Привод следящей системы

 

Изобретение касается управления и наведения подвижными объектами и может быть использовано в различных системах автоматического управления. Изобретение позволяет повысить точность и уменьшить энергопотребление привода следящей системы за счет уменьшения пульсаций характеристики момента датчика момента. Привод содержит блок управления, датчик угла и два датчика момента, статоры и роторы которых развернуты относительно друг друга на определенный угол. 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 В 11/01

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931065/24 (22) 25.04.91 (46) 15.08.93. Бюл. М 30 (71) Научно-производственное объединение прикладной механики (72) В.Н.Пантелеев (56) Белянский П.В., Сергеев Б.Г. Управление наземными антеннами и радиотелескопами. — M.: Сов. Радио, 1980.

Гейтс. Эйзенкум, Заремба, Келли. Астродатчик в прецизионном кардановом подвесе, "Вопросы ракетной техники", 1972, М 4, с.73-92;

Изобретение касается управления и наведения подвижными объектами и может быть использовано в различных системах автоматического управления.

Целью изобретения является. повышение точности следящей системы и снижение энергопотребления за счет уменьшения пульсаций характеристики момента и тем самым повышения крутизны восстанавливающей системы.

Поставленная цель достигается тем, что в приводе следящей системы, содержащей подвес и восстанавливающую систему, включающую в себя блок управления, датчик угла и один датчик момента, устанавливают по оси подвеса второй датчик момента, статор или ротор которого разворачивают относительно первого на угол. определяемый выражением:

4Рт (1) где P — количество пар полюсов датчика момента.

m — количество фаэ датчика момента.,, Ы„„1833829 А1 (54) ПРИВОД СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение касается управления и наведения подвижными объектами и может быть использовано в различных системах автоматического управления. Изобретение позволяет повысить точность и уменьшить энергопотребление привода следящей системы за счет уменьшения пульсаций характеристики момента датчика момента.

Привод содержит блок управления, датчик угла и два датчика момента, статоры и роторы которых развернуты относительно друг друга на определенный угол. 4 ил.

Что касается доказательства критерия

"существенные отличия", то в рамках доступных автору материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью отличительных признаков заявляемого решения, На фиг. 1 показан привод следящей системы. содержащий двухосный подвес 1 и восстанавливающую систему, включающую ,в себя датчик угла 2, два датчика момента 3, 4, установленных по оси подвеса и блок управления 5.

Восстанавливающая система работает следующим образом.

При воздействии возмущающих моментов на ось подвеса 1 появляется величина углового рассогласования Р относительно исходного положения. Сигнал Р, получаемый посредством датчика угла 2, поступает в блок управления 5, где формируется необ- ходимая логика включения и отключения фаз датчиков момента 3, 4.

Датчики момента 3, 4 развивают на оси подвеса момент, определяемый по формуле:

1833829

М = Кс Р . (2) где ф — величина углового рассогласования;

К вЂ” крутизна восстанавливающей системы.

Таким образом, восстанавливается исходное положение оси подвеса.

На фиг. 1 показана характеристика момента, развиваемого датчиками момента при сканировании оси подвеса на угол 75 .

На диаграмме: 1 — переменная составляющая момента первого датчика момента;

2 — переменная составляющая момента второго датчика момента; Н1 — нейтраль магнитодвижущих сил (МДС) одного датчика момента; Н вЂ” нейтраль магнитодвижущих сил (МДС) двух датчиков момента; Мнив момент в точке нейтрали МДС одного датчика момента; Мщ — момент в точке нейтрали

МДС двух датчиков момента.

Из диаграммы видно, что величина момента, развиваемого двумя датчиками момента, будет изменяться с наименьшим провалом, а частота переменной составляющей в два раза выше частоты изменения момента отдельного двигателя.

Например, если магнитоэлектрический датчик момента, имеющий 3 фазы беэ нулевого провода и восьмиполюсной магнит при токе 1А создает момент с амплитудой переменной составляющей более 1000 гс,см (см.фиг.За), то два датчика момента, установленных на одной оси подвеса и повернутых один относительно другого на угол 7,5 создают момент с амплитудой пульсаций суммарного момента, уменьшенной в 4 раза, т.е. 2500 гс,см (см.фиг.2).

Что касается обоснования угла между ротором и статором, то на фиг.1а представлены разрезы первого датчика момента (А—

А) и второго датчика момента (В-В).

Риска на роторе (см,фиг.4) соответствует максимуму МДС;

p — угол поворота статора второго датчика момента относительно статора первого датчика момента, На фиг. За показаны характеристики

МДС. развиваемых первым датчиком момента;

На фиг,Зб — характеристики МДС, развиваемых вторым датчиком момента.

Полупериод изменения МДС Т определяется по формуле;

360 360

Т -, — 45 (см,фиг,За), (3) где P — количество пар полюсов (в данном примере 4 пары полюсов).

Для трехфазного датчика момента смещение полупериодов изменения МДС определяется выражением: — — = 15 (см.фиг,3a — смещение

Т45 о

m 3 между включением 1-2 и 1-3 фаз), 5 где m — количество фаз датчика момента, Отсюда, для двух трехфазн ых восьмипо- люсных датчиков момента смещение полупериодов изменения МДС составляет;

Т 360 360 360

10 " 2Ж 2P2m 4Pm 443

=7,5 (4) что соответствует повороту статоров или роторов вышеупомянутых датчиков момента.

Для оценки крутизны восстанавливающей системы определяется, на сколько повысилась нижняя граница пульсаций на характеристике момента (см,фиг.2):

Л М Мн — Мн = 5750 гс,см—

-5000 гс.см = 750 нс.см (5) где Мн — момент в точке нейтрали характеристика момента от двух датчиков момента;

Мн — момент в точке нейтрали характеристика момента от одного датчика момен25 та

Тогда „100 ЛМ

6000 . 100 =12,5 (6)

Крутизна восстанавливающей системы в точках нижней границы пульсаций, определяемая выражением

К,= р-, повысилась на12,5 (7)

М

35 Отсюда статическая ошибка слежения, определяемая с помощью известной из теории автоматического регулирования формулы для систем с одиночной обратной связью:

Л= 1+К при Кс»1 (8)

"+Кс уменьшилась на 12,5,.

Известно, что Kc = Кд K5y ° (9) где Кд — коэффициент передачи датчика момента;

Key — коэффициент передачи блока управления, М

Но Кдм - —, где!-ток.датчика момента.

Т

Таким образом, для обеспечения требуемого момента необходим ток на 12,57,, меньший, что при ограниченной энергоемкости косм, летательного аппарата является

55 существенным.

Изобретение позволяет повысить крутизну восстанавливающей системы, уменьшить статическую ошибку слежения и снизить энергопотребление привода следящей системы.

1833829

/

Фиг. f

М,rC СМ

0000 k

Мн 5750

Мну 500 00

500

200

7000

Формула изобретения

Привод следящей системы, содержащий датчик угла и два датчика момента, установленные по оси подвеса, входы последних из которых подключены к выходу блока управления коммутацией и отключением фаз датчиков момента, входом соединенного с выходом датчика угла, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности,. статоры или роторы датчиков момента развернуты друг относительно друга

360 наугол ф= 4, где Р— количество полюсов датчика момента;

m — количество фаз датчика момента.

1833829

И, гс.си б000 g Ипсм б000

SO00 еоо

j 200

700

Составитель 8, Пантелеев

Техред M. Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор

Заказ 2684 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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