Устройство для управления приводом Советский патент 1988 года по МПК G05B11/01 

СО

00

ISD iv:)

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления и может быть использовано в электрических следящих системах и приводах, в том числе и в приводах роботов.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления приводом содержит корректирующий блок I, первый усилитель 2, исполнительный элемент (электродвигатель) 3, датчик 4 скорости, редуктор 5, объект 6 управления, датчик 7 положения.

10

невозможности точной реализации чистого дифференцирования, а также вследствие наличия постоянной времени усилителя, во многих случаях не удается мгновенно вывести из неподвижного состояния двигатель при достаточно больщом моменте сухого трения и любой достаточно малой величине ошибки «i. В предлагаемом устройстве также используется замкнутый контур с положительной обратной связью. Однако этот контур строится только с помощью усилителей. Допустим, коэффициент усиления второго усилителя 13 равен К, а коэффициент третьего усилителя 14 равен 1/К. В результате при неподвижном исполнительном элементе песумматор 8, элемент НЕ 9, первый 10 и вто- 5 редаточная функция замкнутого контура с

рой 11 ключи, нелинейный элемент 12 типа реле с нулевой нейтральной точкой и второй 13 и третий 14 усилители.

Кроме того, на чертеже введены следующие обозначения: « - сигнал, подаваемый

положительной обратной связью имеет вид

P rt -J x-.

В результате даже при незначительной

го привода; U - корректируемый сигнал.

Устройство работает следующим образом.

При неподвижном положении вала исполна вход устройства; S - ошибка следяще- 20 величине 5 на входе двигателя 3 до начала

его движения резко нарастает (до максимально возможного значения) управляющее напряжение. Следовательно, резко возрастает и его движущий момент, который, пренительного элемента (двигателя) 3 ключ 10 25 высив величину момента сухого трения, выводит систему из состояния покоя. Мгновенность нарастания момента двигателя 3 может быть несколько снижена только за счет реально существующего ограничения усилителя 2.

После начала движения двигателя 3 с выхода датчика 4 скорости на входы элемента НЕ 6 и второго ключа 11 поступают ненулевые сигналы. В результате происходит размыкание первого ключа 10 и замыкание

замкнут, а ключ 11 разомкнут. В результате контур, состоящий из блоков 8, 13, 14 и 10, является замкнутым, а с выхода нелинейного элемента 12, имеющего в начале координат нулевую (нелинейную) точку, на четвертый в.ход сумматора 8 поступает нулевой сигнал.

Поскольку при неподвижном положении вала двигателя 3 величина момента сухого трения за счет залипания трущихся поверхностей может достигать большой величины.

30

иногда в несколько раз превосходящей вели- 35 второго ключа 11. С помощью нелинейного чину момента сухого трения при вращении вала, то для начала движения двигателя 3 требуется достаточно больщой момент, развиваемый этим двигателем. Момент, развиваемый исполнительным элементом, прямо пропорционален величине сигнала (напряжения), подаваемого на его вход, а он, в свою очередь, пропорционален величине ошибки привода. В обычных следящих приводах трогание исполнительного элемента происходит при большей величине , что зиа- 45 чительно снижает точностные характеристики этих приводов.

Обычно для увеличения статической точности системы без снижения ее устойчивосэлемента 12 на вход привода (подается постоянный сигнал со знаком, определяемым направлением вращения двигателя. Этот сигнал обеспечивает компенсацию момента 40 сухого трения в процессе двнжения системы (в процессе движения момент сухого трения практически не изменяет своей величины) .

Формула изобретения

Устройство для управления приводом, содержащее последовательно соединенные корректирующий блок, первый усилитель и исполнительный элемент, выходной вал кототи необходимо при неподвижном положении рого мехаиически соединен с датчиком сковала двигателя измерять ток в его обмотках и подавать его на вход привода. В результате возникает локальный замкнутый контур с положительной обратной связью, который обеспечивает теоретически мгновенное уверости и входным валом редуктора, выходной вал которого механически соединен с объектом управления и датчиком положения, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора, первый суммирующий вход

личение тока, а, следовательно, и движуще-55 которого подключен к входу устройства, а

го момента до величины, равной моменту су-также элемент НЕ, выходом подключенный

хого трения, при любой сколь угодно малойк управляющему входу первого ключа, и посвеличине ощибки привода J. Однако из-заледовательно соединенные второй ключ и не

невозможности точной реализации чистого дифференцирования, а также вследствие наличия постоянной времени усилителя, во многих случаях не удается мгновенно вывести из неподвижного состояния двигатель при достаточно больщом моменте сухого трения и любой достаточно малой величине ошибки «i. В предлагаемом устройстве также используется замкнутый контур с положительной обратной связью. Однако этот контур строится только с помощью усилителей. Допустим, коэффициент усиления второго усилителя 13 равен К, а коэффициент третьего усилителя 14 равен 1/К. В результате при неподвижном исполнительном элементе пеположительной обратной связью имеет вид

P rt -J x-.

В результате даже при незначительной

величине 5 на входе двигателя 3 до начала

35 второго ключа 11. С помощью нелинейного 45

элемента 12 на вход привода (подается постоянный сигнал со знаком, определяемым направлением вращения двигателя. Этот сигнал обеспечивает компенсацию момента 40 сухого трения в процессе двнжения системы (в процессе движения момент сухого трения практически не изменяет своей величины) .

второго ключа 11. С помощью нелинейного

Формула изобретения

Устройство для управления приводом, содержащее последовательно соединенные корректирующий блок, первый усилитель и исполнительный элемент, выходной вал которости и входным валом редуктора, выходной вал которого механически соединен с объектом управления и датчиком положения, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора, первый суммирующий вход

1381422

34

линейный элемент типа реле с нулевой ней-тем, что, с целью расширения области притральной точкой, причем сигнальный и уп-менения и повышения точности устройства,

равляюший входы второго ключа и входоно содержит последовательно соединенные

элемента НЕ подключены к выходу датчикавторой и третий усилители, причем вход втоскорости, а выходы первого ключа и нели-рого усилителя соединен с выходом сумманейного элемента тнпа реле соединены соот-тора, вход третьего усилителя - с входом

ветственно с вторым и третьим суммирую-корректирующего блока, а его выход - с

щими входами сумматора, отличающеесясигнальным входом первого ключа.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность статического состояния следящего привода за счет организации дополнительного контура с положительной обратной связью, содержащего второй 13 и третий 14 усилители, ключ 10 и сумматор 8. Этот замкнутый контур в неподвижном положении привода обеспечивает существование коэффициента усиления, который даже при малой ошибке привода 5 обеспечивает вывод из состояния покоя двигателя 3, несмотря на большую величину сухого трения. После начала вра- шения вала двигателя 3 указанный контур размыкается с помощью ключа 10 по сигналу датчика скорости 4. 1 ил.