителя-ограничителя;

Т вЂ” постоянная времени интегри1 рования;

Т вЂ” постоянная времени диффе2 ренцирования. 15

Величины K

К q и,увеличивается постоянная вре( мени Т2, что обеспечивает гарантированные запасы устойчивости при ограничениях по располагаемому моменту электродвигателя, в отличие от линейных законов управления. При этом коэффициент гармонической линеаризации ких частот (апериодический элемент), а другой — линейный усилитель 5 сигнала, причем сигналы обоих каналов суммируются на сумматоре 4, что позволяет осуществить нелинейное усиление сигнала ошибки в зависимости от его амплитуды и частоты и тем самым реализовать высокоточный закон управления на частотах управляющих воздействий при обеспечении гарантированных запасов устойчивости в переходных режимах. Сигнал с сумматора 4 поступает на дифференцирующий элемент 6, позволяющий обеспечить запасы устойчивости позиционного контура привода. Сигналы с дифференцирующего элемента 6 и генератора 7 складываются на сумматоре 8, что позволяет ввести в позиционный контур привода высокочастотные вынуждающие колебания, осуществляющие вибрационную линеаризацию сил сухого трения и люфта в механической передаче 11.

Сигнал с сумматора 8 поступает на усилитель 9 постоянного тока, где усиливается по мощности, Сигнал с усилителя 9 постоянного тока поступает на якорную обмотку электродвигателя 10 постоянного тока. Электродвигатель 10 через механическую передачу 11 обеспечивает заданное перемещение объекта регулирования.Вал электродвигателя через механическую передачу соединен с измерителем 12 углового положения, выходным сигналом которого является напряжение постоянного тока, которое сравнивается на измерителе 1 рассогласования с управляющим приводом сигналом.

Таким образом, в предлагаемом приводе за счет введения последовательно соединенных генератора сигнала вибрационной линеаризации и второго сумматора, включенного в позиционный контур привода, в механической подсистеме (электродвигатель— исполнительный механизм — измеритель углового положения) возникают высокочастотные вынужденные колебания, стабильные в любых условиях эксплуатации привода. Введение режима высокочастотных вынужденных коле" баний позволяет существенно повысить то ность устройства эа счет эффекта вибрационной линеаризации сил сухого трения и люфта в исполнительном меха06б8 6 ренцирующий элемент, линейный усилитель сигнала и измеритель рассогла-сования, вычитающий вход которого

5 соединен с выходом измерителя углового положения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности отработки задания,в него введены генератор высокочастотных колебаний, два сумматора, усилитель-ограничитель и фильтр нижних час . т, выход измерителя рассогласования соединен с входом усилителя-ограничителя и входом линейного усилителя сигнала, подключенного выходом к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, связанного входом с выходом усилителя — ограничителя,вы20 ход первого сумматора через дифференцирующий элемент соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора высокочастотных колебаний, а вы25 ход соединен с входом усилителя постоянного тока, причем суммирующий вход измерителя рассогласования является входом электромеханического следящего привода, 164 ниэме, а также эа счет частичной линеаризации статической характеристики электродвигателя с исполнительным механизмом по скорости.

Полная линеаризация нелинейной статической характеристики электродвигателя с исполнительным механизмом по скорости, а также уменьшение составляющих ошибки, обусловленных динамичностью управляющих воздействий и ограничением по. располагаемому моменту двигателя в переходных режимах работы, достигается за счет введения в позиционный контур привода усилителя-ограничителя.

Формула изобретения

Электромеханический следящий привод постоянного тока, содержащий электродвигатель постоянного тока, связанный через ..механическую передачу с измерителем углового положения и выходом привода, усилитель постоянного тока, подключенный первым и вторым выходами соответственно к входу и выходу якорной обмотки электродвигателя постоянного тока, диффеСоставитель Н. Белинкова

Техред С.Мигунова Корректор Л.Бескид

Редактор Г.Федотов

Заказ .1264 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,,Гагарина, 101