Устройство для определения координат упругого объекта в автоматизированном электроприводе Советский патент 1987 года по МПК G05B17/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в высокоточных системах измерения и автоматического регулировани координат электромеханических объектов с упругой кинематической связью, например в приводах подачи металлорежущих станков, для демпфирования упругих колебаний исполнительных механизмов .

Цель изобретения - повышение быст ,родействия и расширение области применения-.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости, первьш интегратор 2, измеритель 3 рассогласования, второй инте

гратор 4, датчик 5 угла закрутки, релейный элемент 6, ускоряющий элемент 7, фильтр 8 и сумматор 9.

На чертеже обозначены: и

% -угловые перемещения валов двигателя -и механизма,.приведенные-К валу двигателя; ы, - скорость двиг ателя; й -Р- угол закрутки; w, ,, , АЧ, i( - наблюдаемые координаты объекта; w - фильтрованный сигнал по ускорению объекта.

Устройство работает следующим образом.

Контур, состоящий из первого интегратора 2, измерителя 3 рассогласования, релейного элемента 6, второго интегратора 4 и сумматора 9 представляет собой релейную следящую систему управляемую по двум входам: и, и /ЛР.

А1

При этом сигнал на выходе первого интегратора 2 следит за изменением управляющего сигнала д -Р и, следовательно, сигнал л4 на выходе сумматора 9 следит за его производной i . Так как скорости двигателя и механизма связаны соотношением, то сигнал ы на выходе второго РИ1тегратора 4 будет описывать скорость u), , а на его входе - производную и). Для сглаживания высокочастотных импульсаций,

/

содержащихся в сигнале и

на выход

релейного элемента 6 фильтр 8.

устанавливается

В указанной релейной следящей системе установится автоколебательный режим с относительно низкой частотой автоколебаний, близкой к собственной частоте наблюдающего устройства. Поэтому для сглаживания сигнала Wj требуется устанавливать фильтр 8 с боль

5

шой постоянной времени Т, что ограничивает быстродействие наблюдающего

г устройства.

С целью повышения частоты автоколебаний в системе и, следовательно, быстродействия наблюдающего устройства применен ускоряющей элемент 7 в виде динамического звена VI (Р)

К --, охватывающего релейный элеt/ , Jr | I

мент 6, В этом случае частота автоколебаний f определяется внутренним контуром, состоящим из релейного 6 и ускоряюш,его 7 элементов, поэтому ее можно изменять выбором параметров К и -&., ,

Сравнительный анализ прототипа и предлагаемого устройства показыва

ет, что реакция обоих устройств на управляющее воздействие одинакова и близко совпадает с реакцией объекта. Однако реакция на возмущающее воздействие - разная. Прототип тем медленнее реагирует на возмущение, чем рлилсе коэффициент соотношения масс : к единице, т.е. чем слабее обратное воздействие механизма на двигатель - через упругое, звено. В пределе при прототип не реагирует на возму- воздействия. Реакция предлагаемого -устройства на возмущающее воздействие практически не отличается от реакции объекта, следовательно, его динамическая точность в переходных процессах существенно выше, т.е. предлагаемое устройство вырабатьшает более достоверную информацию о координатах объекта. Такие же условия имеют место и при вариациях парамет5

0

g

ров механизма (жесткости С. и момента инерции Ig). Указанные явления ограничивают область применения прототипа объектами с коэффициентом , в то время как для предлагаемого устройства такие ограничения отсутствуют.

Таким образом, повышение быстродействия и расширение области применения достигается использованием угла закрутки упругого элемента в качестве второго входного сигнала наблюдающего устройства, который измеряется датчиком угла закрутки, а также вве- релейного и ускоряющего элементов, позволяющих формировать заданные динамические свойства наблюдающего устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения координат упругого объекта в автоматизированном электроприводе, содержащее датчик скорости, первьш и второй интеграторы, измеритель рассогласования, подключенный первым входом к выходу первого интегратора, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия и расширения области применения, устройство содержит датчик угла закрутки, релейный элемент, ускоряющий элемент.

Редактор А.Лежнина

Составитель А.Лащев

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Заказ 3388/АЗ Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

и сумматор, выход датчика угла закрутки соединен с вторьм входом измерителя рассогласования, подключенного выходом к первому входу релейного элемента, выход которого через ускоряющий элемент соединен с вторым своим входом, через второй интегратор - с первым входом сумматора, а непосредственно - с входом фильтра, второй вход и выход сумматора соединены соответственно с выходом датчика скорости и входом первого интегратора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в высокоточных системах измерения и автоматического регулирования координат электромеханических объектов с упругой кинетической связью, например в приводах подачи металлорежущих станков, для демпфирования колебаний исполнительных механизмов. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширения области применения. Она достигается тем, что в устройстве вместо датчика тока использован датчик угла закрутки и введены релейный и ускоряющий элементы, сумматор и фильтр. 1 ил. (Л