Потенциометрическая следящая система

 

267722

E О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19.111.1969 (№ 1312906/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 02.1Ч.1970. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 4Л III.1970

Кл. 21с, 46/50

21с, 46/05

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК б 051т 11/06

G 05b ll/06

УДК 621.316.71-503.53 (088.8) Авторы изобретения

Н. Г. Ахметов, T. С. Черватюк и Б. С. Валовенко

Заявитель

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области преобразования электрических величин в угол поворота вала с помощью следящих систем.

Известны потенциометр ические следящие системы, содержащие сравнивающее устройство, усилитель, двигатель и потенциометр обратной связи с ограниченным сектором выдачи сигналов.

Недостатком известных потенциометрических следящих систем является ограниченность диапазона угла поворота выходного вала. Это обусловлено тем, что потенциометры однооборотные и многооборотные вырабатывают сигнал в ограниченном диапазоне угла поворота, и сравнение входного задающего напряжения и напряжения обратной связи возможно лишь в диапазоне, ограниченном одним или несколькими оборотами вала. В случаях, когда в результате цреобразования требуется получать на выходе угол поворота, который может изменяться в неограниченном диапазоне и в любую сторону, применяют более сложные устройства, чем потенциометрические следящие системы.

Предлагаемая следящая система отличается .тем, что на выходном валу установлено и. потенциометров, щетки которых подключены к коммутационному устройству на и каналов, причем подвижной контакт последнего соединен со сравнивающим устройством.

Это позволяет увеличить диапазон угла поворота выходного вала.

В простейшем варианте предлагаемого устройства в следящей системе устанавливают два потенциометра обратной связи и переключатель на два положения.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемой потенциометрнческой следящей системы; на фиг. 2 — схема взаимного расположения элементов потепциометров в проекции вдоль оси выходного вала; на фнг. 3 — зависимость входного напряжения слсдягцей системы от заданного угла поворота; на фиг. 4 — напряжения, сн11маемые с потенцнометров в зависимости от угла поворота выходного вала системы.

На вход блока 1 поступают сравниваемые напряжения: входное напряжение U„и напряжение обратной связи У„ с выхода пе20 реключателя 2. Сигнал рассогласования ЛУ поступает на вход усилителя 8, с выхода которого — на исполнительный орган 4. С выходным валом 5 следящей системы механически связаны оси потенциометров б и 7. Щетки

2ч потенциометров б и 7 соединены соответственно и раздельно с неподвижными контактами пер тор

Каж

30 или

267722

65 ше 2л, так что щетка потенциометра совершает часть оборота относительно оси, не снимая напряжения с сектора намотки. Секторы

8 и 9 потенциометров б и 7 развернуты один относительно другого на угол л, а начало одного из потенциометров совмещено с началом отсчета угла поворота вала 5, как изображено на фиг. 2. Оставшиеся участки с каждого конца сектора (участки перекрытия) превышают по величине максимальную динамическую ошибку следящей системы. Щетки 10 и 11 потенциометров б и 7 движутся синхронно. Сектора 8 и 9 запитаны эталонным напряжением U .

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 5 напряжения U, U с выходов потенциометров б, 7 изменяются так, как показано на фиг. 4. При любом положении вала 5 снимается выходное напряжение с какого-либо одного потенциометра б или 7, причем имеются участки одновременного съема выходных напряжений с двух потенциометров. Это позволяет с помощью переключателя

2 подавать на вход блока 1 напряжение U „ при любом значении угла р, поворота вала 5 следящей системы. При наличии задающего напряжения UÇÿä с зависимостью от угла ср3ядф представленной на фиг. 3, и наличии сигнала на переключателе 2, изменяющегося в соответствии с изменением характера зависимости

U„, например, с возрастания на убывание или наоборот, предложенное устройство дает возможность сравнивать Uäÿä и U, â неограниченном диапазоне срэад

При наличии указанных условий предложенное устройство работает следующим образом, При изменении р„,, например, в сторону, указанную на фиг. 2 стрелкой, напряжение

U„возрастает. При этом на переключатель

2 поступает сигнал на подключение ко входу блока 1 выхода потенциометра 7, который вырабатывает напряжение Уь возрастающее с изменением срс. При изменении cp„, угол несколько отстает, в результате чего образуется отличный от нуля сигнал рассогласования ЛУ, приводящий в движение следящую систему.

В момент перехода р„„через значение л напряжение U„, убывает скачком, а подаваемый на переключатель 2 управляющий сигнал изменяется так, что ко входу блока 1- подключается выход потенциометра б, в результате чего U, íà входе блока 1 также убывает скачком на ту же величину. Знак и величина сигнала ЛУ не изменяются, и следящая система продолжает отслеживать заданный угол.

Вследствие динамического запаздывания щетки 10 и 11 в момент переключения еще не подошли к точкам с, т поэтому щетка 11 потенциометра б подключается ко входу блока 1, еще находясь вне среднего участка l — т сектора 9, однако наличие участка перекрытия т — n обеспечивает поступление на вход блока 1 напряжения U,,необходимой величины.

По достижении р„„значения 2л напряжение снова убывает скачком, а сигнал У„на переключатель 2 изменяется таким образом, что ко входу блока 1 оказывается подключенным потенциометр 7. Знак и величина сигнала рассогласования ЛУ при этом переключении также остаются неизменными, и вал 5 после выполнения одного оборота продолжает вращаться в ту же сторону, что обеспечивает возможность отработки ср „, в неограниченном диапазоне.

Предлагаемая потенциометрическая следящая система реализована для случая отработки произвольно изменяющегося угла поворота, задаваемого цифровой вычислительной машиной в виде кода, который, преобразуясь далее преобразователем «код-напряжение», подавался на вход блока 1 в виде напряжения У„„ представленного на фиг. 3. Сигнал У„ на переключатель 2 вырабатывался в ЦВМ по специальной программе и выдавался в виде равнополярного напряжения на реле, которое использовалось в качестве переключателя 2.

Описанное устройство может быть выполнено в нескольких вариантах. В частности, зависимость напряжений U>, U> снимаемых с потенциометров б и 7, может быть достигнута сдвигом щеток 10 относительно щеток 11 на л с одинаковым расположением секторов 8 и 9 относительно начала отсчета. Число потенциометров и может быть более двух. Соответственно переключатель 2 должен иметь и положений, напряжение U, должно претерпевать в периоде 2л угла ц и скачков, а переключение потенциометров должно происхогк дить в моменты достижения ср значений — К и

К, где К=О, 1, 2.... При необходимости осуществить отработку ср в диапазоне ограниченном, но большем, чем диапазон выдачи сигнала одного потенциометра, можно установить и потенциометров с таким расчетом, чтобы их секторы, перекрываясь, заполнили необходимый диапазон ср.

Показанная на фиг. 4 зависимость напряжений, используемых для построения U íà входе блока 1, может быть достигнута одним потенциометром с сектором больше л и с двумя изолированными щетками, развернутыми на угол л. Соответственно при числе и большем двух, такой потенциометр должен г иметь сектор больше — и и щеток, располоп

2 женных под углами — . л

Предмет изобретения

Потенциометрическая следящая система, содержащая сравнивающее устройство, усилитель, двигатель и потенциометр обратной связи с ограниченным сектором выдачи сигналов, отличающаяся тем, что, с целью неограниченного увеличения диапазона угла поворота выходного вала, на нем установлено и

267722 потенциометров, щетки которых подключены к коммутационному устройству на и каналов, причем подвижной контакт последнего соединен со сравнивающим устройством.

267722 ие. Ф

Составитель 3. Маркова

Редактор Л. А, Утехина Техред Л. Я. Левина Корректор М. П. Ромашова

Заказ 1885111 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2