Позиционный электропривод Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 

С5

N 4:

о со

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования положения различных исполнительных механизмов, применяемых, например, в производстве интегральных микросхем, воло1сонно-оптических изделие, в установках по выращиванию . кристаллов, вытягиванию изделий из расплавов и т.д.

Известен электропривод позиционирования, содержащий последовательно соединенные эадатчик положения, сумматор, регулятор и двигатель, приводящий в движение по линейным Направляющим платформу с установленным на ней исполнительным органом,;полржение которого в пространстве контролируется 5 лазерным интерферометром. Для устранения влияния тре-/ ния на точность позиционирования используется воздушный подшипник, создаваемый за счет подачи сжатого воздуха между .полозьями и направляющими 13 .

Однако быстродействие данного привода, а следовательно, и его динаглическая точность невелики, так как масса подвижной платформы, динаютческое сопротивление которой приходится преодолевать двигателю, велика. Применение воздушного подшипника выдвигает повышенные требования к качеству изготовления направляющих и подвижной части, необходима также система воздухоснабжения и регулирования давления в воздушной подушке,

Наиболее близким к предлагаемому является позиционный электропривод, содержащий электродвигатель, сочлененный с подвижной платформой,якорная обмотка которого соединена с npeобразователем, последовательно занные задатчик положения, сумматор интегратор, усилитель и пьезоэлеменТ сочлененный свободным концом с исполнительным органом, а другим концом закрепленный на подвижной плат-форме, интерферометрический датчик положения исполнительного органа соединен своим выходом с вторым входом сумматора С2 .

Недостатком известного электропривода является наличие двух дат,чиков положения, каждый из которых должен иметь одинаковую и высокую точность, по крайней мере вдвое превышающую точность позиционировав ния в системе. Пьезоэлемент, жестко закрепленный одним концом на массивной платформе, обладает резко выраженными колебательными свойствами со слабым внутренним демпфированием колебаний. Его передаточная функция

у/ -I .

14Т,

В этом выражении Т мало Цт г т . С учетом обратной связи по положению исполнительного органа передаточная функция замкнутого контура регулиW -рования положения +7 р+т т р . . и -t и j2 и

0 . Б ЭТОМ выраженииTj - постоянная времени интегратора. Система описываемая передаточной функцией Wj, устойчива -только при выполнении условия Т Tj/T. Поскольку Ту ма ло, последнее условие выполняется только при больших значениях Т. Для исключения автоколебаний пьезоэлемента в указанной системе необходимо применять интегратор с боль0 той постоянной времени, что приводит к неоправданному затягиванию переходных процессов во времени. Таким образом, динамические возможности пьезоэлемента в указанной

5 системе недоиспользуются. Кроме того, перемещение платформы может.начинаться тогда, когда такОё перемещение можно избежать, т.е. тогда, когда Пьезоэлемент способен один

0 скомпенсировать ошибку,что также

приводит к снижению точности позиционирования в среднем.

Наконец переменное усилие нагруЭки, приложенное к исполнительному

5 органу,способно вызвать в описанной системе такие деформации пьезоэлемента, которые не могут быть скомпенсированы в контуре точного позиционирования вследствие, например, естест

0 венного насыщения усилителя. Возникающая при этом погрешность, как бы не- лика она не была, не будет отработана двигателем перемещения платформы. Цель изобретения - повышение

динамической точности позиционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в позиционный электропривод, содержащий электродвигатель, сочлененный с подвижной платформой,

якорная обмотка которого соединена с преобразователем, последователь-но связанные задатчик положения, сумматор, интегратор, усилитель и Пьезоэлемент, сочлененный свободным

концом с исполнительным органом, а другим концом закрепленный на подвижной платформе, интерферометрический датчик положения исполнительного органа, соединенный своим выходом с вторым входом сумматора, дополнительно введены дифференцирующее звено и нелинейное звено типа Зона нечувствительности, причем выход усилителя через нелинейное

звено соединен с входом преобразова

ПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электродвигатель, сочлененный с подвижной платформой,, якор ная обмотка которого соединена с преобразователем, последовательно связанные задатчик положения, сумма тор, интегратор, усилитель и пьезоэлемент, сочлененный свободным концом с исполнительным органом, а другим концом закрепленный на подвижной платформе, интерферометричес кий датчик положения исполнительного органа, соединенный своим выходом с вторым входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической точности позиционирования, в него дополнительно введены дифференцирующее и нелинейное звено типа Зона нечувствительности, причем выход i усилителя через нелинейное звено соединен с входом преобразователя, (Л а выход интерферометрического датчика положения исполнительного органа через дифференцирующее звено соединен с входом усилителя.