RU2016269C1 - Method for controlling drive shaft rotation - Google Patents
Method for controlling drive shaft rotation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016269C1 RU2016269C1 RU92002270/29A RU92002270A RU2016269C1 RU 2016269 C1 RU2016269 C1 RU 2016269C1 RU 92002270/29 A RU92002270/29 A RU 92002270/29A RU 92002270 A RU92002270 A RU 92002270A RU 2016269 C1 RU2016269 C1 RU 2016269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- rotation
- drive shaft
- additional
- feedback signal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам управления вращением приводного вала пневмо- или гидродвигателя, которые могут быть использованы в качестве основного силового или вспомогательного привода на транспорте, в машиностроении, станкостроении и т.п. The invention relates to engine building, and in particular to methods for controlling the rotation of the drive shaft of a pneumatic or hydraulic motor, which can be used as the main power or auxiliary drive in transport, in mechanical engineering, machine tool industry, etc.
Известен способ управления вращением приводного вала [1], основанный на формировании командного сигнала с последующим его преобразованием в механическое перемещение исполнительных двигателей и через преобразователь в круговое вращение приводного вала. A known method of controlling the rotation of the drive shaft [1], based on the formation of a command signal with its subsequent conversion into mechanical movement of the Executive motors and through the Converter in a circular rotation of the drive shaft.
Недостатком указанного способа является неравномерность вращения приводного вала и малый диапазон скоростей вращения. The disadvantage of this method is the uneven rotation of the drive shaft and a small range of rotational speeds.
Прототипом предлагаемого изобретения является способ [2], включающий подачу периодического командного сигнала, формирование результирующего сигнала управления потоком рабочей среды исполнительного двигателя путем уменьшения командного сигнала на величину сигнала обратной связи и преобразование поступательного перемещения исполнительного двигателя во вращение приводного вала, угол поворота которого измеряют для формирования указанного сигнала обратной связи. The prototype of the invention is a method [2], including the supply of a periodic command signal, generating the resulting control signal of the flow of the working medium of the actuating engine by reducing the command signal by the value of the feedback signal and converting the translational movement of the actuator into rotation of the drive shaft, the rotation angle of which is measured to form specified feedback signal.
Известный способ позволяет расширить диапазон скоростей вращения, обеспечивает однозначность между заданным и фактическим значением чисел оборотов приводного вала. The known method allows to expand the range of speeds of rotation, provides unambiguity between a given and actual value of the number of revolutions of the drive shaft.
Недостатком указанного способа является невысокая равномерность вращения приводного вала. The disadvantage of this method is the low uniformity of rotation of the drive shaft.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании эффективного способа управления вращением приводного вала. The technical problem, which is aimed by the invention, is to create an effective way to control the rotation of the drive shaft.
Технический результат, реализуемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении равномерного и стабильного вращения приводного вала в широком диапазоне чисел оборотов, включая предельно малые близкие к нулю и предельно большие. The technical result realized by the claimed invention is to ensure uniform and stable rotation of the drive shaft in a wide range of revolutions, including extremely small close to zero and extremely large.
Это достигается тем, что в способе управления вращением приводного вала двигателя, включающем подачу периодического командного сигнала, формирование результирующего сигнала управления потоком рабочей среды исполнительного двигателя путем уменьшения командного сигнала на величину сигнала обратной связи и преобразование поступательного перемещения исполнительного двигателя во вращение приводного вала, угол поворота которого измеряют для формирования указанного сигнала обратной связи, формирование сигнала обратной связи осуществляют путем преобразования измеренного угла поворота в периодический сигнал с частотой колебаний, равной текущему значению числа оборотов приводного вала. This is achieved by the fact that in the method of controlling the rotation of the drive shaft of the engine, including supplying a periodic command signal, generating a resulting control signal of the flow of the working medium of the actuating engine by reducing the command signal by the value of the feedback signal and converting the translational movement of the actuator into rotation of the drive shaft, the rotation angle which is measured to form the specified feedback signal, the formation of the feedback signal is carried out yayut measured by converting the rotation angle into a periodic signal with an oscillation frequency equal to the current value of the number of revolutions of the drive shaft.
А также тем, что в способе управления вращением приводного вала подают дополнительный периодический командный сигнал и дополнительный сигнал обратной связи с постоянным смещением по фазе относительно соответствующих основных сигналов и формируют дополнительный результирующий сигнал управления потоком рабочей среды дополнительного исполнительного двигателя, поступательное перемещение которого совместно с поступательным перемещением основного исполнительного двигателя преобразуют во вращение приводного вала. And also by the fact that in the method of controlling the rotation of the drive shaft, an additional periodic command signal and an additional feedback signal with a constant phase offset relative to the corresponding main signals are supplied and an additional resultant control signal of the working medium flow of the additional actuator is generated, the translational movement of which together with the translational movement the main actuator is converted into rotation of the drive shaft.
Новым в заявляемом способе является формирование сигнала обратной связи путем преобразования угла поворота приводного вала в периодический сигнал с частотой колебаний, равной текущему значению числа оборотов приводного вала. New in the claimed method is the formation of a feedback signal by converting the angle of rotation of the drive shaft into a periodic signal with an oscillation frequency equal to the current value of the number of revolutions of the drive shaft.
Новым так же является подача дополнительного периодического командного сигнала и дополнительного сигнала обратной связи с постоянным смещением по фазе относительно соответствующих основных сигналов и формирование дополнительного результирующего сигнала управления потоком рабочей среды дополнительного исполнительного двигателя, поступательное перемещение которого совместно с поступательным перемещением основного исполнительного двигателя преобразуется во вращение приводного вала. Also new is the supply of an additional periodic command signal and an additional feedback signal with a constant phase shift relative to the corresponding main signals and the formation of an additional resulting signal for controlling the flow of the working medium of the additional actuator, the translational movement of which, together with the translational movement of the main actuator, is converted into rotation of the drive shaft.
Заявляемый способ может быть реализован с использованием устройства, блок схема которого приведена на фиг.1. The inventive method can be implemented using a device whose block diagram is shown in figure 1.
Устройство содержит блок формирования периодического командного сигнала 1, блок формирования сигнала обратной связи 2, блок формирования сигнала управления потоком рабочей среды исполнительного двигателя 3, преобразователь сигнала управления 4 в поступательное перемещение исполнительного двигателя 5, преобразователь поступательного перемещения 6 исполнительного двигателя во вращение приводного вала, причем выход блока 1 соединен с первым входом блока 3, выход которого через преобразователь сигнала управления 4 механически связан с исполнительным двигателем 5. При этом исполнительный двигатель 5 соединен с преобразователем поступательного перемещения 6 исполнительного двигателя 5 во вращение приводного вала (вал на блок-схеме не показан). Выход 2 соединен со вторым входом блока формирования сигнала управления 3. The device comprises a block for generating a
Блок формирования периодического командного сигнала 1 может быть выполнен, например, в виде генератора гармонических колебаний. В качестве блока формирования сигнала обратной связи 2 может быть использован синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вал которого механически связан с приводным валом двигателя, формирующий на своих выходах сигналы, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота приводного вала. Блок формирования сигнала управления потоком рабочей среды исполнительного двигателя 3 может быть реализован в виде операционного усилителя с инвертирующим и неинвертирующим входами, а преобразователь сигнала управления 4 - в виде, например, электромеханического преобразователя. Исполнительный двигатель 5 - известный гидро- или пневмоцилиндр, внутри которого совершает возвратно-поступательное перемещение поршень со штоком. The unit for generating a
В качестве преобразователя поступательного перемещения исполнительного двигателя 6 в круговое вращение приводного вала может быть использован кривошип, установленный на приводном валу, механически связанный со штоком поршня. As a Converter translational movement of the actuating
Заявляемый способ осуществляется следующим образом. The inventive method is as follows.
Формируют сигнал в виде электрического напряжения U1 (фиг.3.1) синусоидальной формы с частотой, равной заданному числу оборотов приводного вала, который подается на первый вход блока 3. Последовательно соединенный с ним преобразователь 4 преобразует электрический сигнал управления с блока 3 в поступательное перемещение исполнительного двигателя посредством перераспределения по синусодиальному закону рабочей среды в полостях цилиндра (в качестве рабочей среды может быть использован пар, сжатый воздух, газ, жидкость и т.п.), что приводит также к перемещению по синусоидальному закону выходного элемента (поршня) исполнительного двигателя 5, который посредством преобразователя 6 преобразуется во вращение приводного вала. При этом блок формирования сигнала обратной связи 2 формирует на своем выходе электрическое напряжение U2 (фиг.3,1), которое подается на второй вход блока 3, обеспечивая формирование сигнала управления, величина которого пропорциональна разности величины командного периодического сигнала и сигнала обратной связи - U3 (фиг.3.1).A signal is generated in the form of an electric voltage U 1 (Fig. 3.1) of a sinusoidal shape with a frequency equal to a predetermined number of revolutions of the drive shaft, which is supplied to the first input of
Благодаря формированию такого сигнала обратной связи достигается постоянство амплитуды перемещения исполнительного двигателя во всем диапазоне чисел оборотов и синусоидальная зависимость этого перемещения, что обеспечивает равномерность вращения и однозначность между частотой колебания периодического командного сигнала и фактическим числом оборотов приводного вала. Due to the formation of such a feedback signal, a constant amplitude of movement of the actuating motor is achieved in the entire range of revolutions and a sinusoidal dependence of this displacement, which ensures uniform rotation and uniqueness between the oscillation frequency of the periodic command signal and the actual number of revolutions of the drive shaft.
Согласно способу-прототипу сигнал обратной связи формировал синусоидальную зависимость пропорционально величине перемещения штока поршня, что приводит к тому, что на больших оборотах при постоянном командном сигнале амплитуда перемещения поршня уменьшилась, следствием чего является неравномерность вращения и даже останов двигателя. According to the prototype method, the feedback signal generated a sinusoidal dependence in proportion to the displacement of the piston rod, which leads to the fact that at high speeds with a constant command signal, the amplitude of the displacement of the piston decreases, resulting in uneven rotation and even engine shutdown.
Согласно заявляемому способу сигнал обратной связи формируют путем преобразования угла поворота приводного вала в периодический сигнал с частотой колебания, равной текущему значению числа оборотов приводного вала, что обеспечивает постоянство амплитуды перемещения поршня в широком диапазоне чисел оборотов, включая предельно малые близкие к нулю и предельно большие. According to the claimed method, a feedback signal is generated by converting the angle of rotation of the drive shaft into a periodic signal with an oscillation frequency equal to the current value of the number of revolutions of the drive shaft, which ensures a constant amplitude of movement of the piston in a wide range of revolutions, including extremely small, close to zero and extremely large.
Заявляемый технический результат достигается также тем, что устройство для реализации предлагаемого способа (фиг.2) содержит последовательно соединенные второй блок формирования сигнала управления потоком рабочей среды дополнительного исполнительного двигателя 7, второй преобразователь сигнала управления 8 в поступательное перемещение исполнительного двигателя 9, при этом второй выход первого блока формирования периодического командного сигнала 1 соединен с первым входом 7, а второй выход первого блока формирования сигнала обратной связи 2 - с его вторым входом. Дополнительный исполнительный двигатель 9 механически связан с преобразователем поступательного перемещения 6. The claimed technical result is also achieved by the fact that the device for implementing the proposed method (Fig. 2) comprises serially connected a second block for generating a signal for controlling the flow of the working medium of the additional actuating
Заявляемый способ осуществляется следующим образом. The inventive method is as follows.
Одновременно с основным сигналом блок формирования периодического командного сигнала 1 на втором выходе формирует дополнительный периодический командный косинусоидальный сигнал U4 (фиг.3.П), т.е. сигнал, смещенный по фазе по отношению к основному сигналу на 90о. Формируется дополнительный косинусоидальный сигнал обратной связи U5 (фиг.3,II), на величину которого уменьшают дополнительный командный сигнал U6 посредством алгебраического суммирования во втором блоке формирования сигнала управления 7. Воздействуя сигналом с этого блока через преобразователь 8 на дополнительный исполнительный двигатель 9, осуществляют перемещение поршня со штоком по косинусоидальной зависимости и, соответственно, изменение силы, действующей со стороны дополнительного поршня, на преобразователь 6, по косинусоидальной зависимости, а крутящего момента М2 - по квадратурной зависимости этого сигнала (при этом крутящий момент М1 от силы, действующей со стороны основного поршня на преобразователь 6, изменяется по квадратурной зависимости синусоидального сигнала) (фиг.3, III).Simultaneously with the main signal, the block for generating a
Результирующий крутящий момент Мс, действующий на приводной вал, будет иметь постоянную величину в каждый момент времени t (фиг.3, IV).The resulting torque M s acting on the drive shaft will have a constant value at each time t (Fig. 3, IV).
Использование заявляемого способа позволяет достичь практически абсолютного равномерного и стабильного вращения в широком диапазоне чисел оборотов, т. к. обеспечивается постоянство крутящего момента при любом угле поворота приводного вала при широком изменении нагрузки и исключении "мертвых" точек в процессе вращения. Using the proposed method allows to achieve almost absolute uniform and stable rotation in a wide range of revolutions, since constant torque is provided at any angle of rotation of the drive shaft with a wide change in load and the exclusion of "dead" points during rotation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92002270/29A RU2016269C1 (en) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | Method for controlling drive shaft rotation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92002270/29A RU2016269C1 (en) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | Method for controlling drive shaft rotation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016269C1 true RU2016269C1 (en) | 1994-07-15 |
RU92002270A RU92002270A (en) | 1995-02-10 |
Family
ID=20131060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92002270/29A RU2016269C1 (en) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | Method for controlling drive shaft rotation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2016269C1 (en) |
-
1992
- 1992-10-27 RU RU92002270/29A patent/RU2016269C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 652364, кл. F 15B 11/15, 1969. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 753210, кл. F 15B 15/06, 1972. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4943760A (en) | Control systems for variable reluctance electrical machines | |
JP4044064B2 (en) | Linear compressor and control device thereof | |
EP0302493B1 (en) | Torque control apparatus for rotating motor machine | |
US7557544B2 (en) | Zero crossing detection for an electric power generation system | |
CN102769424A (en) | Support vector machine inverse-based bearingless asynchronous motor control system | |
CN108448965A (en) | The heavily loaded closed loop drive system and method for two-phase hybrid stepping motor | |
RU2016269C1 (en) | Method for controlling drive shaft rotation | |
CN103595177A (en) | Single-direction non-periodic vibration device and non-periodic vibration control method | |
Minav et al. | Efficiency of direct driven hydraulic drive for non-road mobile working machines | |
JP2008193874A (en) | Ultrasonic motor controller | |
CN100377493C (en) | Rotating magnetic field type driver for active controlling torsional vibration of rotational axis system | |
CN105406761B (en) | Rotating speed control system and method based on input voltage non-identical amplitudes | |
Phan et al. | Development of Hydraulic Pump Drive System Using Switched Reluctance Motor with Servo Function | |
RU2030656C1 (en) | Method of controlling rotation of driving shaft | |
Truong et al. | Hardware-in-the-Loop approach to the development and validation of precision induction motor servo drive using xPC Target | |
RU2093714C1 (en) | Rotary motion drive | |
SU942230A1 (en) | Electric drive | |
Bullo et al. | Influences to the mechanical performances of the travelling wave ultrasonic motor by varying the prestressing force between stator and rotor | |
EP0017403B1 (en) | A method of, and apparatus for, operating an induction motor | |
SU1035300A1 (en) | Piston pneumatic-or-hydraulic motor | |
RU2020724C1 (en) | Method of and device for controlling electric drive | |
SU845031A1 (en) | Article balancing device | |
Wu | Design of permanent magnet synchronous motor speed control system based on SVPWM | |
RU2074505C1 (en) | Electric drive | |
SU698107A1 (en) | Device for control of twin-motor electric drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051028 |