СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 1996 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к технике автоматического дистанционного управления объектом и может использоваться в приборах точной механики и оптики для обеспечения управления рабочим органом и в системах автоматического управления положением объекта.

Известны подобные приборы. Эти устройства, защищенные авторскими свидетельствами СССР NN 1203480 (G 05 B 11/01, опубл. 7.01.86 г.), 1413596 (G 05 B 11/01, опубл. 30.07.88 г.), 1439529 (G 05 B 11/01, опубл. 23.11.88 г.). Из известных устройств наиболее близким по техническому решению является устройство, на которое выдано а.с. N 1203480, это устройство является прототипом.

Эта следящая система работает следующим образом. Сигнал, пропорциональный заданному угловому положению объекта регулирования, с выхода задающего устройства поступает на вход элемента сравнения, где сравнивается с сигналом, поступающим с датчика обратной связи, пропорциональным текущему угловому положению объекта регулирования. Сигнал ошибки с выхода элемента сравнения поступает на вход усилителя (предварительный усилитель и усилитель мощности), где обрабатывается и усиливается до величины, необходимой для управления двигателем. Двигатель через редуктор разворачивает объект регулирования и связанные с ним датчик обратной связи и кулачок блока концевых выключателей. При подходе системы к конечным положениям кулачок блока концевых выключателей замыкает один из выключателей, в результате чего второй вход усилителя закорачивается, и двигатель переходит в режим динамического торможения.

Недостатком описанного устройства слежения является то, что оно работает только непосредственно при изменении сигнала, поступающего с задающего устройства, и не позволяет управлять объектом регулирования в программном режиме.

Целью настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего управлять объектом регулирования не только в режиме непосредственной отработки сигналов с задающего устройства, но и в программном режиме, позволяющем осуществлять быструю и точную отработку системы по заданным начальным условиям.

Поставленная цель достигается тем, что в следящее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель, двигатель, редуктор, объект регулирования, вход которого соединен с датчиком обратной связи и через блок концевых выключателей подключен к первому входу усилителя, и задающее устройство, дополнительно введены последовательно соединенные первый компаратор, первая схема НЕ, первая, вторая и третья схемы совпадения, реверсивный счетчик, дешифратор, датчик обратной связи индикатора, второй ключ, второй компаратор, вторая схема НЕ, четвертая, пятая и шестая схемы совпадения, причем выход шестой схемы совпадения подключен ко второму входу реверсивного счетчика, устройство переключения режимов работы, первый выход которого через третий ключ и тактовый генератор подключен ко вторым входам второй и пятой схем совпадения, второй выход через ключ (первый) связан со вторым входом усилителя, а третий выход подключен ко второму входу второго ключа, второй выход которого подсоединен к первому входу первого компаратора, причем вторые входы первого и второго компараторов подключены к выходу датчика обратной связи, выход первого компаратора дополнительно соединен со вторым входом четвертой схемы совпадений, а выход второго компаратора дополнительно соединен со вторым входом первой схемы совпадений, индикаторное табло, вход которого подключен к выходу дешифратора, выходы первой и второй схем НЕ подключены к третьему и второму входам первого ключа соответственно, первый выход задающего устройства соединен со вторым входом третьего ключа, а второй выход задающего устройства связан с четвертым входом первого ключа, второй выход третьего ключа подсоединен ко второму входу третьей схемы совпадений, а третий выход третьего ключа соединен со вторым входом шестой схемы совпадений.

На чертеже представлено следящая система.

Следящая система содержит усилитель 1, двигатель 2, редуктор 3, объект регулирования 4, блок концевых выключателей 5,первый ключ 6, датчик обратной связи 7, первый 8 и второй 16 компараторы, первую 9 и вторую 17 схемы (элементы) НЕ, 1 6 схемы совпадения (элементы И) 10,11,12,18,19,20, реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, индикаторное табло 15, тактовый генератор 21, датчик обратной связи индикатора 22, второй 23 и третий 25 ключи, устройство переключения режимов работы 24, задающее устройство 26.

Предлагаемая система работает следующим образом.

а) В режиме непосредственной отработки сигналов с задающего устройства.

Сигнал, пропорциональный заданному угловому положению объекта регулирования, с выхода задающего устройства 26 поступает на четвертый вход первого ключа 6. По команде с устройства переключения режимов работы 24, поступающей на первый вход первого ключа 6, сигнал проходит на усилитель 1, где усиливается по напряжению и мощности до величины, необходимой для управления двигателем 2. Двигатель 2 через редуктор 3 разворачивает объект регулирования 4 и связанные с ним датчик обратной связи 7 и кулачок блока концевых выключателей 5. Блок концевых выключателей 5 необходим для того, чтобы отключить двигатель 2 при подходе объекта регулирования 4 к конечным положениям. Сигнал с датчика обратной связи 7 поступает на вторые входы первого 8 и второго 16 компараторов. На первые входы этих компараторов через второй ключ 23 поступает сигнал с датчика обратной связи индикатора 22. Причем второй ключ 23 управляется устройством переключения режимов работы 24 таким образом, что на один из компараторов с датчика обратной связи индикатора 22 подается сигнал, соответствующий состоянию индикаторного табло 15, а на другой компаратор в это время подается сигнал, соответствующий следующему положению индикаторного табло 15. Осциллограммы напряжений на выходах первого 8 и второго 16 компараторов при вращении вала двигателя 2 по часовой стрелке приведены на фиг. 2 (в случае вращения вала двигателя 2 против часовой стрелки сигналы на первых входах первого 8 и второго 16 компараторов меняются местами).

В режиме непосредственной отработки сигналов с задающего устройства устройство переключения режимов работы 24 через третий ключ 25 запускает тактовый генератор 21. В зависимости от состояния выходов первого 8 и второго 16 компараторов выходные импульсы тактового генератора 21 поступают либо на вход прибавления единицы, либо на вход вычитания единицы реверсивного счетчика 13, в зависимости от различия в показаниях датчика обратной связи 7 и датчика обратной связи индикатора 22. Таким образом реверсивный счетчик 13 будет изменять состояние датчика обратной связи индикатора 22 до тех пор, пока его показания не совпадут с показаниями датчика обратной связи 7. При этом на индикаторном табло 15 появится информация, отражающая положение объекта регулирования 4.

б) Работа следящей системы в программном режиме.

В этом режиме устройство переключения режимов работы 24 через первый ключ отключает выход задающего устройства 26 от усилителя 1 и через третий ключ 25 подключает его ко вторым входам третьей 12 и шестой 20 схем совпадения, выключает тактовый генератор, устанавливая на его выходе напряжение, запирающее вторую 11 и пятую 19 схемы совпадения и запрещающее их работу от первых входов. Одновременно с помощью второго ключа 23 устройство переключения режимов работы 24 из напряжения датчика обратной связи индикатора 22 начинает формировать напряжение первых входов компараторов 8 и 16, отличающиеся друг от друга только на величину, определяемую мертвым ходом механических частей следящей системы (двигатель 2, редуктор 3). При работе в этом режиме информация с задающего устройства 26 через третий ключ 25, третью 12 или шестую 20 схемы совпадений, реверсивный счетчик 13 и дешифратор 14 поступает на индикаторное табло 15. Напряжение с датчика обратной связи индикатора 22, соответствующее информации, отображенной на индикаторном табло 15 через второй ключ 23 поступает на первые входы первого 8 и второго 16 компараторов, где сравнивается с сигналом датчика обратной связи 7, поступающим на вторые входы компараторов 8 и 16. Сигнал рассогласования с выходов компараторов 8 и 16 через первую 9 и вторую 17 схемы НЕ и первый ключ 6 поступает на вход усилителя 1. Усилившись в усилителе 1 по напряжению и мощности, этот сигнал при помощи двигателя 2 и редуктора 3 заставляет перемещаться объект регулирования 4 до тех пор, пока напряжение с датчика обратной связи 7, установленного на выходном валу редуктора 3 не сравняется с напряжением датчика обратной связи индикатора 22. При этом объект регулирования 4 займет положение, соответствующее информации, отраженной на индикаторном табло 15.

Использование: в технике автоматического дистанционного управления объектом, а именно, в приборах точной механики и оптики для обеспечения управления рабочим органом, в системах автоматического управления положением объекта. Сущность изобретения: для управления объектом как в режиме непосредственной отработки сигналов с задающего устройства, так и в программном режиме система содержит: усилитель, двигатель, редуктор, объект регулирования, блок концевых выключателей, датчик обратной связи, два компаратора, два элемента НЕ, шесть элементов И, реверсивный счетчик, дешифратор, индикаторное табло, тактовый генератор, датчик обратной связи индикатора, задающее устройство, устройство переключения режимов работы. 2 ил.

Следящая система, содержащая последовательно соединенные усилитель, двигатель, редуктор, объект регулирования, вход которого соединен с датчиком обратной связи и через блок концевых выключателей подключен к первому входу усилителя, и задающее устройство, отличающаяся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные первый компаратор, первый элемент НЕ, первый, второй и третий элементы И, реверсивный счетчик, дешифратор, датчик обратной связи индикатора, второй ключ, второй компаратор, второй элемент НЕ, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем выход шестого элемента И подключен к второму входу реверсивного счетчика, устройство переключения режимов работы, первый выход которого через последовательно соединенные третий ключ и тактовый генератор подключен к вторым входам второго и пятого элементов И, второй выход через первый ключ связан с вторым входом усилителя, а третий выход подключен к второму входу второго ключа, второй выход которого подсоединен к первому входу первого компаратора, причем вторые входы первого и второго компараторов подключены к выходу датчика обратной связи, выход первого компаратора дополнительно соединен с вторым входом четвертого элемента И, а выход второго компаратора соединен с вторым входом первого элемента И, индикаторное табло, вход которого подключен к выходу дешифратора, выходы первого и второго элементов НЕ подключены к третьему и второму входам первого ключа соответственно, первый выход задающего устройства соединен с вторым входом третьего ключа, а второй выход задающего устройства связан с четвертым входом первого ключа, второй выход третьего ключа подсоединен к второму входу третьего элемента И, а третий выход третьего ключа соединен с вторым входом шестого элемента И.