Устройство для управления инерционнымОб'ЕКТОМ Советский патент 1981 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится кбВласти автоматического регулирования и может найти применение в следящих системах, работающих в условиях различных входных воздействий. Известно устройство для управления инерционными объектами, содержащее последовательно соединенный усилитель, преобразователь и исполнительный механизм, выход которого сое.цинен со входом объекта, выход которого Сбединея с ОДНИМ из входов усилите-: ля-ррео азователяг входа которого., соединены со входами формирователя сигнала ошибки, выход которого соединен через дифференциатор и непосредственно со входами сумматора, выход которого через режимный элемент и коммутатор соединен со вторьм входом исполнительного механизма, .приче./ вид характеристики релейного элемента и его конструктивное выполнение выбраны в зависимости от .требований, предъявленных к характеристикам следящих систем регулирования flj , 2 и 3j .

Из HaBeictHbjx устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления инерционным объпк-том по авт. св. № 519683, содержащее последовательно соединенные усилитель-преобразователь , исполнительный орган, соединенный с объектом управления, выход которого соединен с первыми входами усилителя-преобразователя и формирователя сигнала сяиибки, второй в-ход которого подключен ко второму входу усилителя0преобразователя, выход формирователя сигнала ошибки - с входом дифференциатора и с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом .циффе5 ренциатора, коммутатор и релейный элемент, вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя, а выход - к первому входу коммутатора, второй и третий входы которого

0 соединены с выходами формирователя сигнала ошибки и ди)ференциатора соответственно, вы.ход коммутатора подк.гаочен ко. второму входу исполнйтельного органа 4,

5

Недостатком устройства является его низкое быстродействие, так как его линия переключения .чьпс отличается от оптимальной nti fiwcrродействию линии пег.екличения. Целью изобретения является повы шение &лстродвйствия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в предложение устройстве коммутатор содержит первый и второй источники опорного напряжения и последовательно соединенные парили блок сравнения знаков, первый пере ключатель, интегратор, компаратор, второй блок сравнения знаков и вто рой переключатель, второй вход которого соединен со вторыми входами первого и второго блоков сравнения знаков. Вторые, входы первого переключателя и компараторы соединены с выходами соответственно первого и второго источников опорного напряжения. Первый вход первого блока сравнения знаков соединен с первым входом коммутатора. Второй и третий входы второго переключателя соединены со вторым и третьим входами коммутатора, а выход второго переключателя - с выходом коммутатора. Структурная схема устройства представлена на чертеже, где обозн чены объект управления 1, исполнительный орган 2, усилитель-преобра зователь 3, формирователь сигнала ошибки 4, дифференциатор 5, усилитель 6, релейный элемент 7, коммутатор 8, первый и второй блоки сра нения знаков 9, 10, интегратор 11, компаратор 12, первый и второй пер ключатели 13, 14 и первый и второй источники опорного напряжения 15 16, Устройство работает следующим образом. При посТуплёТ1Ии задающего воздействия ко входам первого блока сравнения знаков 9 прикладываются сигнал ошибки с выхода Аормировате ля сигнала ошибки 4 и выходной сиг релейного элемента 7. Полярность сигнала на выходе релейного элемента 7 определяется линейной ком бинацией ошибки и ее производной, формируемой усилителем 6. На первом интервале управления ко входам блока сравнения знаков 9 приложены напряжения разной полярности, поэтому на его Ш:1ходе будет отрицательный сигнал, устанавливающий переключатель 13 в режим установки в нуль интегратсфа 11. Компаратор 12 вырабатывает отрицательный сигнал, так как иапряжение второго ис точника опорного,напряжения 16 больше напряжения на выходе интегратора 11. В соответствии с отрицательным напряжением на выходе компаратора 12 блок сравмеиия знаков формирует управлякмций сигнал, противоположный по знаку сигигшу ошибки. Упранлякяций сигнал с выход блока сравнения знаков 10 через переключатель 14 поступает на второй вход, исполнительного органа 2. Управляющее воздействие на выходе исполнительного органа 2 совпадает по знаку с сигналом на его втором входе. При достижении выходным сигналом усилителя 6 порогового значения переключается релейный элемент 7, и на входы первого блока сравнения знаков 9 поступают однополярные сигналы. На выходе последнего появится напряжение положительной полярности, замыкающее переключатель 13, который подключает ко входу интегратора 11 напряжение от первого источника напряжения 15. На выходе интегратора 11 появится линейное возрастающее напряжение. В момент, когда напряжение на выходе интегратора 11 превысит напряжение второго источника напряжения 16, компара-. тор 12 вырабатывает положительный сигнгш. В результате полярность управляющего воздействия на выходе исполнительного органа 2 меняется на противоположную. В момент, когда сшибка и ее производная станут меньше заранее заданных величин, переключатель 14 отключает выход второго блока сравнения знаков 10 от входа исполнительного органа 2. В дальнейшем управляющее воздействие линейно зависит от сигнала ошибки, поступающего от усилителяпреобразователя 3. Предложенное устройство обеспечивает переходные процессы, близкие к оптимальным по б ыстродействию. Это объясняется тем, что в закон управления вводится запаздалвание. Введение запаздывания позволяет получить линию, переключения, незначительно отличающуюся от оптимальной по быстродействию и повысить быстродействие в три раза. Использование предложенного устрюйства для управления электроприводами станков и механизмов позволит повысить их производительность в два раза (как подтвердили лабораторные исследования). Формула изобретения Устройство для управления инерционным объектом по авт. св. № 519683, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем коммутатор содержит первый и второй источники опорного напряжения и последовательно соединенные первый блок сравнения знаков, первый переключатель, интегратор, компаратор, второй блок сравнения знаков и второй переключатель, второй вход которого соединен со вторыми входами

первого и второго блоков сравнения знаков, вторые входы первого переключателя и компаратора соединены с выходами соответственно первого и второго источников опорного напряжения, первый вход первого блока сравнения знаков соединен с первым входом коммутатора, второй и третий входы второго переключателя соединены со вторым и третьим входом коммутатора, а вход второго переключателя соединен с выходом коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2031418/18-24,

С 05 А 13/02, 06.06.74,

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2681303/18-24,

С 05 В 13/02, 09.11.78.

3.Авторское свидетельство СССР W 642676, С 05 В 13/02, 01.08.77.

4.Авторское свидетельство СССР 519683, С 05 В 13/02, 03.04.75 (прототип).