RU113595U1

RU113595U1 - DEVICE FOR FORMING A SIGNAL CORRESPONDING TO AN OPTIMUM OPTIMUM DIAGRAM OF MOVEMENT OF THE EXECUTIVE AUTHORITY OF THE MECHANISM ELASTICALLY CONNECTED WITH THE ELECTRIC MOTOR, WITH A LIMITED TIME

Info

Publication number: RU113595U1
Application number: RU2011138780/07U
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Добробаба; Михаил Сергеевич Козуб; Константин Владимирович Пивоваров
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2012-02-20

Abstract

Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, содержащее первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока, выход первого суммирующего блока соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, первый интегральный блок, выход которого соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом пятого интегрального блока, второй задатчик, второй пропорциональный блок, третий пропорциональный блок, четвертый пропорциональный блок, пятый пропорциональный блок, шестой пропорциональный блок, седьмой пропорциональный блок, восьмой пропорциональный блок, девятый пропорциональный блок, десятый пропорциональный блок, одиннадцатый пропорциональный блок, второй суммирующий блок, третий суммирующий блок, четвертый суммирующий блок, пятый суммирующий блок, шестой суммирующий блок, седьмой суммирующий блок, восьмой суммирующий блок и девятый суммирующий блок, отличающееся тем, что выход первого задатчика соединен с первым входом второго суммирующего блока и с первым входом третьего суммирующего блока, выход второго задатчика соединен с первым входом четвертого � A device for generating a signal corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the actuator of the mechanism elastically connected to the electric motor, with the limitation of the fourth derivative of the speed, containing the first setpoint, the output of which is connected to the first input of the first summing unit, the output of the first summing unit is connected to the input of the first proportional unit , the output of the first proportional block is connected to the input of the first block limiting the value of its input signal, the first integral block, the output of which is connected to the input of the second integral block, the output of the second integral block is connected to the input of the third integral block, the output of the third integral block is connected to the input of the fourth integral block, the output of the fourth integral block is connected to the input of the fifth integral block, the second adjuster, the second proportional block, the third proportional block, the fourth proportional block, the fifth proportional block, sixth proportional block, seventh proportional block, eighth proportional block, ninth proportional block, tenth proportional block, eleventh proportional block, second totalizing block, third totalizing block, fourth adding block, fifth adding block, sixth adding block, seventh totaling block, the eighth summing block and the ninth summing block, characterized in that the output of the first master is connected to the first input of the second summing block and to the first input of the third summing block, the output of the second master is connected to the first input of the fourth �

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в промышленных установках для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, состоящей из пяти этапов.The utility model relates to electrical engineering and can be used in industrial installations to generate a signal corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the actuator of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the speed, consisting of five stages.

Аналогом разрабатываемого устройства является устройство для формирования сигнала, соответствующего рациональной диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением первой, второй и четвертой производных скорости, состоящей из двадцати одного этапа. /Пат. на полезную модель №45879.An analogue of the developed device is a device for generating a signal corresponding to a rational movement diagram of the actuator of the mechanism, elastically connected to the electric motor, with the restriction of the first, second and fourth derivatives of the velocity, consisting of twenty-one stages. / Pat. for utility model No. 45879.

Аналог формирует сигнал, соответствующий рациональной диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением первой, второй и четвертой производных скорости, состоящей из двадцати одного этапа. Недостатком аналога является отсутствие требуемого количества варьируемых параметров во втором и третьем контурах, а также изменение величин коэффициентов обратных связей в зависимости от заданного перемещения. Это приводит к ухудшению динамических характеристик устройства, а в некоторых случаях, не позволяет достичь его устойчивости. Кроме того, аналог реализует диаграмму, состоящую из двадцати одного этапа, за счет чего увеличивается длительность цикла перемещения исполнительного органа механизма.The analogue generates a signal corresponding to a rational movement diagram of the actuator of the mechanism, elastically connected to the electric motor, with the restriction of the first, second and fourth derivatives of the velocity, consisting of twenty-one stages. The disadvantage of the analogue is the lack of the required number of variable parameters in the second and third circuits, as well as a change in the values of the feedback coefficients depending on a given displacement. This leads to a deterioration in the dynamic characteristics of the device, and in some cases, does not allow to achieve its stability. In addition, the analogue implements a diagram consisting of twenty-one stages, due to which the duration of the movement cycle of the executive body of the mechanism increases.

Прототипом полезной модели является устройство для формирования сигнала, соответствующего рациональной диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, состоящей из одиннадцати этапов. /Пат. на полезную модель №42717.The prototype of the utility model is a device for generating a signal corresponding to a rational movement diagram of an actuator of a mechanism elastically connected to an electric motor, while limiting the fourth derivative of the velocity, consisting of eleven stages. / Pat. for utility model No. 42717.

Прототип содержит: первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока, выход первого суммирующего блока соединен с входом первого пропорционального блока, выход которого соединен с входом блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом пятого интегрального блока, выход которого соединен со вторым входом первого суммирующего блока и с первым входом второго суммирующего блока, второй вход второго суммирующего блока соединен с выходом первого задатчика, первый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом первого интегрального блока, а выход которого соединен с третьим входом первого суммирующего блока, второй блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго интегрального блока, а выход которого соединен с четвертым входом первого суммирующего блока, третий блок произведения, первый вход которого соединен с выходом третьего интегрального блока, а выход которого соединен с пятым входом первого суммирующего блока, восемнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом четвертого интегрального блока, а выход которого соединен с шестым входом первого суммирующего блока, второй задатчик, выход которого соединен с входом блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, соединен с входом второго пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с входом блока, формирующего на выходе, значение корня пятой степени своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе значение корня пятой степени своего входного сигнала, соединен с первыми входами пятого и шестого блоков произведения, с входом третьего пропорционального блока, с первым и вторым входами четвертого блока произведения, выход четвертого блока произведения соединен с входом четвертого пропорционального блока и со вторым входом пятого блока произведения, выход пятого блока произведения соединен со вторым входом шестого блока произведения и с входами пятого, шестого, седьмого, восьмого пропорциональных блоков, выход шестого блока произведения соединен с входами девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого пропорциональных блоков, тринадцатый пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, третий суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом тринадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего блока, четырнадцатый пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, четвертый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом четырнадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего блока, пятнадцатый пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, пятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего блока, седьмой блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго задатчика, а второй вход которого соединен с выходом третьего суммирующего блока, восьмой блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго задатчика, второй вход которого соединен с выходом четвертого суммирующего блока, девятый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго задатчика, а второй вход которого соединен с выходом пятого суммирующего блока, блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом седьмого блока произведения, первый блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом седьмого блока произведения, второй блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом восьмого блока произведения, третий блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом девятого блока произведения, шестой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом первого блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), а второй вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), седьмой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), а второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), десятый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом пятого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), одиннадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом шестого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом шестого суммирующего блока, двенадцатый блока произведения, первый вход которого соединен с выходом седьмого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом седьмого суммирующего блока, тринадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом восьмого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), четырнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом девятого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), пятнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом десятого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом шестого суммирующего блока, шестнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом одиннадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом седьмого суммирующего блока, семнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двенадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), восьмой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом десятого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого блока произведения, девятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом двенадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом тринадцатого блока произведения, десятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом четырнадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом пятнадцатого блока произведения, одиннадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом шестнадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом семнадцатого блока произведения, двенадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом восьмого суммирующего блока, а второй вход которого соединен с выходом девятого суммирующего блока, тринадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом десятого суммирующего блока, а второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого суммирующего блока, второй вход восемнадцатого блока произведения соединен с выходом третьего пропорционального блока, второй вход третьего блока произведения соединен с выходом четвертого пропорционального блока, второй вход второго блока произведения соединен с выходом двенадцатого суммирующего блока, второй вход первого блока произведения соединен с выходом тринадцатого суммирующего блока.The prototype contains: the first master, the output of which is connected to the first input of the first summing block, the output of the first summing block is connected to the input of the first proportional block, the output of which is connected to the input of the block limiting the value of its input signal, the output of the block limiting the value of its input signal, is connected with the input of the first integral block, the output of the first integral block is connected to the input of the second integral block, the output of the second integral block is connected to the input of the third integral of the first block, the output of the third integral block is connected to the input of the fourth integral block, the output of the fourth integral block is connected to the input of the fifth integral block, the output of which is connected to the second input of the first summing block and to the first input of the second summing block, the second input of the second summing block is connected to the output the first master, the first block of the product, the first input of which is connected to the output of the first integral block, and the output of which is connected to the third input of the first summing block, the second product block, the first input of which is connected to the output of the second integral block, and the output of which is connected to the fourth input of the first summing block, the third block of the product, the first input of which is connected to the output of the third integral block, and the output of which is connected to the fifth input of the first summing block, the eighteenth block of the work, the first input of which is connected to the output of the fourth integral block, and the output of which is connected to the sixth input of the first summing block, the second setter, the output of which it is connected to the input of the block forming the absolute value of its input signal at the output, the output of the block forming the absolute value of its input signal at the output is connected to the input of the second proportional block, the output of the second proportional block is connected to the input of the block forming the output, the root value of the fifth degree its input signal, the output of the block forming the fifth root value of its input signal at the output is connected to the first inputs of the fifth and sixth blocks of the work, with the input of the third an optional block, with the first and second inputs of the fourth block of the work, the output of the fourth block of the work is connected to the input of the fourth proportional block and to the second input of the fifth block of the work, the output of the fifth block of the work is connected to the second input of the sixth block of the work and to the inputs of the fifth, sixth, seventh, of the eighth proportional blocks, the output of the sixth block of the product is connected to the inputs of the ninth, tenth, eleventh and twelfth proportional blocks, the thirteenth proportional block, input which is connected to the output of the second master, the third summing block, the first input of which is connected to the output of the thirteenth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the second summing block, the fourteenth proportional block, the input of which is connected to the output of the second master, the fourth summing block, the first input which is connected to the output of the fourteenth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the second summing block, the fifteenth proportional block, whose input connected to the output of the second master, the fifth summing unit, the first input of which is connected to the output of the fifteenth proportional unit, and the second input of which is connected to the output of the second summing unit, the seventh unit of the product, the first input of which is connected to the output of the second master, and the second input of which is connected to the output of the third summing block, the eighth block of the product, the first input of which is connected to the output of the second master, the second input of which is connected to the output of the fourth summing block, the ninth block building, the first input of which is connected to the output of the second master, and the second input of which is connected to the output of the fifth summing block, a block whose output signal when a positive (negative) signal is fed to its input is equal to one (zero), the input of which is connected to the output of the seventh block works, the first block whose output signal when a negative (positive) signal is fed to its input is equal to one (zero), the input of which is connected to the output of the seventh block of the work, the second block, the output signal of which at giving a negative (positive) signal to its input is equal to one (zero), the input of which is connected to the output of the eighth block of the product, the third block, the output signal of which when a negative (positive) signal is fed to its input, is equal to one (zero), whose input is connected to the output of the ninth block of the product, the sixth summing block, the first input of which is connected to the output of the first block, the output signal of which, when a negative (positive) signal is fed to its input, is equal to one (zero), and the second input of which is connected with the output of the second block, the output signal of which, when a negative (positive) signal is fed to its input, is equal to one (zero), the seventh summing block, the first input of which is connected to the output of the second block, whose output signal is supplied with a negative (positive) input the signal is equal to unity (zero), and the second input of which is connected to the output of the third block, the output signal of which, when a negative (positive) signal is fed to its input, is equal to unity (zero), the tenth block of the product, the first input of which is is single with the output of the fifth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the block, the output signal of which, when a positive (negative) signal is supplied to its input, is equal to one (zero), the eleventh block of the product, the first input of which is connected to the output of the sixth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the sixth summing block, the twelfth block of the product, the first input of which is connected to the output of the seventh proportional block, and the second input of which is connected to the output of the seventh umming block, the thirteenth block of the product, the first input of which is connected to the output of the eighth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the third block, the output signal of which when a negative (positive) signal is fed to its input, is one (zero), the fourteenth block of the work, the first input of which is connected to the output of the ninth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the block, the output signal of which when a positive (negative) signal is fed to its input unit (zero), the fifteenth block of the work, the first input of which is connected to the output of the tenth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the sixth summing block, the sixteenth block of the work, the first input of which is connected to the output of the eleventh proportional block, and the second input of which is connected to the output of the seventh summing block, the seventeenth block of the product, the first input of which is connected to the output of the twelfth proportional block, and the second input of which is connected to the output of the third block whose output signal, when a negative (positive) signal is fed to its input, is equal to one (zero), the eighth summing block, the first input of which is connected to the output of the tenth block of the work, and the second input of which is connected to the output of the eleventh block of the work, the ninth summing block, the first the input of which is connected to the output of the twelfth block of the work, and the second input of which is connected to the output of the thirteenth block of the work, the tenth summing block, the first input of which is connected to the output of the fourteenth block a work, and the second input of which is connected to the output of the fifteenth block of the work, the eleventh summing block, the first input of which is connected to the output of the sixteenth block of the work, and the second input of which is connected to the output of the seventeenth block of the work, the twelfth summing block, the first input of which is connected to the eighth output the summing block, and the second input of which is connected to the output of the ninth summing block, the thirteenth summing block, the first input of which is connected to the output of the tenth summing block a, and the second input of which is connected to the output of the eleventh summing block, the second input of the eighteenth block of the work is connected to the output of the third proportional block, the second input of the third block of the work is connected to the output of the fourth proportional block, the second input of the second block of the work is connected to the output of the twelfth summing block, the second the input of the first block of the product is connected to the output of the thirteenth summing block.

Недостатком прототипа является изменение величин коэффициентов обратных связей в зависимости от заданного перемещения. Это не позволяет получить хорошие динамические характеристики устройства.The disadvantage of the prototype is the change in the values of the feedback coefficients depending on a given displacement. This does not allow to obtain good dynamic characteristics of the device.

При разработке рациональных диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем накладывалось дополнительное ограничение - обеспечение перекрытия всего необходимого диапазона регулирования перемещения исполнительного органа механизма. При этом требуются дополнительные этапы диаграммы перемещения исполнительного органа механизма.When developing rational diagrams of movement of the executive body of the mechanism, elastically connected to the electric motor, an additional restriction was imposed - ensuring the overlap of the entire necessary range of regulation of the movement of the executive body of the mechanism. This requires additional steps of the movement diagram of the executive body of the mechanism.

В отличие от рациональных диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, каждая отдельно разработанная оптимальная по быстродействию диаграмма перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, позволяет достичь предельного быстродействия без использования дополнительных этапов.In contrast to rational movement diagrams of the executive body of a mechanism elastically connected to an electric motor, each separately developed optimal speed diagram of a movement of an executive body of a mechanism elastically connected to an electric motor makes it possible to achieve ultimate performance without using additional steps.

Задачей является разработка устройства для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости (состоящей из пяти этапов) с высокими динамическими характеристиками, неизменными в независимости от изменения задания на перемещение.The objective is to develop a device for generating a signal that corresponds to a speed-optimal diagram of the movement of the actuator of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of speed (consisting of five stages) with high dynamic characteristics that are unchanged regardless of the change in the movement task.

Техническим результатом полезной модели является повышение быстродействия и точности перемещения исполнительного органа механизма упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости.The technical result of the utility model is to increase the speed and accuracy of movement of the actuator of the mechanism elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of speed.

Технический результат достигается тем, что устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, содержащее первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока, выход первого суммирующего блока соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, первый интегральный блок, выход которого соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом пятого интегрального блока, второй задатчик, второй пропорциональный блок, третий пропорциональный блок, четвертый пропорциональный блок, пятый пропорциональный блок, шестой пропорциональный блок, седьмой пропорциональный блок, восьмой пропорциональный блок, девятый пропорциональный блок, десятый пропорциональный блок, одиннадцатый пропорциональный блок, второй суммирующий блок, третий суммирующий блок, четвертый суммирующий блок, пятый суммирующий блок, шестой суммирующий блок, седьмой суммирующий блок, восьмой суммирующий блок и девятый суммирующий блок, отличается тем, что выход первого задатчика соединен с первым входом второго суммирующего блока и с первым входом третьего суммирующего блока, выход второго задатчика соединен с первым входом четвертого суммирующего блока и с первым входом пятого суммирующего блока, выход второго суммирующего блока соединен с входом второго пропорционального блока, выход третьего суммирующего блока соединен с входом третьего пропорционального блока, выход четвертого суммирующего блока соединен с входом четвертого пропорционального блока, выход пятого суммирующего блока соединен с входом пятого пропорционального блока, введен второй блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом второго пропорционального блока, введен третий блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом третьего пропорционального блока, введен четвертый блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом четвертого пропорционального блока, введен пятый блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом пятого пропорционального блока, выход первого задатчика соединен с первым входом шестого суммирующего блока, выход второго задатчика соединен со вторым входом шестого суммирующего блока, выход шестого суммирующего блока соединен с входом шестого пропорционального блока и с входом седьмого пропорционального блока, выход шестого пропорционального блока соединен со вторым входом третьего суммирующего блока и со вторым входом четвертого суммирующего блока, выход седьмого пропорционального блока соединен со вторым входом второго суммирующего блока и со вторым входом пятого суммирующего блока, выход пятого интегрального блока соединен с первым входом седьмого суммирующего блока, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика, выход седьмого суммирующего блока соединен с третьим входом второго суммирующего блока, с третьим входом третьего суммирующего блока, с третьим входом четвертого суммирующего блока и с третьим входом пятого суммирующего блока, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом восьмого суммирующего блока, выход второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом восьмого суммирующего блока, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом восьмого суммирующего блока, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с четвертым входом восьмого суммирующего блока, выход пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с пятым входом восьмого суммирующего блока, выход восьмого суммирующего блока соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом восьмого пропорционального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом девятого пропорционального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом десятого пропорционального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с первым входом девятого суммирующего блока, выход девятого пропорционального блока соединен со вторым входом девятого суммирующего блока, выход десятого пропорционального блока соединен с третьим входом девятого суммирующего блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с четвертым входом девятого суммирующего блока, выход седьмого суммирующего блока соединен с пятым входом девятого суммирующего блока, выход девятого суммирующего блока соединен со вторым входом первого суммирующего блока.The technical result is achieved by the fact that the device for generating a signal corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the actuator of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of speed, containing the first master, the output of which is connected to the first input of the first summing block, the output of the first summing block connected to the input of the first proportional block, the output of the first proportional block is connected to the input of the first block, limiting the value of its input signal, the first integral block, the output of which is connected to the input of the second integral block, the output of the second integral block is connected to the input of the third integral block, the output of the third integral block is connected to the input of the fourth integral block, the output of the fourth integral block is connected to the input of the fifth integral block, second adjuster, second proportional block, third proportional block, fourth proportional block, fifth proportional block, sixth proportional the seventh proportional block, the eighth proportional block, the ninth proportional block, the tenth proportional block, the eleventh proportional block, the second summing block, the third summing block, the fourth summing block, the fifth summing block, the sixth summing block, the seventh summing block, the eighth summing block and the ninth summing block, characterized in that the output of the first master is connected to the first input of the second summing block and with the first input of the third summing block, the output of the second Ika is connected to the first input of the fourth summing block and to the first input of the fifth summing block, the output of the second summing block is connected to the input of the second proportional block, the output of the third summing block is connected to the input of the third proportional block, the output of the fourth summing block is connected to the input of the fourth proportional block, output the fifth summing block is connected to the input of the fifth proportional block, the second block is introduced, limiting the value of its input signal, the input of which is connected n with the output of the second proportional block, the third block is entered, limiting the value of its input signal, the input of which is connected to the output of the third proportional block, the fourth block is limiting the value of its input signal, the input of which is connected to the output of the fourth proportional block, the fifth block is limited the value of its input signal, the input of which is connected to the output of the fifth proportional block, the output of the first setter is connected to the first input of the sixth summing block, the output the second master is connected to the second input of the sixth summing block, the output of the sixth summing block is connected to the input of the sixth proportional block and to the input of the seventh proportional block, the output of the sixth proportional block is connected to the second input of the third summing block and to the second input of the fourth summing block, the output of the seventh proportional block connected to the second input of the second summing block and to the second input of the fifth summing block, the output of the fifth integral block is connected to the first input m of the seventh summing block, the second input of which is connected to the output of the second master, the output of the seventh summing block is connected to the third input of the second summing block, with the third input of the third summing block, with the third input of the fourth summing block and with the third input of the fifth summing block, the output of the first block , limiting the value of its input signal, is connected to the first input of the eighth summing block, the output of the second block, limiting the value of its input signal, is connected to the second input the 8th summing block, the output of the third block limiting the value of its input signal is connected to the third input of the eighth summing block, the output of the fourth block limiting the value of its input signal is connected to the fourth input of the eighth summing block, the output of the fifth block limiting the value of its input signal connected to the fifth input of the eighth summing block, the output of the eighth summing block is connected to the input of the first integral block, the output of the first integral block is connected to by the eighth proportional block, the output of the second integral block is connected to the input of the ninth proportional block, the output of the third integral block is connected to the input of the tenth proportional block, the output of the fourth integral block is connected to the input of the eleventh proportional block, the output of the eighth proportional block is connected to the first input of the ninth summing block, the output of the ninth proportional block is connected to the second input of the ninth summing block, the output of the tenth proportional block with It is connected to the third input of the ninth summing block, the output of the eleventh proportional block is connected to the fourth input of the ninth summing block, the output of the seventh summing block is connected to the fifth input of the ninth summing block, the output of the ninth summing block is connected to the second input of the first summing block.

Предложено разделить функции устройства на логические и демпфирующие: логические блоки формируют диаграмму; дополнительно введенные демпфирующие блоки обеспечивают высокое качество переходных процессов в устройстве. Это позволит реализовать предлагаемому устройству совместно с системой автоматического регулирования угла поворота исполнительного органа механизма высокую точность и быстродействие отработки заданной диаграммы перемещения.It is proposed to divide the device functions into logical and damping ones: logical blocks form a diagram; additionally introduced damping blocks provide high quality transient processes in the device. This will allow us to implement the proposed device in conjunction with a system for automatically controlling the angle of rotation of the executive body of the mechanism, high accuracy and speed of testing a given movement pattern.

Технический результат достигается за счет выполнения устройства одноконтурным и дополнительного введения четырех варьируемых параметров: постоянной времени отрицательной обратной связи по первой производной угла поворота исполнительного органа механизма; постоянной времени во второй степени отрицательной обратной связи по второй производной угла поворота исполнительного органа механизма; постоянной времени в третьей степени отрицательной обратной связи по третьей производной угла поворота исполнительного органа механизма; постоянной времени в четвертой степени отрицательной обратной связи по четвертой производной угла поворота исполнительного органа механизма.The technical result is achieved by performing the device single-circuit and the additional introduction of four variable parameters: the time constant of negative feedback with respect to the first derivative of the angle of rotation of the executive body of the mechanism; the time constant in the second degree of negative feedback on the second derivative of the angle of rotation of the executive body of the mechanism; the time constant in the third degree of negative feedback on the third derivative of the angle of rotation of the executive body of the mechanism; the time constant in the fourth degree of negative feedback on the fourth derivative of the angle of rotation of the executive body of the mechanism.

Передаточная функция по каналу управления заявляемого устройства имеет видThe transfer function on the control channel of the claimed device is

, ,

где .Where .

Передаточная функция заявляемого устройства по каналу управления является эталонной, т.е. по каналу управления система имеет наилучшие динамические характеристики. При изменении угла поворота исполнительного органа механизма постоянные времени передаточной функции не изменяются, т.е. остаются неизменными динамические характеристики заявляемого устройства.The transfer function of the claimed device along the control channel is a reference, i.e. through the control channel, the system has the best dynamic characteristics. When the angle of rotation of the executive body of the mechanism changes, the time constants of the transfer function do not change, i.e. the dynamic characteristics of the claimed device remain unchanged.

Оптимальная по быстродействию диаграмма перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, сформирована следующим образом. На первом, третьем и пятом этапах четвертая производная угловой скорости исполнительного органа механизма равна максимально допустимому значению ; на втором и четвертом этапах четвертая производная угловой скорости исполнительного органа механизма равна максимально допустимому значению со знаком минус . Длительность первого и пятого этапов равна t₁; длительность второго и четвертого этапов равна t₂; длительность третьего этапа равна t₃. В момент времени t₁ третья производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает максимального значения ; в момент времени третья производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает максимального значения ; в момент времени третья производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком минус ; в момент времени третья производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком минус . В моменты времени 2t₁, и вторая производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает максимального значения ; в момент времени и вторая производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает минимального значения . В момент времени первая производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает максимального значения ; в момент времени первая производная угловой скорости исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком минус . В момент времени угловая скорость исполнительного органа механизма достигает максимального значения ω_max. Угол поворота (перемещение) увеличивается от начального значения φ_нач до конечного значения φ_кон.The optimal speed diagram of the movement of the Executive body of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the speed, is formed as follows. At the first, third and fifth stages, the fourth derivative of the angular velocity of the executive body of the mechanism is equal to the maximum allowable value ; in the second and fourth stages, the fourth derivative of the angular velocity of the executive body of the mechanism is equal to the maximum allowable value with a minus sign . The duration of the first and fifth stages is equal to t ₁ ; the duration of the second and fourth stages is equal to t ₂ ; the duration of the third stage is t ₃ . At time t _{1, the} third derivative of the angular velocity of the actuator reaches the maximum value ; at time the third derivative of the angular velocity of the actuator reaches the maximum value ; at time the third derivative of the angular velocity of the actuator reaches the maximum value with a minus sign ; at time the third derivative of the angular velocity of the actuator reaches the maximum value with a minus sign . At times 2t ₁ , and the second derivative of the angular velocity of the actuator reaches the maximum value ; at time and the second derivative of the angular velocity of the executive body of the mechanism reaches a minimum value . At time the first derivative of the angular velocity of the actuator reaches the maximum value ; at time the first derivative of the angular velocity of the actuator reaches the maximum value with a minus sign . At time the angular velocity of the executive body of the mechanism reaches a maximum value of ω _max . The rotation angle (displacement) increases from the initial value of φ _nach to the final value of φ _con .

Для данной диаграммы справедливы соотношения:For this diagram, the following relations are true:

; ;

. .

где T - длительность цикла.where T is the duration of the cycle.

Оптимальная по быстродействию диаграмма перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости справедлива при выполнении условияThe optimal speed diagram of the movement of the actuator of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the velocity is valid when the condition

. .

где .Where .

Если условие не выполняется, то необходимо перейти к оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничениях четвертой и по минимальному значению второй производных скорости.If the condition is not fulfilled, then it is necessary to switch to the optimal speed diagram of the movement of the actuator of the mechanism elastically connected to the electric motor, with the limitations of the fourth and the minimum value of the second velocity derivatives.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости.Figure 1 presents a structural diagram of a device for generating a signal corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the Executive body of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the speed.

Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, содержит первый задатчик 1, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока 2, выход первого суммирующего блока 2 соединен с входом первого пропорционального блока 3, выход первого пропорционального блока 3 соединен с входом первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом восьмого суммирующего блока 5, выход восьмого суммирующего блока 5 соединен с входом первого интегрального блока 6, выход первого интегрального блока 6 соединен с входом второго интегрального блока 7, выход второго интегрального блока 7 соединен с входом третьего интегрального блока 8, выход третьего интегрального блока 8 соединен с входом четвертого интегрального блока 9, выход четвертого интегрального блока 9 соединен с входом пятого интегрального блока 10, выход пятого интегрального блока 10 соединен с первым входом седьмого суммирующего блока 11, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика 24, выход первого задатчика 1 соединен с первым входом второго суммирующего блока 12 и с первым входом третьего суммирующего блока 15, выход второго задатчика 24 соединен с первым входом четвертого суммирующего блока 20 и с первым входом пятого суммирующего блока 25, выход второго суммирующего блока 12 соединен с входом второго пропорционального блока 13, выход третьего суммирующего блока 15 соединен с входом третьего пропорционального блока 16, выход четвертого суммирующего блока 20 соединен с входом четвертого пропорционального блока 21, выход пятого суммирующего блока 25 соединен с входом пятого пропорционального блока 26, выход второго пропорционального блока 13 соединен с входом второго блока 14, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход третьего пропорционального блока 16 соединен с входом третьего блока 17, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход четвертого пропорционального блока 21 соединен с входом четвертого блока 22, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход пятого пропорционального блока 26 соединен с входом пятого блока 27, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого задатчика 1 соединен с первым входом шестого суммирующего блока 18, выход второго задатчика 24 соединен со вторым входом шестого суммирующего блока 18, выход шестого суммирующего блока 18 соединен с входом шестого пропорционального блока 19 и с входом седьмого пропорционального блока 23, выход шестого пропорционального блока 19 соединен со вторым входом третьего суммирующего блока 15 и со вторым входом четвертого суммирующего блока 20, выход седьмого пропорционального блока 23 соединен со вторым входом второго суммирующего блока 12 и со вторым входом пятого суммирующего блока 25, выход седьмого суммирующего блока 11 соединен с третьим входом второго суммирующего блока 12, с третьим входом третьего суммирующего блока 15, с третьим входом четвертого суммирующего блока 20 и с третьим входом пятого суммирующего блока 25, выход второго блока 14, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом восьмого суммирующего блока 5, выход третьего блока 17, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом восьмого суммирующего блока 5, выход четвертого блока 22, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с четвертым входом восьмого суммирующего блока 5, выход пятого блока 27, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с пятым входом восьмого суммирующего блока 5, выход первого интегрального блока 6 соединен с входом восьмого пропорционального блока 29, выход второго интегрального блока 7 соединен с входом девятого пропорционального блока 30, выход третьего интегрального блока 8 соединен с входом десятого пропорционального блока 31, выход четвертого интегрального блока 9 соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока 32, выход восьмого пропорционального блока 29 соединен с первым входом девятого суммирующего блока 28, выход девятого пропорционального блока 30 соединен со вторым входом девятого суммирующего блока 28, выход десятого пропорционального блока 31 соединен с третьим входом девятого суммирующего блока 28, выход одиннадцатого пропорционального блока 32 соединен с четвертым входом девятого суммирующего блока 28, выход седьмого суммирующего блока 11 соединен с пятым входом девятого суммирующего блока 28, выход девятого суммирующего блока 28 соединен со вторым входом первого суммирующего блока 2.A device for generating a signal corresponding to an optimal speed diagram of the movement of the actuator of the mechanism elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of speed, contains a first master 1, the output of which is connected to the first input of the first summing block 2, the output of the first summing block 2 is connected to the input the first proportional block 3, the output of the first proportional block 3 is connected to the input of the first block 4, limiting the value of its input signal, the output of the first block 4, limiting the value of its input signal, is connected to the first input of the eighth summing block 5, the output of the eighth summing block 5 is connected to the input of the first integral block 6, the output of the first integral block 6 is connected to the input of the second integral block 7, the output of the second integral block 7 is connected to the input of the third integral block 8, the output of the third integral block 8 is connected to the input of the fourth integral block 9, the output of the fourth integral block 9 is connected to the input of the fifth integral unit 10, the output of the fifth integral unit 10 is connected to the first input of the seventh totalizing unit 11, the second input of which is connected to the output of the second master 24, the output of the first master 1 is connected to the first input of the second totalizing unit 12 and with the first input of the third totalizing unit 15, the output the second setter 24 is connected to the first input of the fourth summing block 20 and to the first input of the fifth summing block 25, the output of the second summing block 12 is connected to the input of the second proportional block 13, the output of the third summing b lock 15 is connected to the input of the third proportional block 16, the output of the fourth summing block 20 is connected to the input of the fourth proportional block 21, the output of the fifth summing block 25 is connected to the input of the fifth proportional block 26, the output of the second proportional block 13 is connected to the input of the second block 14, limiting the value of its input signal, the output of the third proportional block 16 is connected to the input of the third block 17, limiting the value of its input signal, the output of the fourth proportional block 21 is dined with the input of the fourth block 22, limiting the value of its input signal, the output of the fifth proportional block 26 is connected to the input of the fifth block 27, limiting the value of its input signal, the output of the first master 1 is connected to the first input of the sixth summing block 18, the output of the second master 24 is connected to the second input of the sixth summing block 18, the output of the sixth summing block 18 is connected to the input of the sixth proportional block 19 and to the input of the seventh proportional block 23, the output of the sixth proportional block 19 is connected to the second input of the third summing block 15 and to the second input of the fourth summing block 20, the output of the seventh proportional block 23 is connected to the second input of the second summing block 12 and to the second input of the fifth summing block 25, the output of the seventh summing block 11 is connected to the third input the second summing block 12, with the third input of the third summing block 15, with the third input of the fourth summing block 20 and with the third input of the fifth summing block 25, the output of the second block 14, limiting the value with its input signal, connected to the second input of the eighth summing block 5, the output of the third block 17, limiting the value of its input signal, connected to the third input of the eighth summing block 5, the output of the fourth block 22, limiting the value of its input, connected to the fourth input of the eighth summing block 5, the output of the fifth block 27, limiting the value of its input signal, is connected to the fifth input of the eighth summing block 5, the output of the first integral block 6 is connected to the input of the eighth of the ionic block 29, the output of the second integral block 7 is connected to the input of the ninth proportional block 30, the output of the third integral block 8 is connected to the input of the tenth proportional block 31, the output of the fourth integral block 9 is connected to the input of the eleventh proportional block 32, the output of the eighth proportional block 29 is connected to the first input of the ninth summing block 28, the output of the ninth proportional block 30 is connected to the second input of the ninth summing block 28, the output of the tenth proportional block 31 inen with the third input of the ninth summing block 28, the output of the eleventh proportional block 32 is connected to the fourth input of the ninth summing block 28, the output of the seventh summing block 11 is connected to the fifth input of the ninth summing block 28, the output of the ninth summing block 28 is connected to the second input of the first summing block 2 .

Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, работает следующим образом. Первый задатчик 1 формирует сигнал, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа механизма φ_кон. Второй задатчик 24 формирует сигнал, равный начальному значению угла поворота исполнительного органа механизма φ_нач. На входы первого суммирующего блока 2 поступают сигнал с первого задатчика 1, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа механизма φ_кон, и сигналы отрицательных обратных связей: по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице; по частоте вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени равной 4τ (реализует одиннадцатый пропорциональный блок 32); по первой производной частоты вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени во второй степени равной 8τ² (реализует десятый пропорциональный блок 31); по второй производной частоты вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени в третьей степени равной 8τ³ (реализует девятый пропорциональный блок 30); по третьей производной частоты вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени в четвертой степени равной 4τ⁴ (реализует восьмой пропорциональный блок 29). Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход первого пропорционального блока 3. Первый пропорциональный блок 3 усиливает результирующий сигнал. Первый блок 4, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с первого пропорционального блока 3, до величины . На входы шестого суммирующего блока 18 поступают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный величине φ_кон; со знаком минус со второго задатчика 24, равный величине φ_нач. Шестой пропорциональный блок 19 усиливает сигнал, поступающий с шестого суммирующего блока 18, до величины . Седьмой пропорциональный блок 23 усиливает сигнал, поступающий с шестого суммирующего блока 18, до величины . На входы второго суммирующего блока 12 поступают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный величине φ_кон; со знаком минус с седьмого пропорционального блока 23, равный величине ; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход второго пропорционального блока 13. Второй пропорциональный блок 13 усиливает результирующий сигнал. Второй блок 14, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий со второго пропорционального блока 13, до величины . На входы третьего суммирующего блока 15 поступают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный величине φ_кон; знаком минус с шестого пропорционального блока 19, равный величине ; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход третьего пропорционального блока 16. Третий пропорциональный блок 16 усиливает результирующий сигнал. Третий блок 17, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с третьего пропорционального блока 15, до величины . На входы четвертого суммирующего блока 20 поступают сигналы: со знаком плюс со второго задатчика 24, равный величине φ_нач; со знаком плюс с шестого пропорционального блока 19, равный величине ; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход четвертого пропорционального блока 21. Четвертый пропорциональный блок 21 усиливает результирующий сигнал. Четвертый блок 22, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с четвертого пропорционального блока 21, до величины . На входы пятого суммирующего блока 25 поступают сигналы: со знаком плюс со второго задатчика 24, равный величине φ_нач; со знаком плюс с седьмого пропорционального блока 23, равный величине ; отрицательной обратной связи углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход пятого пропорционального блока 26. Пятый пропорциональный блок 26 усиливает результирующий сигнал. Пятый блок 27, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с пятого пропорционального блока 26, до величины . На входы восьмого суммирующего блока 5 поступают сигналы: со знаком плюс с первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком минус со второго блока 14, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком плюс с третьего блока 17, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком минус с четвертого блока 22, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком плюс с пятого блока 27, ограничивающего значение своего входного сигнала. Восьмой суммирующий блок 5 формирует на выходе зависимость четвертой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени . Первый интегральный блок 6 интегрирует зависимость четвертой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость третьей производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени . Второй интегральный блок 7 интегрирует зависимость третьей производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость второй производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени . Третий интегральный блок 8 интегрирует зависимость второй производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени . Четвертый интегральный блок 9 интегрирует зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость частоты вращения исполнительного органа механизма от времени . Пятый интегральный блок 10 интегрирует зависимость частоты вращения исполнительного органа механизма от времени. На входы седьмого суммирующего блока 11 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода пятого интегрального блока 10 и со знаком плюс со второго задатчик 24. Седьмой суммирующий блок 11 формирует на выходе зависимость угла поворота исполнительного органа механизма от времени φ₂(t).A device for generating a signal corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the Executive body of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the speed, works as follows. The first master 1 generates a signal equal to the final value of the angle of rotation of the Executive body of the mechanism φ _con . The second setter 24 generates a signal equal to the initial value of the angle of rotation of the Executive body of the mechanism φ _beg . The inputs of the first summing unit 2 receive a signal from the first master 1, equal to the final value of the angle of rotation of the actuator of the mechanism φ _kon , and negative feedback signals: along the angle of rotation of the actuator of the mechanism with a factor equal to one; according to the frequency of rotation of the executive body of the mechanism with a time constant equal to 4τ (implements the eleventh proportional block 32); according to the first derivative of the rotational speed of the executive body of the mechanism with a time constant in the second degree equal to 8τ ² (implements the tenth proportional block 31); according to the second derivative of the rotational speed of the executive body of the mechanism with a time constant in the third degree equal to 8τ ³ (implements the ninth proportional block 30); according to the third derivative of the rotational speed of the executive body of the mechanism with a time constant in the fourth degree equal to 4τ ⁴ (implements the eighth proportional block 29). The algebraic sum of the signals is input to the first proportional block 3. The first proportional block 3 amplifies the resulting signal. The first block 4, limiting the value of its input signal, limits the signal from the first proportional block 3 to the value . The inputs of the sixth summing block 18 receive signals: with a plus sign from the first setter 1, equal to the value of φ _con ; with a minus sign from the second setter 24, equal to the value of φ _beg . The sixth proportional block 19 amplifies the signal from the sixth summing block 18 to a value . The seventh proportional block 23 amplifies the signal from the sixth summing block 18 to a value . The inputs of the second summing block 12 receives signals: with a plus sign from the first setter 1, equal to the value of φ _con ; with a minus sign from the seventh proportional block 23, equal to ; negative feedback on the angle of rotation of the executive body of the mechanism with a coefficient equal to one. The algebraic sum of the signals is input to the second proportional block 13. The second proportional block 13 amplifies the resulting signal. The second block 14, limiting the value of its input signal, limits the signal from the second proportional block 13 to the value . The inputs of the third summing block 15 receives signals: with a plus sign from the first setter 1, equal to the value of φ _con ; minus sign from the sixth proportional block 19, equal to ; negative feedback on the angle of rotation of the executive body of the mechanism with a coefficient equal to one. The algebraic sum of the signals is input to the third proportional block 16. The third proportional block 16 amplifies the resulting signal. The third block 17, limiting the value of its input signal, limits the signal from the third proportional block 15 to the value . The inputs of the fourth summing block 20 receive signals: with a plus sign from the second setter 24, equal to the value of φ _beg ; with a plus sign from the sixth proportional block 19, equal to ; negative feedback on the angle of rotation of the executive body of the mechanism with a coefficient equal to one. The algebraic sum of the signals is input to the fourth proportional block 21. The fourth proportional block 21 amplifies the resulting signal. The fourth block 22, limiting the value of its input signal, limits the signal from the fourth proportional block 21 to the value . The inputs of the fifth summing block 25 receive signals: with a plus sign from the second setter 24, equal to the value of φ _beg ; with a plus sign from the seventh proportional block 23 equal to ; negative feedback angle of rotation of the executive body of the mechanism with a coefficient equal to one. The algebraic sum of the signals is input to the fifth proportional block 26. The fifth proportional block 26 amplifies the resulting signal. The fifth block 27, limiting the value of its input signal, limits the signal from the fifth proportional block 26 to a value . The inputs of the eighth summing block 5 receive signals: with a plus sign from the first block 4, limiting the value of its input signal; with a minus sign from the second block 14, limiting the value of its input signal; with a plus sign from the third block 17, limiting the value of its input signal; with a minus sign from the fourth block 22, limiting the value of its input signal; with a plus sign from the fifth block 27, limiting the value of its input signal. The eighth summing unit 5 generates at the output the dependence of the fourth derivative of the rotational speed of the actuator of the mechanism on time . The first integral unit 6 integrates the time dependence of the fourth derivative of the rotational speed of the actuator and forms the dependence of the third derivative of the rotational speed of the actuator of the mechanism on time . The second integral unit 7 integrates the dependence of the third derivative of the rotational speed of the actuator of the mechanism on time and forms the dependence of the second derivative of the frequency of rotation of the actuator of the mechanism on time . The third integral unit 8 integrates the dependence of the second derivative of the rotational speed of the actuator of the mechanism on time and forms the dependence of the first derivative of the frequency of rotation of the actuator of the mechanism on time . The fourth integral unit 9 integrates the dependence of the first derivative of the rotational speed of the actuator of the mechanism on time and forms the dependence of the rotational speed of the actuator of the mechanism on time . The fifth integral unit 10 integrates the time dependence of the rotational speed of the actuator. The inputs to the inputs of the seventh summing block 11 are: with a plus sign from the output of the fifth integral block 10 and with a plus sign from the second setter 24. The seventh summing block 11 forms the dependence of the rotation angle of the actuator on the time φ ₂ (t) at the output.

При увеличении угла поворота исполнительного органа механизма выполняется условие φ_кон>φ_нач. При этом в интервале времени 0<t<t₁ угол поворота исполнительного органа механизма меньше конечного значения угла поворота φ₂<φ_кон, поэтому выходной сигнал первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце четвертого этапа φ₂<φ₂₄, поэтому выходной сигнал второго блока 14, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце третьего этапа φ₂<φ₂₃, поэтому выходной сигнал третьего блока 17, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце второго этапа φ₂<φ₂₂, поэтому выходной сигнал четвертого блока 22, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце первого этапа φ₂<φ₂₁, поэтому выходной сигнал пятого блока 27, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал восьмого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=t₁ φ₂=φ₂₁, поэтому сумма входных сигналов пятого суммирующего блока 25 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в пятом блоке 27, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени t₁<t<(t₁+t₂) выходной сигнал пятого блока 27, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал восьмого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=(t₁+t₂) φ₂=φ₂₂, поэтому сумма входных сигналов четвертого суммирующего блока 20 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в четвертом блоке 22, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени (t₁+t₂)<t<(t₁+t₂+t₃) выходной сигнал четвертого блока 22, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал восьмого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=(t₁+t₂+t₃) φ₂=φ₂₃, поэтому сумма входных сигналов третьего суммирующего блока 15 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в третьем блоке 17, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени (t₁+t₂+t₃)<t<(t₁+2t₂+t₃) выходной сигнал третьего блока 17, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал восьмого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=(t₁+2t₂+t₃) φ₂=φ₂₄, поэтому сумма входных сигналов второго суммирующего блока 12 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение во втором блоке 14, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени (t₁+2t₂+t₃)<t<(2t₁+2t₂+t₃) выходной сигнал второго блока 14, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал восьмого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=(2t₁+2t₂+t₃) φ₂=φ_кон, поэтому сумма входных сигналов первого суммирующего блока 2 становится равной нулю и происходит переключение в первом блоке 4, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени (2t₁+2t₂+t₃)<t выходной сигнал первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал восьмого суммирующего блока 5 равен нулю. Наличие отрицательных обратных связей по угловой скорости исполнительного органа механизма и ее первой, второй и третьей производным позволяет обеспечить переходный процесс в интервале времени (2t₁+2t₂+t₃)<t с высокими динамическими характеристиками.With an increase in the angle of rotation of the executive body of the mechanism, the condition φ _con > φ _beg . Moreover, in the time interval 0 <t <t _{1, the} angle of rotation of the executive body of the mechanism is less than the final value of the angle of rotation φ ₂ <φ _con , therefore, the output signal of the first block 4, limiting the value of its input signal, is ; the angle of rotation of the executive body of the mechanism is less than the value of the angle of rotation at the end of the fourth stage φ ₂ <φ ₂₄ , so the output signal of the second block 14, limiting the value of its input signal, is ; the angle of rotation of the executive body of the mechanism is less than the angle of rotation at the end of the third stage φ ₂ <φ ₂₃ , therefore, the output signal of the third block 17, limiting the value of its input signal, is ; the angle of rotation of the executive body of the mechanism is less than the angle of rotation at the end of the second stage φ ₂ <φ ₂₂ , therefore, the output signal of the fourth block 22, limiting the value of its input signal, is ; the angle of rotation of the executive body of the mechanism is less than the value of the angle of rotation at the end of the first stage φ ₂ <φ ₂₁ , therefore, the output signal of the fifth block 27, limiting the value of its input signal, is ; the output signal of the eighth summing block 5 is equal to . At time t = t ₁ φ ₂ = φ ₂₁ , therefore, the sum of the input signals of the fifth summing block 25 changes its sign from plus to minus and switching occurs in the fifth block 27, which limits the value of its input signal. In the time interval t ₁ <t <(t ₁ + t ₂ ) the output signal of the fifth block 27, limiting the value of its input signal, is ; the output signal of the eighth summing block 5 is equal to . At time t = (t ₁ + t ₂ ) φ ₂ = φ ₂₂ , therefore, the sum of the input signals of the fourth summing block 20 changes its sign from plus to minus and switching occurs in the fourth block 22, limiting the value of its input signal. In the time interval (t ₁ + t ₂ ) <t <(t ₁ + t ₂ + t ₃ ) the output signal of the fourth block 22, limiting the value of its input signal, is ; the output signal of the eighth summing block 5 is equal to . At the time t = (t ₁ + t ₂ + t ₃ ) φ ₂ = φ ₂₃ , therefore, the sum of the input signals of the third summing block 15 changes its sign from plus to minus and switching occurs in the third block 17, limiting the value of its input signal. In the time interval (t ₁ + t ₂ + t ₃ ) <t <(t ₁ + 2t ₂ + t ₃ ) the output signal of the third block 17, limiting the value of its input signal, is ; the output signal of the eighth summing block 5 is equal to . At the time t = (t ₁ + 2t ₂ + t ₃ ) φ ₂ = φ ₂₄ , therefore, the sum of the input signals of the second summing block 12 changes its sign from plus to minus and switching occurs in the second block 14, limiting the value of its input signal. In the time interval (t ₁ + 2t ₂ + t ₃ ) <t <(2t ₁ + 2t ₂ + t ₃ ) the output signal of the second block 14, limiting the value of its input signal, is ; the output signal of the eighth summing block 5 is equal to . At time t = (2t ₁ + 2t ₂ + t ₃ ) φ ₂ = φ _con , therefore, the sum of the input signals of the first summing block 2 becomes equal to zero and switching occurs in the first block 4, limiting the value of its input signal. In the time interval (2t ₁ + 2t ₂ + t ₃ ) <t, the output signal of the first block 4, limiting the value of its input signal, is zero; the output signal of the eighth summing block 5 is zero. The presence of negative feedbacks on the angular velocity of the executive body of the mechanism and its first, second and third derivatives allows for a transient process in the time interval (2t ₁ + 2t ₂ + t ₃ ) <t with high dynamic characteristics.

В описании рассмотрен вариант, при котором увеличивается угол поворота исполнительного органа механизма (φ_кон>φ_нач). Заявляемое устройство обеспечивает формирование сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости, и при уменьшении угла поворота исполнительного органа механизма (φ_кон<φ_нач).In the description, a variant is considered in which the angle of rotation of the executive body of the mechanism increases (φ _con > φ _beginning ). The inventive device provides the formation of a signal corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the Executive body of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the speed, and with a decrease in the angle of rotation of the Executive body of the mechanism (φ _con <φ _beginning ).

Предлагаемое устройство качественно обеспечивает формирование сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости.The proposed device provides a high-quality signal generation corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the Executive body of the mechanism, elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the speed.

Точность формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости определяется настройкой линейных блоков: пропорциональных, суммирующих и интегральных, а также блоков, ограничивающих значение своего входного сигнала.The accuracy of the signal generation corresponding to the optimal speed diagram of the movement of the executive body of the mechanism elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of the speed, is determined by the adjustment of linear blocks: proportional, summing and integral, as well as blocks limiting the value of its input signal.

Разработано, реализовано и экспериментально исследовано устройство на базе программируемого контроллера, формирующее сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, при ограничении четвертой производной скорости.A device based on a programmable controller is developed, implemented, and experimentally investigated, which generates a signal that corresponds to the optimal speed diagram of the movement of the executive body of a mechanism elastically connected to an electric motor, while limiting the fourth derivative of speed.

Claims

A device for generating a signal corresponding to a speed-optimal diagram of the movement of the actuator of the mechanism elastically connected to the electric motor, while limiting the fourth derivative of speed, containing a first master, the output of which is connected to the first input of the first summing block, the output of the first summing block is connected to the input of the first proportional block , the output of the first proportional block is connected to the input of the first block, limiting the value of its input signal, per the second integral block, the output of which is connected to the input of the second integral block, the output of the second integral block is connected to the input of the third integral block, the output of the third integral block is connected to the input of the fourth integral block, the output of the fourth integral block is connected to the input of the fifth integral block, second master, second proportional unit, third proportional unit, fourth proportional unit, fifth proportional unit, sixth proportional unit, seventh proportional unit, the seventh proportional block, the ninth proportional block, the tenth proportional block, the eleventh proportional block, the second summing block, the third summing block, the fourth summing block, the fifth summing block, the sixth summing block, the seventh summing block, the eighth summing block and the ninth summing block, characterized in that the output of the first master is connected to the first input of the second totalizing unit and to the first input of the third totalizing unit, the output of the second master is connected to the first input of the fourth the summing block and with the first input of the fifth summing block, the output of the second summing block is connected to the input of the second proportional block, the output of the third summing block is connected to the input of the third proportional block, the output of the fourth summing block is connected to the input of the fourth proportional block, the output of the fifth summing block is connected to the input of the fifth proportional block, the second block is introduced, limiting the value of its input signal, the input of which is connected to the output of the second proportional block ka, a third block has been introduced that limits the value of its input signal, the input of which is connected to the output of the third proportional block, a fourth block has been introduced that limits the value of its input signal, the input of which is connected to the output of the fourth proportional block, a fifth block has been introduced that limits the value of its input signal the input of which is connected to the output of the fifth proportional block, the output of the first master is connected to the first input of the sixth summing block, the output of the second master is connected to the second input ohm of the sixth summing block, the output of the sixth summing block is connected to the input of the sixth proportional block and to the input of the seventh proportional block, the output of the sixth proportional block is connected to the second input of the third summing block and to the second input of the fourth summing block, the output of the seventh proportional block is connected to the second input of the second summing block and with the second input of the fifth summing block, the output of the fifth integral block is connected to the first input of the seventh summing block, the second input which is connected to the output of the second master, the output of the seventh summing block is connected to the third input of the second summing block, with the third input of the third summing block, with the third input of the fourth summing block and with the third input of the fifth summing block, the output of the first block limiting the value of its input signal connected to the first input of the eighth summing block, the output of the second block limiting the value of its input signal, connected to the second input of the eighth summing block, the third output of the fifth block, limiting the value of its input signal, is connected to the third input of the eighth summing block, the output of the fourth block, limiting the value of its input signal, is connected to the fourth input of the eighth summing block, the output of the fifth block, limiting the value of its input signal, is connected to the fifth input of the eighth summing block, the output of the eighth summing block is connected to the input of the first integral block, the output of the first integral block is connected to the input of the eighth proportional block, the stroke of the second integral block is connected to the input of the ninth proportional block, the output of the third integral block is connected to the input of the tenth proportional block, the output of the fourth integral block is connected to the input of the eleventh proportional block, the output of the eighth proportional block is connected to the first input of the ninth summing block, the output of the ninth proportional block is connected with the second input of the ninth summing block, the output of the tenth proportional block is connected to the third input of the ninth summing guide unit, an output proportional to the eleventh block is connected with fourth input of the ninth summing unit, an output of the seventh summing junction is coupled to a fifth input of the ninth summing unit, an output of the ninth summing unit connected to the second input of the first summing unit.