Обратимая следящая система Советский патент 1983 года по МПК G05B11/01 

Описание патента на изобретение SU1029137A1

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в дистанционно-управляе мых копирующих манипуляторах с активным отражением усилия. Известна обратимая следящая система, содержащая на задающей и исполнительной стороне сумматоры, блоки коррекции, датчики момента, электродвигатели и резисторы, а также переключатели и блок деления 11. Однако данная система имеет низкое качество регулирования при различных параметрах внешних воздействи Наиболее близким техническим решением к изобретению является система, содержащая последовательно соединенные первый усилитель и первы двигатель, с валом которого кинематически связаны первые датчики момента, положения и скорости, а также последовательно соединенные второй усилитель и второй двигатель с валом которого кинематически связаны вторые датчики момента, положения и скорости, а с выходом соединен вход датчика тока, причем выходы пер вого и второго датчиков момента подключены к соответствующим входам пер вого сумматора, а выходы первого и второго датчиков положения подключены к соответствующим входам второг сумматора, выходы датчика тока и вто рого датчика скорости подключены соответственно к первому и второму входам блока деления, выход которого подключен к входу интегратора 2. Известная система имеет лучшие качественные показатели работы за счет синтезированной квазиоптимальной коррекции однако и в ней ваблюдается существенное ухудшение качества работы при изменении параметров нагрузки и, в частности, -параметра, характеризующего момент инерции нагрузки. Целью изобретения является повышение точности системы. Поставленная цель достигается тем, что система содержит третий сумматор, первый, второй третий,четвертый , пятый, шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементы, а также первый, второй, третий, четвертый пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки умножения, причем первый вход третьего сумматора подключен к выход интегратора, второй вход - к выходу источника опорного сигнала, а выход к входам первого, второго, третьего четвертого,.пятого, шестого, седьмого и восьмого нелинейных элементов, выходами соединенных с первыми входа ми соответствующих блоков умножения, вторые входы первого, втдрого, треть го и четвертого блоков умножения под ключены к выходам первого сумматора, второго сумматора, первого датчика скорости и второго датчика скорости соответственно, а выходы - к соот.ветствующим входам первого усилителя, вторые входы пятого, шестого, седьмого и восьмого блоков умножения соединены с выходами второго датчика скорости-, первого датчика скорости, первого сумматора и второго сумматора соответственно, а выходы с соответствующими входами второго усилителя. На чертеже представлена функциональная схема системы. Система содержит первый усилитель 1, первый двигатель 2, датчик 3 момента, первый датчик 4 положения, первый датчик 5 скорости, второй усилитель 6, второй двигатель 7, второй датчик 8 момента, второй датчик 9 положения, второй датчик 10 скорости, датчик 11 тока, первый сумматор 12, второй сумматор 13, блок 14 деления, интегратор 15, третий сумматор 16, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементы 17 - 24 соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки 25 - 32 умножения соответственно, источник 33 опорного сигнала. Кроме того, на схеме введены обозначения: и и 2- соответственно управляющие воздействия на первый и второй двигатели 2 и 7; ot p ol -координаты валов соответственно первого и второго двигателей 2 и 7; У.ап Э;„-скорости вращения валов соответственно перв ого и второго двигателей 2 и 7; й- ускорение вращения вала второго двигателя 7; 3„ , моменты инерции нагрузки и ротора второго двигателя 7 с вращающимися частями кинематической передачи; М , М --моменты оператора и нагрузки пр1шоженные соответственно к первому и второму двигателям 2 и ответственно рассогласование выходных валов первого и второго двигателей 2 и 7 и ошибка в ощущении iоператором внешних моментов. Система работает следующим образом. При появлении на валу первого или второго двигателей 2 и 7 момента MQ или М и при соответствующем изменении координат или d- на выходах первого и второго сумматоров 12 и 13 появляются сигналы, которые, усиливаясь, поступают на входы первого и второго двигателей 2 и 7. В результате на первом (задающем) двигателе 2 воспроизводится момент, развиваемый на втором исполнительном )двигателе ,7 с ошибкой а,,и оба

двигателя 2 и 7 начинают вращаться в одну сторону, стремясь свести к нулю величину .рассогласования с.

Величины ошибок сЛ и с/ существенно возрастают при работе .системы с различными грузами, имеющими различную величину Зц , отличную от номинальной J.В результате возникает необходимость автоматической подстройки в процессе работы системы параметров синтезированной при коррекции, если 3 начинает отличаться от номинальното значения

При синтезе параметров (коэффициентов усиления )обратных связей пр различных значениях D выявлено, что для обеспе.чения высококачественной работы системы с точки зрения Минимизации ошибок «У и с необходимо изменять все параметры (коэффициенты усиления )обратных связей при изменении 3ц , причем зависимость числовых значений коэффициентов-усиления обратных связей системы от 0 имеет, вид монотонной нелинейной ФУН.КЦИИ l(-i fij(3j,) , гдеК|-- Коэффициенты усиления обратных связей системы, i - обозначение номера входа системы (f 1,2 ), j- обозначение номера фазовой координаты (может иметь значение 1, 2, 3, 4 ).

Для осуществления коррекции системы с изменяющимися в зависимости от величины 3 коэффициентами усиления обратных связей необходимо все коэффициенты усиления К;: „Д1 , рассчитанные при 3„„од,,и реализо- , ванные в системе (в усилителях 1 и 6 ), домножить на нормированные нелинейные функции вида номФункции j ( рассчитывшотся заранее в процессе синтеза системы.

Реализация нелинейной функции jf j:(3j, )осуществляется с помощью блока-14 деления, интегратора 15 и третьего сумматора 16.

Известно, что скорость электродвигателя (oL) является функцией тока 1 его якорной обмотки, т.е.

.

и

где Kjv, - моментный коэффициент. Величина i; измеряется датчи-

ком 11 тока, а о.„- вторым датчиком

10 скорости.

После делення сигнала 1л. на сиг налон на выходе блока 14 деления появт

ляется сигнал,равный величине

который,пройдя через интегратор 15 с коэффициентом- усиления « , позволяет получить на выходе последнегоис комый сигнал ; . После вычитания

0 в сумматоре 16 из J|- постоянной величины 2 сигнал, пропорциональный величине J, который и подается на выходы всех нелинейных элементов 17-24, .а сигнал с нелиней--5 ных элементов после перемножения с основными сигналами осуществляет коррекцию Ку „Q,,B зависимости от текущего значения величины . Таким образом, при изменении 3 .

Q в процессе- работы системы происходит автоматическая подстройка всехкоэффициентов обратных связей системы с -помощью нелинейных элементов 17 24, реализующих функции вида fyp)/Kj., и блоков 25 - -32 умножения. Нелинейное изменение всех коэффициентов усиления обратных связей оруществляется по сигналу 3 , который вырабатУвается с помощью блока 14 деления, интегратора 15 и сумматора 16.

0 Применение изобретения позволяет за счет автоматической коррекции при изменении момента инерции нагрузки повысить точностные показатели обратимой следящей систеМы.

Похожие патенты SU1029137A1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ ПОДВОДНОГО РОБОТА 2001
  • Филаретов В.Ф.
  • Лебедев А.В.
  • Юхимец Д.А.
RU2209718C2
АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ ПОДВОДНОГО РОБОТА 2002
  • Юхимец Д.А.
  • Филаретов В.Ф.
RU2215318C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ ПОДВОДНОГО РОБОТА 2000
  • Лебедев А.В.
  • Филаретов В.Ф.
RU2191106C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ ПОДВОДНОГО РОБОТА 1999
  • Филаретов В.Ф.
  • Лебедев А.В.
  • Юхимец Д.А.
RU2147985C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖИТЕЛЕМ ПОДВОДНОГО РОБОТА 1999
  • Лебедев А.В.
  • Филаретов В.Ф.
  • Дыда А.А.
RU2147001C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДВОДНЫМ РОБОТОМ 2003
  • Лебедев А.В.
  • Филаретов В.Ф.
RU2230654C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ДВИЖЕНИЕМ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ 2013
  • Филаретов Владимир Федорович
  • Юхимец Дмитрий Александрович
RU2523186C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ДВИЖЕНИЕМ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ 2013
  • Филаретов Владимир Федорович
  • Юхимец Дмитрий Александрович
RU2523187C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ДВИЖЕНИЕМ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ 2013
  • Филаретов Владимир Федорович
  • Юхимец Дмитрий Александрович
  • Кацурин Алексей Анатольевич
RU2522855C1
УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ 2010
  • Филаретов Владимир Федорович
  • Юхимец Дмитрий Александрович
RU2453891C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 029 137 A1

Реферат патента 1983 года Обратимая следящая система

ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА, содержащая последовательно соё диненные первый усилитель и первый двигатель , с валом которого кинемай чески связаны первые датчики момента, положения и скорсюти, а. также . последовательно соединенные второй усилитель и второй двигатель, с валом которого кинематически связаны вторые датчики момент, положения и скорости, а с выходом соединен вход датчика тока, причем .выходы первого и второго-датчиков момента подключены к соответствующим входам первого сумматора, а выходы первого и второго датчиков положения подключены к соответствуйщйм входам вторр го сумматора,, выходы датчика тока и : второго датчика скорости подключены соответственно к первому и второ,му входам блока деления, выход кЬторого подключен к входу интегратора, otт л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит третий сумматор, первый , второй, третий, четвертый, , шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементы, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки умНОЖ6ЯИЯ, причем первый вход третье,го сумматора подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу источника опорного сигнала, а вьоход к входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого нелинейных элементов, выходами соединенных с первыми вхрдами соответствующих блоков ножения, вторые входы первого, вто- . рого, третьего и четвертого блоков умножения подключены к выходам первого сумматора, второго сумматора, iz первого датчика скорости и-второго « датчика скорости соответственно, а выходы - к соответствующим, входам первого усилителя, вторые входыпяьо того, шестого, седьмого и восьмого блоков умножения соединены с выхоф дами второго датчика скорости, .пер-: вого датчика скорости, первого сумматора и второго сумматор соотOD ветственно, а выходы - с соответст.вующими входами вторрго усилителя.

SU 1 029 137 A1

Авторы

Филаретов Владимир Федорович

Даты

1983-07-15Публикация

1982-01-11Подача