Обратимая следящая система Советский патент 1987 года по МПК G05B11/00 B25J13/00 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании диета нционно-управляемых копирующих манипуляторов.

Цель изобретения - повышение точности системы за счет исключения многократного преобразования сигналов из импульсной формы в аналоговую.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы; на фиг. 2 - зависимость относительной длительности сигналов датчика положения; на фиг. 3 - временные диаграммы.

Система содержит задающую 1 и исполнительную 2 стороны, чувствительные элементы 3 и 4, коммутатор 5, электродвигатель 6, ротор 7, блоки 8-10 сравнения, генератор 11, логический блок 12, инверторы 13-17, элементы И 18-21, сумматор 22, делитель 23 частоты, одновибраторы 24-27, элементы И 28-32, элемент ИЛИ 33 и датчик 34 положения.

Устройство работает следующим образом.

Чувствительные элементы 3 и 4 датчика 34 положения электродвигателя 6 вырабатывают синусоидальный 1/3 и косинусо- идальный V4 законы изменения длительности т их выходных сигналов при повороте на угол я вала ротора 7 датчика 34 (на фиг. 2 пунктиром). Эти сигналы усиливаются полупроводниковым коммутатором 5, имеющим управляющий вход, и поступают на электродвигатель 6 создавая вращающий момент, величина которого регулируется путем подачи на управляющий вход щиротно- импульсного сигнала. Сигналы чувствитель-. ных элементов 3 и 4 поступают на входы первого блока 8 сравнения длительности импульсов, второго 9 и третьего 10 блоков сравнения длительности импульсов, на другие входы которых подается импульс с генератора 11, запускаемого от чувствительного элемента 3. Длительность этого импульса равна 35 (фиг. 2).

Блоки 8-10 сравнения длительности импульсов выявляют соотношения длительностей сигналов УЗ и У4 чувствительных элементов 3 и 4 и импульса 35 генератора 11. В зависимости от этого соотношения дешифратор, состоящий из трех инверторов 15-17 и четырех элементов И 18-21, генерирует на одном из выходов последний единичный сигнал, поступающий на входы логического блока 12 (элементы 2И-2И-2И-2И-ИЛИ) и на входы элементов И 30-32. Так, на участке О-90° , поэтому на выходе блока 8 сравнения длительностей - единица, на выходе инвертора 15 - нуль, на выходе блока 9 - единица, на выходе инвертора 16 - нуль, на выходе блока 10 - нуль, а на выходе инвертора 17 - единица. При таком сочетании сигналов единица появится на выходе элемента И 18. Аналогично на участке 90°-180° на выходе бло

0

5

5

0

0

ка 19 - единица, на участке 180-270° на выходе блока 20 - единица. На участке 270-360° на выходе блока 21 - единица. Так как на входы блока 12 поступают V3 и У4 и инвертированные первым 13 и вторым 14 инвертором УЗ и У4, то на выходе блока 12 будет сигнал с пилообразным изменением длительности от угла а, обозначенный Ип (фиг. 2 и 3), т. е. характеристика линейная в пределах 90° угла рассогласования сторон 1 и 2.

Сигнал Un через делитель 23 частоты на четыре поступает на вход элемента И 29, на другой вход которого включены сигналы с выхода блока 28. Блок 28 производит «опускание Un до оси а, т. е. вычитание из длительности Un блока 12 длительности 35 сигнала одновибратора 24 (запускаемого от первого чувствительного элемента 3). На выходе блока 29 каждый четвертый импульс Un, обозначенный И1п, поэтому крутизна пилообразного закона И1„ (ос) в четыре меньше, чем И„ (а). Импульсы И1п через блок 33 поступают на сумматор 22, где вырабатывается сигнал рассогласования между сторонами 1 и 2. На участке О-90° блоки 30-32 закрыты и не пропускают сигнал И1„ для запуска одновибраторов 25-27. На участке 90-180° открыт блок 30, одно- вибратор 25 выдает импульс, равный максимальной длительности И1п, который суммируется по длительности в блоке 33. На участке 180-270° открыт блок 31, работает одновибратор 26, на участке 270-360° открыт блок 32, работает одновибратор 27, импульс которого имеет длительность И27 (фиг. 3).

Таким образом в блоке 33 формируется пилообразный на угле 360° закон изменения длительности ИЗЗ, который используется для измерения рассогласования между сторонами 1 и 2 в сумматоре 22. Тип исполнения последнего в данном случае не имеет существенного значения - сумматор 22 может быть аналоговым, либо выполнен в виде схемы совпадения с прямым и инверсным входами. Амплитуды сигналов ИЗЗ на их сторонах 1 и 2 равны, и любое их вычитание дает результирующий импульсный сигнал, средняя длительность которого пропорциональна рассогласованию сторон 1 и 2. Сигнал рассогласования с сумматора 22 поступает на коммутаторы 5 сторон и управляет ими так, что рассогласование уменьшается.

Формула изобретения

Обратимая следящая система, содержащая сумматор, а также на задающей и исполнительной стороне датчик положения, первый выход которого соединен с входом генератора, входом первого инвертора, с первым выходом коммутатора, логического блока и первого и второго блоков сравнения.

а второй выход - с входом второго инвертора, первым входом третьего блока сравнения и вторым входом логического блока и коммутатора, подключенного выходом к входу электродвигателя, связанного валом с ротором датчика положения, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой входы логического блока соединены соответственно с выходами первого инвертора, второго инвертора, первого, второго, третьего и четвертого элемента И, выход первого блока сравнения подключен непосредственно к первому входу первого и второго элементов И и через третий инвертор - к первому входу третьего и четвертого элементов И, выход второго блока сравнения соединен непосредственно с вторым входом третьего элемента И и через четвертый инвертор - с вторым входом четвертого элемента И, выход третьего блока сравнения подключен непосредственно к второму входу второго элемента И и через пятый инвертор - к вто- рому входу первого элемента И, выход генератора соединен с вторым входом второго и третьего блоков сравнения, а выход сумматора подключен к третьему входу каждого

Фиг.1

о

5

коммутатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит делитель частоты, последовательно соединенные первый одновибратор, пятый элемент И, шестой элемент И, последовательно подключенные седьмой элемент И и второй одновибратор, последовательно соединенные восьмой элемент И и третий одновибратор, а также послелтовательно подключенные девятый элемент И, четвертый одновибратор и элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго одно- вибратора, третий вход - с выходом третьего одновибратора, а четвертый вход - с выходом шестого элемента И и первым входом седьмого, восьмого и девятого элементов И, подключенных вторым входом к выходу соответственно второго, третьего и четвертого элементов И, первый вход логического блока соединен с входом первого одновибратора, а выход - с вторым входом пятого элемента И, входом делителя частоты, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И, а выход каждого элемента ИЛИ соединен с соответствующим входом сумматора.

1125

И26

I I I I

сриг.З

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании дистанционно-управляемых копирующих манипуляторов. В изобретении за счет введения одновибраторов, пяти элементов И, элемента ИЛИ и делителя частоты повышается точность системы. 3 ил. to 00 ю 00