SU1092462A1 - Устройство дл управлени электроприводом робота - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ РОБОТА, содержащее последовательно соединенные первьй триггер, первый ключ, первый блок сравнени , усилитель и двигатель , св занньй с датчиком положени , выход которого подключен через последовательно соединенные преобразователь скорости и второй ключ ко второму входу первого блока сравнени , подсоединенного, третьим входом к выходу элемента И, первый вход которого соединен со вторым выходом триггера , подключенного первым выходом ко второму входу преобразовател  ско-;., рости, а первым входом - к первому входу устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, оно содержит формирователь импульса, элементы ШШ и последовательно соединенные второй .блок сравне1ш , , шифра тЬр , и блок пам ти , выход которого подключен ко второму входу элемента И, второй вход - к первому входу второго блока сравнени  и второму входу устройства , а третий вход - ко второму выходу шифратора и первому входу элемента ИЛИ, выходом соединенного со вторым входом второго ключа, а вторым входом - со вторым входом преобразовател  скорости, второй и третий выходы которого подключены к соответствующим входам шифратора, второй вход второго блока сравнени  соединен с третьим входом устройства , третий вход - с выходом датчика положени , четвертый вход - с первым выходом триггера, второй выход - со вторым входом первого ключа , а третий выход через формирова§ тель импульса - со вторым входом триггера. 2. Устройство по П.1, о т л и чающеес  тем, что второй блок сравнени  содержит второй элемент ИЛИ, второй триггер и последовательно соединенные реверсивный счетчик , дешифратор, третий элемент ИПИ и третий триггер, второй выход -деСО шифратора подключен ко второму вхокэ ду третьего элемента ШШ, третий и четвертый выходы - соответственно к первому и второму входу второго элеto мента ШШ, выходом соединенного с первым входом второго триггера, первый выход второго блока сравнени  подключен к выходу третьего триггера, второй выход - к выходу реверсивного счетчика, третий выход - к выходу второго триггера, первый, второй и третий входы - к соответствующим входам реверсивного счетчика, а четвертый вход - ко вторым входам второго и третьего триггеров.

Description

Изобретение относитс  к робототехнике и может быть использовано при создании электроприводов промьш ленных роботов. Известно устройство дл  управлени  электроприводом робота, содержащее первый и второй ключи, первый и второй широтно-импульсные модул торы , дифференциатор, мультивибратор , первьш и второй сумматоры,триггер и элемент резерва L1}. Однако известное устройство имее низкие динамические характеристики. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство , содержащее последовательно соединенные триггер, первый ключ, первый блок сравнени , усилитель и двигатель, св занный с датчиком положени , выход которого подключен через последовательно соединенные преобразователь скорости и второй ключ -ко второму входу первого блока сравнени , третьим входом подсоединенного к выходу элемента И, первый вход которого соединен со вторым вы ходом триггера, первым выходом под-. ключенного ко второму входу преобра зовател  скорости.,а первым входом к первому входу устройства С2 Д. Недостатком данного устройства  в л етс  высока  чувствительность к и менению параметров исполнительного механизма, что не позвол ет использовать его с заданной точностью дл  управлени  электроприводами,у кото рых момент инерции мен етс  в широком диапазоне. Цель изобретени  - повышение точ ности устройства. Цель достигаетс  тем, что устрой ство дл  управлени  электроприводом робота содерж1-1т формирователь импульса , элементы ШШ и последовател

но соединенные второй блок сравнени , шифратор и блок пам ти, выход которого подключен ко второму входу элемента И, второй вход - к первому входу второго блока сравнени  и второму входу устройства, а третий вход - ко второму выходу шифратора и первому входу элемента И1Ш, выходом соединенного со вторым входом второго ключа, а вторым входом со вторым входом преобразовател  скорости, второй и третий выходы которого подключены к соответствующим входам шифратора, второй вход второго блока сравнени  соединен с

5 А, В, С, D, Q,

и и.

2 Э

W - входные сигналы блоков (фиг.1); Т - соответственно минимальное и максимальное значени  электромеханической посто нной (фиг.2); пер- Q вый реверсивный счетчик 15, дешифратор 16, первый и второй элементы ИЛИ 17 и 18 соответственно, второй и третий триггеры 19 и 20 соответственно (фиг.З); генератор 21, блок 22 задержки , второй реверсивный счетчик 23, регистр 24, второй дешифратор 25j третий и четвертый элементы ИЛИ 26 и 27 соответственно, четвертый, п тый и шестой триггеры 28,29 и 30 соответст622 третьим входом устройства, третий вход - с выходом датчика положени , четвертый вход - с первым выходом триггера, второй выход - со вторым входом первого ключа, а третий выход через формирователь импульса со вторым входом триггера. Кроме того, второй блок срав- нени  содержит второй элемент ИЛИ, второй триггер и последовательно соединенные реверсивный счетчик, дешифратор , третий элемент ИЛИ и третий триггер, второй выход дешифратора подключен ко второму входу третьего элемента ШШ, третий и четвертый выходы - соответственно к первому и второму входу второго элемента ШШ, Выходом соединенного с первым входом второго триггера, первый выход второго блока сравнени  подключен к выходу третьего триггера, второй выход - к выходу реверсивного счетчика , третий выход - к выходу второго триггера, первый, второй и третий входы - к соответствующим входам, реверсивного счетчика, а четвертый вход - ко вторым входам второго и третьего триггеров. На фиг, 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы; на фиг.З - функциональна  схема второго блока сравнени ; на фиг.4 - то же, преобразовател  скорости; на фиг. 5 - то же, первого блока сравнени . Схема устройства содержит первый ключ 1, первый блок 2 сравнени , усиитель 3, двигатель 4, датчик 5 полоени , преобразователь 6 скорости, второй ключ 7, первый триггер 8, элеент И 9, второй блок 10 сравнени , блок 11 пам ти, шифратор 12, формирователь 13 импульса, элемент ИХШ 14,

венно(фиг.4);блок 31 инверторов,блок элементов ИЛИ 32,сумматор 33(фиг.5).

Устройство работает следующим образом .

Входными сигналами  вл ютс  сигнал задани  Хз оп,а также сигналы V и W, формируемые функциональными элементами системы управлени  верхнего уровн , в которой используетс  данное устройство.

Траектори  отработки задани  состоит из четырех участков (фиг.2).

При включении напр жени  питани  на выходе формировател  I3 импульса формируетс  короткий импульс, устанавливающий триггер 8 в нулевое состо ние , что соответствует подаче разрешающего уровн  на вторые входы первого и второго ключей 1 и 7 и запрещает прохождение кода с выхода блока 11 пам ти через элемент И 9 на второй вход блока 2 сравнени . При этом триггеры 19 и 20 блока 10 и второй и третий выходы преобразовател  6 скорости удерживаютс  в нулевом состо нии.

Начало отработки задани  (Х, положительное ) соответствует подаче сигнала V и сигнала W записи входного кода реверсивный счетчик 15. При этом триггер 8 переходит в единичное состо ние. Первый ключ 1 и второй ключ 7 закрыты.

При отработке входного воздействи  импульсы с выхода датчика 5 положени  4 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, уменша  тем самым значение кода на его выходах.

На первом интервале управлени  (tg, t ) t определ етс  моментом достижени  текущей скоростью значени  на выходах шифратора 12 в соответствии с реализуемыми логическими функци ми будут нулевые уровни Комбинаци  всех нулей на первом, втором и третьем адресных входах блока 11 соответствует тому, что на его выходе по вл етс  код сигнала (X,), который через элемент И 9 поступает на второй вход блока 2. Так как ключи 2 и 7 закрыты , то этот сигнал без изменени  поступает на вход усилител  3, в котором входной код, представленный в дополнительном коде, преобразуетс  длительность импульса и усиливаетс  Причем знаковый разр д кода и д |Однозначно определ ет направление вращени  двигател  4, разреша  прохождение модулированного импульса в требуемую диагональ усилител  3.

Таким образом, интервал (t,t) соответствует участку максимального разгона двигател  4. При малых значени х электромагнитной посто нной времени динамика привода описываетс  рифференциальным уравнением

Mt)(t)(t),iu(t)Uu-;.

зм win moxj Поэтому дл  перевода его из ссх:то ни  в состо ние X Х требуетс  один интервал управлени .

В момент достижени  текущей скоростью значени  x на втором выходе преобразовател  6 скорости по вл етс  единичный уровень в соответствии с логическими функци ми, реализуемыми шифратором 12 и О, U2 1. Это соответствует тому, что на выходе блока 11 по вл 5 етс  код , второй вход второго ключа 7 подан разрешающий уровень. Таким образом, на интервале (t, t) устройство работает в режиме стабилизации скорости Х.

0 Момент t2 окончани  участка движени  с посто нной скоростью определ етс  в блоке IО при выполнении услови  X Х, где Х - путь торможени , обеспечив аю1чий оптимальные по

5 быстродействию процессы в случае Та..

ttiox и определ етс  как

t

тс х

),

л

1-е

max

,с,х 2

М

т

Это соответствует тому, что на третьем выходе дешифратора 16 по вл етс  короткий импульс, который через элемент ИЛИ 18 устанавливает триггер 20 в единичное состо ние. При этом на выходах шифратора 12 име0 2 О, что соответствует по влению на вых-оде блока 1 1 кода ; подаче запрещающего уровн  на второй вход второго ключа 7. Сигнал через элемент И 9 и блок 2 поступает на усилитель 3, обеспечива  на интервале (t,, t) режим динамического торможени .

Длительность интериала торможени  (t-,t,,) фиксируетс  в преобразователе 6 скорости и определ етс  моментом достижени  скорости величины пол зучей скорости Х . Это соответствует по влению на третьем выходе преобразовател  6 скорости единичного уровн , что обусловливаетло вление двух единиц на вькоде шифратора 12 (и 1, и, I). На второй вход ключа 7 подан разрешающий уровень, а на выходе блока 11 по вл етс  сигнал интервале (t, t) . система работает в режиме стабилизации скорости Хр, обеспечива  плавный подход к точке позиционировани . Дли тельность этого интервала зависит от электромеханической посто нной времени Т,. При Тд Т режим ползу Чих скоростей может отсутствовать. Момент t определ етс  вхождением устройства в некоторую окрестность точки позиционировани  Х,. Это соответствует по влению короткого импульса на первом выходе дешифратора 16, который череэ элемент ИЛИ 17 устанавливает триггер 19 в единичное состо ние. В момент по вле ни  разрешающего уровн  на первом выходе блока 10. триггер 8 через формирователь 13 переводитс  в нулевое состо ние. При этом на вторые входы первого и второго ключей 1 и 7 подаетс  разрешающий уровень, триггеры 19 и 20 блока 10 и второй и тре тий выходы преобразовател  6 скорости перевод тс  в нулевое состо ние . На первьй вход элемента И 9 подан нулевой уровень, запрещающий npof хождение сигнала с выхода блока 11 на блок 2. В дальнейшем устройство работает как линейна  система под действием сигналов скоростной и позиционной обратной св зи. При работа устройства аналогична , с той лишь разницей, что выполнение условий Хд- X Х и X, -Х Хд фиксируетс  по влением коротких импульсов соответственно на четвертом и втором выходах дешифратора 16, а импульсы от датчика 5 положени  поступают на суммирую1ций вход реверсивного счетчика 15. Применение предложенного i устройства дл  управлени  приводами промьшшенных роботов, у которых изменение электромеханической посто нной времени незначительно во всем диапазоне нагрузок (выдвижение руки, подъем руки ), позвол ет получить процессы , близкие к оптимальным по быстродействию , и обеспечивает высокую точность. При управлении приводами роботов, у которых посто нна  времени измен етс  в значительных пределах в зависимости от расположени  в пространстве последующих звеньев кинематической цепи (поворот руки ), устройство обеспечивает апериодические переходные процессы при сохранении высокого быстродействи  и точностио

Фиг. IfФиг .5

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ РОБОТА, содержащее последовательно соединенные первый триггер, первый ключ, первый блок сравнения, усилитель и двигатель, связанный с датчиком положения, выход которого подключен через последовательно соединенные преобразователь скорости и второй ключ ко второму входу первого блока сравнения, подсоединенного, третьим входом к выходу элемента И, первый вход которого соединен со вторым выходом триггера, подключенного первым выходом ко второму входу преобразователя ско-/ рости, а первым входом - к первому входу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит формирователь импульса, элементы ИЛИ и последовательно соединенные второй блок сравнения, .шифратор, и блок памяти , выход которого подключен ко второму входу элемента И, второй вход - к первому входу второго бло ка сравнения и второму входу устройства, а третий вход - ко второму выходу шифратора и первому входу элемента ИЛИ, выходом соединенного со вторым входом второго ключа, а вторым входом - со вторым входом преобразователя скорости, второй и третий выходы которого подключены к соответствующим входам шифратора, второй вход второго блока сравнения соединен с третьим входом устройства, третий вход - с выходом датчика положения, четвертый вход - с первым выходом триггера, второй выход - со вторым входом первого ключа, а третий выход через формирователь импульса - со вторым входом триггера.

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что второй блок сравнения содержит второй элемент ИЛИ, второй триггер и последовательно соединенные реверсивный счетчик, дешифратор, третий элемент ИЛИ и третий триггер, второй выход -дешифратора подключен ко второму входу третьего элемента ИЛИ, третий и четвертый выходы - соответственно к первому и второму входу второго элемента ИЛИ, выходом соединенного с первым входом второго триггера, первый выход второго блока сравнения подключен к выходу третьего триггера, второй выход - к выходу реверсивного счетчика, третий выход - к выходу второго триггера, первый, второй и третий входы - к соответствующим входам реверсивного счетчика, а четвертый вход - ко вторым входам второго и третьего триггеров.

>