Система управления двухкоординатного объекта

Авторы патента:

G05B19/18 - числовое управление, т.е. автоматически действующие устройства, в частности станки, например при обеспечении производственно-технических условий, таких как выполнение позиционирования, перемещения или координируемых операций с помощью программируемых данных в числовой форме (G05B 19/418 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2582858:

Оралова Ольга Андреевна (RU)

Изобретение относится к управлению фрезерными станками. Технический результат - повышение точности и производительности станков. Для этого предложена система управления, которая содержит программатор, первое устройство сравнения, первый привод, третье устройство сравнения, второй привод. При этом в системе первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам программного управления двухкоординатных объектов, например, фрезерных станков.

Известны системы с эталонными моделями [Борцов Ю.А. и др. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1984], в которых обеспечивается приближение характеристик системы управления к характеристикам эталонной модели за счет сравнения их выходных координат и воздействием полученной разностью через корректирующее устройство на систему.

Известны системы программного управления [Беляев А.Н. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Замкнутые системы числового программного управления контурным режимом металлорежущих станков». Ленинградский политехнический институт, 1988], работающие по разомкнутому и замкнутому циклу, в результате анализа которых утверждается преимущество в точности систем, замкнутых по контурной ошибке. Недостатками этих систем является наличие существенных ошибок, порожденных неидентичностью характеристик приводов координат и невозможность их сохранения при сколь угодно точной начальной настройке из-за их изменения в процессе работы. В разомкнутых системах ошибки порождаются также отличием от единицы коэффициентов передач приводов при обработке произвольных траекторий движения объекта.

Решаемая задача - уменьшение контурной ошибки при отработке произвольных траекторий.

Технический результат - повышение точности и увеличение производительности станков.

Этот технический результат достигается тем, что в системе управления двухкоординатного объекта, содержащем программатор, первый выход которого связан с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого привода, второй выход программатора соединен с первым входом третьего устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом второго привода объекта. Система отличается тем, что первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода.

На фиг. 1 приведена схема системы управления двухкоординатного объекта.

Система содержит программатор (1), первый выход которого соединен с первым входом первого устройства сравнения (2), второй вход которого соединен с выходом первого привода (3) объекта. Первый выход программатора (1) соединен также с входом первой эталонной модели (4), выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения (5), второй вход которого соединен с выходом привода (3). Выход устройства (5) через первое корректирующее устройство (6) соединен с первым входом первого суммирующего устройства (7), второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения (2). Выход устройства (7) соединен с входом первого привода (3).

Второй выход программатора (1) соединен с первым входом третьего устройства сравнения (8), второй вход которого связан с выходом второго привода (9) объекта. Второй выход программатора соединен также с входом второй эталонной модели (10), выход которой соединен с первым входом четвертого устройства сравнения (11), второй вход которого связан с выходом второго привода (9). Выход устройства (11) через второе корректирующее устройство (12) соединен с первым входом второго суммирующего устройства (13), второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения (8), а выход соединен с входом второго привода (9).

Система управления двухкоординатного объекта работает следующим образом (фиг. 1). С первого выхода программатора (1) на первый вход первого устройства сравнения (2) поступает сигнал, пропорциональный заданному х_з перемещению объекта по координате x. На второй вход устройства сравнения (2) поступает сигнал х_и, пропорциональный истинному перемещению объекта по координате x с выхода первого привода (3).

Одновременно с первого выхода программатора (1) сигнал х_з поступает на вход первой эталонной модели (4), с выхода которой сигнал поступает на первый вход второго устройства сравнения (5), на второй вход которого поступает сигнал х_и с выхода привода (3). С выхода устройства (5) через первое корректирующее устройство (6) сигнал поступает на первый вход первого суммирующего устройства (7), на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого устройства сравнения (2). С выхода устройства (7) сигнал поступает на вход первого привода (3).

В итоге на выходе привода (3) координаты х формируется сигнал

где W_x - передаточная функция привода (3),

W_мх - передаточная функция эталонной модели (4),

W_мох - передаточная функция корректирующего устройства (6),

- передаточная функция замкнутого привода (3).

При W_мох>>1 будет x_и≅x_з·W_мх. При выборе W_мх≅1 будет x_и≅x_з.

Одновременно с второго выхода программатора на первый вход третьего устройства сравнения (8) поступает сигнал, пропорциональный заданному y_з перемещению объекта по координате y. На второй вход третьего устройства сравнения (8) поступает сигнал y_и, пропорциональный истинному перемещению объекта по координате y с выхода второго привода (9).

Одновременно со второго выхода программатора (1) сигнал y_з поступает на вход второй эталонной модели (10), с выхода которой сигнал поступает на первый вход четвертого устройства сравнения (11), на второй вход которого поступает сигнал y_и с выхода привода (9). С выхода устройства (11) через второе корректирующее устройство (12) сигнал поступает на первый вход второго суммирующего устройства (13), на второй вход которого поступает сигнал с выхода третьего устройства сравнения (8). С выхода устройства (13) сигнал поступает на вход второго привода (9).

В итоге на выходе привода (9) координаты у формируется сигнал

где W_у - передаточная функция привода (9),

W_му - передаточная функция эталонной модели (10),

W_моу - передаточная функция корректирующего устройства (12),

- передаточная функция замкнутого привода (9).

При выборе W_моу>>1 будет y_и≅y_з·W_му. При W_му≅1 будет y_и≅y_з.

При W_мх=W_му=W_м и равном единице в области рабочих частот коэффициенте передачи эталонной модели получаем идентичные передаточные функции приводов координат и максимально точное воспроизводство заданных значений x_з и y_з, то есть минимальную контурную ошибку системы без ее замыкания по контурной ошибке при любом способе интерполяции и воспроизводстве любой траектории перемещения объекта.

Таким образом, в разомкнутой системе достигается идентичность приводов, приближение их характеристик к единице в области рабочих частот, повышение точности и увеличение производительности станков.

Система управления двухкоординатного объекта, содержащая программатор, первый выход которого связан с первым входом первого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого привода, второй выход программатора соединен с первым входом третьего устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом второго привода объекта, отличающаяся тем, что первый выход программатора связан с входом первой эталонной модели, выход которой соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого связан с выходом первого привода, а выход через первое корректирующее устройство соединен с первым входом первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого устройства сравнения, а выход первого суммирующего устройства соединен с входом первого привода, второй выход программатора соединен с входом второй эталонной модели, выход которой связан с первым входом четвертого устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго привода, а выход через второе корректирующее устройство соединен с первым входом второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом третьего устройства сравнения, а выход второго суммирующего устройства связан с входом второго привода.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при клепке криволинейных панелей в автоматическом режиме. Производят выравнивание поверхности криволинейной панели в зонах клепки путем ее ориентирования по нормали к оси силовой головки сверлильно-клепального автомата.

Устройство передачи управления // 2551795

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для использования в системах управления испытательных машин с электрогидравлическим следящим приводом.

Способ позиционирования асинхронного электропривода // 2544004

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для позиционирования асинхронных электроприводов общепромышленных механизмов, в том числе электроприводов подъемных машин, металлообрабатывающих станков с числовым программным управлением и других механизмов, где требуется точное позиционирование рабочего органа.

Способ информационного обеспечения робототехнического комплекса // 2538322

Изобретение относится к дистанционно-управляемым боевым роботизированным комплексам. Технический результат заключается в повышении надежности информационного обмена между составными частями дистанционно-управляемого боевого роботизированного комплекса.

Устройство обеспечения безопасности технологических процессов // 2536368

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано при управлении техническими объектами различного назначения. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства на основе технической реализации алгоритма последовательного применения в аварийной ситуации нескольких альтернативных кодов команд управления и способа назначения выбранной очередности применения альтернативных кодов команд управления, в зависимости от конкретного технологического процесса.

Моделирующий комплекс для станков с чпу // 2438156

Изобретение относится к системам числового программного управления (ЧПУ) станками. .

Устройство обработки информации, способ управления устройством обработки информации, компьютерная программа и среда хранения // 2402080

Изобретение относится к устройствам обработки информации для обработки данных, полученных от внешнего устройства посредством сети. .

Способ поддержания предельно допустимых технологических режимов // 2379737

Изобретение относится к способам регулирования технологических режимов, в частности режимов механической обработки с наложением ультразвуковых колебаний на заготовку, и может быть использовано в машиностроении для автоматического поддержания допустимых технологических процессов через изменение режимов обработки на станках с ЧПУ.

Программирующее устройство и способ программирования // 2362200

Способ управления процессом выходного контроля термоморегуляторов // 2338234

Изобретение относится к области испытаний и выходного контроля терморегуляторов с чувствительными манометрическими элементами, включающими термобаллон и сильфон, заполненный парожидкостной смесью, и предназначен для оценки функционирования терморегуляторов типа датчик-реле.

Самонастраивающийся электропривод // 2592036

Изобретение относится к самонастраивающейся системе управления электроприводом. Самонастраивающийся электропривод содержит последовательно соединенные первый сумматор, корректирующее устройство, усилитель, электродвигатель, связанный непосредственно с датчиком скорости и через редуктор - с датчиком положения. Выход датчика положения подключен к первому входу первого сумматора. Второй вход сумматора соединен с входом устройства. Второй сумматор, первый интегратор, третий сумматор и второй интегратор последовательно соединены. При этом первый вход второго сумматора соединен с выходом датчика скорости. Второй вход третьего сумматора подключен к выходу датчика положения, а выход - ко второму входу второго сумматора и входу второго интегратора. Выход второго интегратора соединен с третьим входом первого сумматора. Технический результат заключатся в обеспечении работоспособности электропривода при дефектах датчика положения. 1 ил.

Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота // 2593735

Изобретение относится к самонастраивающейся системе управления электроприводом. Самонастраивающийся электропривод манипуляционного робота содержит электродвигатель, редуктор, датчики положения и скорости, сумматоры, блоки умножения, задатчики сигнала, квадраторы, дифференциатор и функциональные преобразователи: синусные и косинусные. В изобретении дополнительные блоки, а также соответствующие связи обеспечивают полное постоянство динамических свойств рассматриваемого электропривода ко всем приложенным к нему моментным воздействиям. Технический результат заключается в точной компенсации вредных переменных моментных воздействий на электропривод манипулятора. 2 ил.

Способ управления по меньшей мере двумя роботами, имеющими соответствующие рабочие пространства, включающие в себя по меньшей мере одну общую область // 2593816

Изобретение относится к способу управления роботами (3, 4) с соответствующими рабочими пространствами, включающими по меньшей мере одну общую область, с обеспечением управления движениями роботов и предотвращения контакта между ними в их общей области. Рабочее пространство каждого робота моделируют с учетом присутствующих в нем объектов посредством определения одной или более областей контакта. Области контакта классифицируют на три категории: запрещенные области, в которых присутствие робота всегда запрещено, отслеживаемые области, в которых присутствие робота допустимо, при этом робот отправляет сигнал центральному блоку (7) управления при входе и выходе из отслеживаемой области, и смешанные области, меняющиеся между статусом отслеживаемой области и статусом запрещенной области. Предусмотрено отправление каждым роботом блоку (7) первого выходного сигнала, когда он собирается войти в смешанную область, и второго выходного сигнала для предупреждения входа/присутствия, когда он входит в смешанную область. Статус смешанных областей изменяется динамически для каждого робота во время его функционирования. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Управление окружающим светом // 2597983

Изобретение относится к устройству управления для использования в системе управления окружающим светом для управления окружающим светом, поступающим в пространство через отверстие. Технический результат заключается в создании устройства управления для управления окружающим светом, поступающим в пространство через отверстие. Результат достигается тем, что блок (11) прогнозирования окружающего света обеспечивает значения прогноза окружающего света, которые представляют собой прогнозы свойства окружающего света в отверстии (2). Блок (12) регулирования окружающего света обеспечивает в различные моменты времени регулирования окружающего света сигнал регулирования окружающего света в зависимости от значений прогноза окружающего света для предстоящего периода времени прогноза окружающего света. Сигнал регулирования окружающего света выполнен с возможностью использовать элемент (22) преобразования окружающего света для изменения поступления окружающего света в пространство (1) через отверстие (2). Учитывая спрогнозированные условия окружающего света в отверстии (2), необходимые регулировки могут быть выполнены в разнесенные по времени моменты времени регулирования окружающего света. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Сверлильно-клепальный автомат для клепки криволинейных панелей // 2626520

Изобретение относится к сверлильно-клепальному оборудованию и может быть использовано при клепке криволинейных панелей. Автомат содержит верхнюю силовую головку, поддерживающе-выравнивающее устройство для панели, систему управления и три датчика-дальномера для измерения расстояния до поверхности панели. Датчики-дальномеры имеют возможность синхронного поворота на заданный угол в вертикальной плоскости, проходящей через ряд клепки, посредством механизмов синхронного поворота. В автомате предусмотрены блок управления упомянутыми механизмами, усилитель сигналов и цифровой аналоговый преобразователь. Датчики-дальномеры обеспечивают одновременное измерение расстояния до поверхности панели и передачу измеренных значений через цифровой аналоговый преобразователь, усилитель и блок управления в систему управления. Блок управления связан интерфейсом обратной связи с механизмами поворота для обеспечения поворота датчиков-дальномеров на заданный угол. В результате повышается точность выравнивания панели относительно оси силовой головки при ее позиционировании на шаг клепки. 2 ил.

Конструкторско-технологический комплекс для разработки изделий и управляющих программ для изготовления деталей изделия на станках с чпу на основе 3d моделей // 2640383

Изобретение относится к автоматизированным системам разработки конструирования изделий, автоматизированным системам технологических процессов и станкам с числовым программным управлением. Согласно изобретению в моделирующий комплекс для станков с ЧПУ введены: блок разработки изделий на основе 3D модели, блок формирования геометрической информации траектории деталей на основе 3D модели, блок формирования информационной базы данных технологических параметров, блок формирования геометрической информации технологических параметров детали, блок формирования управляющих программ, блок регистрации предельных отклонений для фиксированных точек по координатам детали, блок регистрации предельных отклонений для фиксированных точек по координатам траектории детали от технологических параметров, блок коррекции геометрических параметров управляющей программы, блок коррекции технологических параметров управляющей программ. В результате создан конструкторско-технологический комплекс, позволяющий на одном рабочем месте разрабатывать как конструкцию изделия, так и технологию изготовления деталей, входящих в данное изделие. 2 ил.

Способ и устройство местного или дистанционного управления прибором в технологической системе // 2640672

Изобретение относится к управлению технологическим процессом. Система управления технологическим процессом содержит: периферийное устройство управления состоянием процесса; беспроводный датчик контроля процесса на возникновение события; систему дистанционного управления, удаленную от периферийного устройства и включающую в себя первый контроллер, первую память, первый процессор и первый модуль беспроводного обмена данными. Также имеется система местного управления, включающая беспроводное устройство вывода, содержащее местный контроллер, местную память, местный процессор и местный модуль беспроводного обмена данными. Первый контроллер дополнительно предназначен для настройки местного модуля управления с целью регулирования местной уставки. Снижается временная задержка управления. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.