RU2069889C1

RU2069889C1 - Servo system

Info

Publication number: RU2069889C1
Authority: RU
Inventors: Л.Л. Четвериков; А.Н. Башкиров; Н.Т. Шмалий
Original assignee: Производственное объединение "Азовский оптико-механический завод"
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: automatic remote control of entity; instruments of fine mechanics and optics for controlling working elements in automatic position control systems. SUBSTANCE: system for entity control both when directly following up signal from setting-point control device and when operating in program-control mode, has amplifier, motor, reduction unit, controlled entity, set of limit switches, feedback sensor, two comparators, two NOT gates, six AND gates, reversing counters, decoder, display panel, clock generator, display feedback sensor, control-point setting device, mode-of-operation selector. EFFECT: enlarged functional capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике автоматического дистанционного управления объектом и может использоваться в приборах точной механики и оптики для обеспечения управления рабочим органом и в системах автоматического управления положением объекта. The invention relates to techniques for automatic remote control of an object and can be used in devices of precise mechanics and optics to provide control of a working body and in systems for automatically controlling the position of an object.

Известны подобные приборы. Эти устройства, защищенные авторскими свидетельствами СССР NN 1203480 (G 05 B 11/01, опубл. 7.01.86 г.), 1413596 (G 05 B 11/01, опубл. 30.07.88 г.), 1439529 (G 05 B 11/01, опубл. 23.11.88 г.). Из известных устройств наиболее близким по техническому решению является устройство, на которое выдано а.с. N 1203480, это устройство является прототипом. Similar devices are known. These devices are protected by copyright certificates of the USSR NN 1203480 (G 05 B 11/01, publ. 7.01.86), 1413596 (G 05 B 11/01, publ. 30.07.88), 1439529 (G 05 B 11 / 01, publ. 23.11.88 g.). Of the known devices, the closest in technical solution is the device for which A. with. N 1203480, this device is a prototype.

Эта следящая система работает следующим образом. Сигнал, пропорциональный заданному угловому положению объекта регулирования, с выхода задающего устройства поступает на вход элемента сравнения, где сравнивается с сигналом, поступающим с датчика обратной связи, пропорциональным текущему угловому положению объекта регулирования. Сигнал ошибки с выхода элемента сравнения поступает на вход усилителя (предварительный усилитель и усилитель мощности), где обрабатывается и усиливается до величины, необходимой для управления двигателем. Двигатель через редуктор разворачивает объект регулирования и связанные с ним датчик обратной связи и кулачок блока концевых выключателей. При подходе системы к конечным положениям кулачок блока концевых выключателей замыкает один из выключателей, в результате чего второй вход усилителя закорачивается, и двигатель переходит в режим динамического торможения. This tracking system works as follows. A signal proportional to the specified angular position of the object of regulation, from the output of the master device is fed to the input of the comparison element, where it is compared with a signal from the feedback sensor, proportional to the current angular position of the object of regulation. The error signal from the output of the comparison element is fed to the input of the amplifier (pre-amplifier and power amplifier), where it is processed and amplified to the value necessary to control the engine. The motor through the gearbox deploys the control object and the feedback sensor and the cam of the limit switch block associated with it. When the system approaches the end positions, the cam of the limit switch block closes one of the switches, as a result of which the second input of the amplifier is shorted, and the engine goes into dynamic braking mode.

Недостатком описанного устройства слежения является то, что оно работает только непосредственно при изменении сигнала, поступающего с задающего устройства, и не позволяет управлять объектом регулирования в программном режиме. The disadvantage of the described tracking device is that it only works directly when the signal from the master device changes, and it does not allow you to control the control object in program mode.

Целью настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего управлять объектом регулирования не только в режиме непосредственной отработки сигналов с задающего устройства, но и в программном режиме, позволяющем осуществлять быструю и точную отработку системы по заданным начальным условиям. The aim of the present invention is to provide a device that allows you to control the object of regulation, not only in the mode of direct processing of signals from the master, but also in the program mode, which allows for fast and accurate testing of the system under given initial conditions.

Поставленная цель достигается тем, что в следящее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель, двигатель, редуктор, объект регулирования, вход которого соединен с датчиком обратной связи и через блок концевых выключателей подключен к первому входу усилителя, и задающее устройство, дополнительно введены последовательно соединенные первый компаратор, первая схема НЕ, первая, вторая и третья схемы совпадения, реверсивный счетчик, дешифратор, датчик обратной связи индикатора, второй ключ, второй компаратор, вторая схема НЕ, четвертая, пятая и шестая схемы совпадения, причем выход шестой схемы совпадения подключен ко второму входу реверсивного счетчика, устройство переключения режимов работы, первый выход которого через третий ключ и тактовый генератор подключен ко вторым входам второй и пятой схем совпадения, второй выход через ключ (первый) связан со вторым входом усилителя, а третий выход подключен ко второму входу второго ключа, второй выход которого подсоединен к первому входу первого компаратора, причем вторые входы первого и второго компараторов подключены к выходу датчика обратной связи, выход первого компаратора дополнительно соединен со вторым входом четвертой схемы совпадений, а выход второго компаратора дополнительно соединен со вторым входом первой схемы совпадений, индикаторное табло, вход которого подключен к выходу дешифратора, выходы первой и второй схем НЕ подключены к третьему и второму входам первого ключа соответственно, первый выход задающего устройства соединен со вторым входом третьего ключа, а второй выход задающего устройства связан с четвертым входом первого ключа, второй выход третьего ключа подсоединен ко второму входу третьей схемы совпадений, а третий выход третьего ключа соединен со вторым входом шестой схемы совпадений. This goal is achieved by the fact that in a servo device containing a serially connected amplifier, motor, gearbox, a control object, the input of which is connected to a feedback sensor and connected to the first input of the amplifier through a limit switch block, and a master device is additionally introduced in series with the first comparator , the first circuit is NOT, the first, second and third coincidence circuits, a reversible counter, a decoder, an indicator feedback sensor, a second key, a second comparator, a second circuit H , the fourth, fifth and sixth coincidence circuits, the output of the sixth coincidence circuit being connected to the second input of the reversible counter, a mode switching device, the first output of which is connected via the third key and the clock to the second inputs of the second and fifth coincidence circuits, and the second output is through the key ( the first) is connected to the second input of the amplifier, and the third output is connected to the second input of the second key, the second output of which is connected to the first input of the first comparator, the second inputs of the first and second comparators are connected to the output of the feedback sensor, the output of the first comparator is additionally connected to the second input of the fourth match circuit, and the output of the second comparator is additionally connected to the second input of the first match circuit, an indicator board whose input is connected to the output of the decoder, the outputs of the first and second circuits are NOT connected to the third and second inputs of the first key, respectively, the first output of the driver is connected to the second input of the third key, and the second output of the driver is connected to the fourth input of the first key, the second output of the third switch is connected to the second input of the third coincidence circuit, and a third output of the third switch is connected to the second input of the sixth coincidence circuit.

На чертеже представлено следящая система. The drawing shows a tracking system.

Следящая система содержит усилитель 1, двигатель 2, редуктор 3, объект регулирования 4, блок концевых выключателей 5,первый ключ 6, датчик обратной связи 7, первый 8 и второй 16 компараторы, первую 9 и вторую 17 схемы (элементы) НЕ, 1 6 схемы совпадения (элементы И) 10,11,12,18,19,20, реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, индикаторное табло 15, тактовый генератор 21, датчик обратной связи индикатора 22, второй 23 и третий 25 ключи, устройство переключения режимов работы 24, задающее устройство 26. The tracking system contains an amplifier 1, engine 2, gearbox 3, control object 4, limit switch block 5, first key 6, feedback sensor 7, first 8 and second 16 comparators, first 9 and second 17 circuits (elements) NOT, 1 6 coincidence schemes (I elements) 10,11,12,18,19,20, reverse counter 13, decoder 14, indicator board 15, clock 21, feedback sensor 22, second 23 and third 25 keys, device for switching operating modes 24, the driver 26.

Предлагаемая система работает следующим образом. The proposed system works as follows.

а) В режиме непосредственной отработки сигналов с задающего устройства. a) In the mode of direct processing of signals from the master.

Сигнал, пропорциональный заданному угловому положению объекта регулирования, с выхода задающего устройства 26 поступает на четвертый вход первого ключа 6. По команде с устройства переключения режимов работы 24, поступающей на первый вход первого ключа 6, сигнал проходит на усилитель 1, где усиливается по напряжению и мощности до величины, необходимой для управления двигателем 2. Двигатель 2 через редуктор 3 разворачивает объект регулирования 4 и связанные с ним датчик обратной связи 7 и кулачок блока концевых выключателей 5. Блок концевых выключателей 5 необходим для того, чтобы отключить двигатель 2 при подходе объекта регулирования 4 к конечным положениям. Сигнал с датчика обратной связи 7 поступает на вторые входы первого 8 и второго 16 компараторов. На первые входы этих компараторов через второй ключ 23 поступает сигнал с датчика обратной связи индикатора 22. Причем второй ключ 23 управляется устройством переключения режимов работы 24 таким образом, что на один из компараторов с датчика обратной связи индикатора 22 подается сигнал, соответствующий состоянию индикаторного табло 15, а на другой компаратор в это время подается сигнал, соответствующий следующему положению индикаторного табло 15. Осциллограммы напряжений на выходах первого 8 и второго 16 компараторов при вращении вала двигателя 2 по часовой стрелке приведены на фиг. 2 (в случае вращения вала двигателя 2 против часовой стрелки сигналы на первых входах первого 8 и второго 16 компараторов меняются местами). The signal proportional to the specified angular position of the object of regulation, from the output of the driver 26 is supplied to the fourth input of the first key 6. Upon a command from the device switching mode 24, received at the first input of the first key 6, the signal passes to amplifier 1, where it is amplified by voltage and power to the value necessary to control the engine 2. Engine 2 through the gearbox 3 deploys the control object 4 and the associated feedback sensor 7 and the cam of the limit switch block 5. The limit switch block ents 5 is required in order to disable the motor 2 when approaching the controlled object 4 to the end position. The signal from the feedback sensor 7 is supplied to the second inputs of the first 8 and second 16 comparators. The first inputs of these comparators through the second key 23 receives a signal from the feedback sensor of the indicator 22. Moreover, the second key 23 is controlled by the device switching modes 24 so that one of the comparators from the feedback sensor of the indicator 22 receives a signal corresponding to the state of the indicator board 15 and, at the same time, a signal corresponding to the next position of the indicator board 15 is applied to another comparator. Oscillograms of voltages at the outputs of the first 8 and second 16 comparators during rotation of the motor shaft I 2 clockwise are shown in FIG. 2 (in the case of rotation of the motor shaft 2 counterclockwise, the signals at the first inputs of the first 8 and second 16 comparators are interchanged).

В режиме непосредственной отработки сигналов с задающего устройства устройство переключения режимов работы 24 через третий ключ 25 запускает тактовый генератор 21. В зависимости от состояния выходов первого 8 и второго 16 компараторов выходные импульсы тактового генератора 21 поступают либо на вход прибавления единицы, либо на вход вычитания единицы реверсивного счетчика 13, в зависимости от различия в показаниях датчика обратной связи 7 и датчика обратной связи индикатора 22. Таким образом реверсивный счетчик 13 будет изменять состояние датчика обратной связи индикатора 22 до тех пор, пока его показания не совпадут с показаниями датчика обратной связи 7. При этом на индикаторном табло 15 появится информация, отражающая положение объекта регулирования 4. In the mode of direct processing of signals from the master device, the mode switching device 24 starts the clock generator 21 through the third key 25. Depending on the state of the outputs of the first 8 and second 16 comparators, the output pulses of the clock generator 21 are either input to the unit or to the input of the subtraction unit a reverse counter 13, depending on the difference in the readings of the feedback sensor 7 and the feedback sensor of the indicator 22. Thus, the reverse counter 13 will change the state of the sensors Single feedback indicator 22 up until its readings do not match with the readings feedback sensor 7. In this case, on the display panel 15 displays information showing the position of the controlled object 4.

б) Работа следящей системы в программном режиме. b) The operation of the tracking system in program mode.

В этом режиме устройство переключения режимов работы 24 через первый ключ отключает выход задающего устройства 26 от усилителя 1 и через третий ключ 25 подключает его ко вторым входам третьей 12 и шестой 20 схем совпадения, выключает тактовый генератор, устанавливая на его выходе напряжение, запирающее вторую 11 и пятую 19 схемы совпадения и запрещающее их работу от первых входов. Одновременно с помощью второго ключа 23 устройство переключения режимов работы 24 из напряжения датчика обратной связи индикатора 22 начинает формировать напряжение первых входов компараторов 8 и 16, отличающиеся друг от друга только на величину, определяемую мертвым ходом механических частей следящей системы (двигатель 2, редуктор 3). При работе в этом режиме информация с задающего устройства 26 через третий ключ 25, третью 12 или шестую 20 схемы совпадений, реверсивный счетчик 13 и дешифратор 14 поступает на индикаторное табло 15. Напряжение с датчика обратной связи индикатора 22, соответствующее информации, отображенной на индикаторном табло 15 через второй ключ 23 поступает на первые входы первого 8 и второго 16 компараторов, где сравнивается с сигналом датчика обратной связи 7, поступающим на вторые входы компараторов 8 и 16. Сигнал рассогласования с выходов компараторов 8 и 16 через первую 9 и вторую 17 схемы НЕ и первый ключ 6 поступает на вход усилителя 1. Усилившись в усилителе 1 по напряжению и мощности, этот сигнал при помощи двигателя 2 и редуктора 3 заставляет перемещаться объект регулирования 4 до тех пор, пока напряжение с датчика обратной связи 7, установленного на выходном валу редуктора 3 не сравняется с напряжением датчика обратной связи индикатора 22. При этом объект регулирования 4 займет положение, соответствующее информации, отраженной на индикаторном табло 15. In this mode, the device for switching operating modes 24 through the first switch disconnects the output of the driver 26 from the amplifier 1 and through the third switch 25 connects it to the second inputs of the third 12 and sixth 20 matching circuits, turns off the clock generator, setting a voltage blocking the second 11 at its output and the fifth 19 coincidence schemes and prohibiting their work from the first inputs. At the same time, using the second key 23, the device for switching the operating modes 24 from the voltage of the feedback sensor of the indicator 22 starts to generate the voltage of the first inputs of the comparators 8 and 16, differing from each other only by an amount determined by the dead movement of the mechanical parts of the tracking system (engine 2, gearbox 3) . When working in this mode, information from the master 26 through the third key 25, third 12 or sixth 20 of the coincidence circuit, the reverse counter 13 and the decoder 14 is supplied to the indicator board 15. The voltage from the feedback sensor of the indicator 22, corresponding to the information displayed on the indicator board 15 through the second key 23 enters the first inputs of the first 8 and second 16 comparators, where it is compared with the signal of the feedback sensor 7 supplied to the second inputs of the comparators 8 and 16. The error signal from the outputs of the comparators 8 and 16 is black Without the first 9 and second 17 circuits, NOT and the first switch 6 is fed to the input of amplifier 1. Having amplified in voltage and power in amplifier 1, this signal with the help of motor 2 and gearbox 3 causes regulation object 4 to move until the voltage from the feedback sensor communication 7 installed on the output shaft of the gearbox 3 does not equal the voltage of the feedback sensor of the indicator 22. In this case, the control object 4 will occupy the position corresponding to the information reflected on the indicator board 15.

Claims

A servo system containing a serially connected amplifier, motor, gearbox, control object, the input of which is connected to a feedback sensor and connected to the first input of the amplifier through a limit switch block, and a master device, characterized in that the first comparator, the first element, are additionally connected in series NOT, first, second and third elements AND, reversible counter, decoder, indicator feedback sensor, second key, second comparator, second element NOT, fourth, fifth and sixth oh elements AND, and the output of the sixth element And is connected to the second input of the reversible counter, a mode switching device, the first output of which is connected through a third key and a clock generator in series to the second inputs of the second and fifth elements And, the second output is connected to the second through the first key the amplifier’s input, and the third output is connected to the second input of the second key, the second output of which is connected to the first input of the first comparator, and the second inputs of the first and second comparators are connected to the output to the feedback sensor, the output of the first comparator is additionally connected to the second input of the fourth element And, and the output of the second comparator is connected to the second input of the first element And, the indicator board, the input of which is connected to the output of the decoder, the outputs of the first and second elements are NOT connected to the third and second the inputs of the first key, respectively, the first output of the driver is connected to the second input of the third key, and the second output of the driver is connected to the fourth input of the first key, the second output of the third key connected to the second input of the third element And, and the third output of the third key is connected to the second input of the sixth element I.