Двухканальный следящий привод Советский патент 1975 года по МПК G05B11/01 G05D13/34 

На чертеже изображена схема предлагаемого привода.

Привод содержит чувствительный элемент 1, предварительные усилители 2, 3, усилители мощности 4, 5, источник 6 опорного сигнала, ключи 7, 8, исполнительные двигатели 9, 10, измерители 11, 12 производных, редукторы 13, 14, обгонные муфты 15, 16, электромагнитные муфты 17, 18, 19,20 (ЭМУ), логическое устройство 21 (блок), дифференциал 22, нагрузку 23, датчик 24 скорости.

Qi, Qz - входная и выходная величины привода, Q - ошибка привода, UQ - опорный сигнал, UKI, UKZ - корректирующие сигналы.

На один вход чувствительного элемента 1 поступает входная величина Qi, а второй вход его соединен с выходом нагрузки 23. Выход элемента 1 соединен с одним из входов первого предварительного усилителя 2, второй вход которого соединен с одним из выходов источника 6 опорного сигнала, а второй вход - с выходом первого ключа 7. Выход усилителя 2 соединен с входом первого усилителя 4 мощности, выход которого соединен с входом первого исполнительного двигателя 9. Выход двигателя 9 соединен с входами первого редуктора 13 и первого измерителя 11 производных. Выход редуктора 13 соединен с одним из входов первой электромагнитной муфты 17 и входом обгонной муфты 15. Выход муфты 15 соединен с одним из входов второй электромагнитной муфты 18. Выходы муфт 17, 18 соединены с одним из входов дифференциала 22. Второй вход дифференциала 22 соединен с выходами третьей 19 и четвертой 20 электромагнитных муфт. Один из входов муфты 19 соединен с выходом второй обгонной муфты 16, а второй вход - с одним из выходов логического устройства 21, три выхода которого соединены с вторыми входами муфт 17, 18, 19, 20. Вход логического устройства 21 соединен с выходом датчика 24 скорости, вход которого в свою очередь соединен с выходом нагрузки 23, входы муфт 16, 20 соединены с выходом второго редуктора 14, вход которого соединен с выходом второго исполнительного двигателя 10, который соединен также и с входом второго измерителя 12 производных. Вход двигателя 10 соединен с выходом второго усилителя 5 мощности, вход которого соединен с выходом второго предварительного усилителя 3. Один вход усилителя 3 соединен с выходом источника 6, а второй вход - с выходом второго ключа 8.

Один из входов первого ключа 7 соединен с первым выходом устройства 21, а второй - с выходом второго измерителя 12 производных. Один из входов второго ключа 8 соединен с вторым выходом устройства 21, а второй - с выходом первого измерителя производных И. Выход дифференциала 22 соединен с входом нагрузки 23.

Схема работает следующим образом.

В статическом режиме при отсутствии в.ходного сигнала Qi за счет сигнала С/о с источника 6 опорного сигнала, усиленного усилителями 2, 3 и 4, 5, двигатели 9, 10 вращаются с постоянной скоростью в противоположных направлениях. Нагрузка 23 - неподвижна. Нередача движения от двигателя 9 к дифференциалу 22 идет по цепи из элементов 13, 15, 18. Муфта 17 соответствующую цепь разрывает под действием сигнала с логического устройства 21.

Передача движения от двигателя 10 к дифференциалу 22 идет но цепи из элементов 14, 20. Муфта 19 разрывает соответствующую цепь под действием сигнала с устройства 21.

Цепи 13, 15, 18, 14, 16, 19 -необратимые, а цепи 13, 17, 14, 20 - обратимые.

При подаче на вход системы сигнала Qi со знаком скорости, соответствующей повышению скорости двигателя 9 относительно опорной скорости двигателя 10, цепи передачи движений от двигателей 9, 10 к дифференциалу 22 остаются теми же самыми. Под действием сигнала с логического устройства 21 ключ 7 замыкает цепь передачи корректирующего сигнала UK с измерителя 12 производных, а ключ 8 размыкает цепь передачи корректирующего сигнала UKZ с измерителя 11. Сигнал компенсирует влияние возмущающего момента нагрузки на точность работы привода. В качестве измерителя производных могут использоваться тахогенератор, установленный на валу двигателя 10 (для измерения первой производной), и компенсационная обмотка ЭМ.У (для измерения второй производной). При этом канал с двигателем 9 работает с необратимой передачей (цепь: 13, 15, 18) для того, чтобы уменьшить влияние момента нагрузки на этот канал. Канал с двигателем 10 работает с обратимой передачей (цепь 14, 20), чтобы воспринимать влияние вращающего момента и пропорционально его составляющим с помощью измерителя 12 вырабатывать компенсирующие сигналы.

При подаче на вход системы сигнала Qi со знаком скорости, соответствующей понижению скорости двигателя 9 относительно опорной скорости двигателя 10, под действием сигнала с логического устройства 21 муфты 17, 18, 19, 20 срабатывают таким образом, чтобы передача движения от двигателя 9 к дифференциалу 22 шла по цепи элементов 13, 17, а от двигателя 10 к дифференциалу 22 - по цепи элементов 14, 16, 19. Теперь канал с двигателем 10, работающим в режиме, не воспринимает, а канал с двигателем 9, работающим в генераторном режиме, воспринимает возмущающие моменты для выработки с помощью измерителя компенсирующих сигналов для каналов с двигателем 10. Ключ 8 под действием выходного сигнала с устройства 21 замкнут, а ключ 7 разомкнут.

Таким образом, в зависимости от направления скорости вращения нагрузки 23 один из каналов работает с необратимой передачей, а второй - с обратимой. Первый канал играет роль силовой передачи, а второй канал используется в качестве измерителя возмущающего момента для выработки компенсирующих сигналов для компенсации моментных ошибок в первом канале. Этот принцип коррекции системы используется во всем диапазоне регулирования скорости и при любом направлении вращения нагрузки. В связи с предлагаемым использованием механических передач влияние возмущающих моментов на силовой канал максимально ослаблено. Предмет изобретения Двухканальный следящий привод, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, первый предварительный усилитель, первый усилитель мощности, первый двигатель и первый редуктор, последовательно соединенные источник опорного сигнала, второй предварительный усилитель, второй усилитель мощности, второй исполнительный двигатель и второй редуктор, а также дифференциал, связанный с нагрузкой, соединенной с чувствительным элементом, при этом второй двигатель соединен с первым измерителем производных, а источник опорного сигнала подключен к входу первого предварительного усилителя, отличающийся тем, что, с целью компенсации возмущающего момента при любом направлении вращения нагрузки, привод содержит второй измеритель производных, установленный на валу первого двигателя, первый ключ, управляющий вход которого соединен с первым измерителем производных, второй ключ, управляющий вход которого соединен с вторым измерителем нроизводных, датчик скорости нагрузки, установленный на валу нагрузки, две обгонные муфты, соединенные с соответствующим редуктором, четыре электромагнитные муфты, через которые редукторы н обгонные муфты связаны с соответствующим входом дифференциала, и логический блок, вход которого соединен с датчиком скорости нагрузки, первый выход через первый ключ связан с первым предварительным усилителем, второй выход через второй ключ связан с вторым предварительным усилителем, а остальные четыре выхода подключены к управляющим входам соответствующей электромагнитной муфты.