SU1339488A1 - Servo system with limited angle of turn of output shaft - Google Patents

Servo system with limited angle of turn of output shaft Download PDF

Info

Publication number
SU1339488A1
SU1339488A1 SU864013238A SU4013238A SU1339488A1 SU 1339488 A1 SU1339488 A1 SU 1339488A1 SU 864013238 A SU864013238 A SU 864013238A SU 4013238 A SU4013238 A SU 4013238A SU 1339488 A1 SU1339488 A1 SU 1339488A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
output shaft
motor
excitation
Prior art date
Application number
SU864013238A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Архангельский
Юрий Михайлович Коротков
Татьяна Викторовна Петухова
Юрий Николаевич Семенов
Владимир Витальевич Тумаков
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8670
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8670 filed Critical Предприятие П/Я В-8670
Priority to SU864013238A priority Critical patent/SU1339488A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1339488A1 publication Critical patent/SU1339488A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к астро- технике и может быть использовано при управлении углом поворота оптических телескопов и антенн радиотелескопов. Целью изобретени   вл ютс  расширение зоны рабочих углов системы и уменьшение времени вывода системы из конечных положений в рабочую зону. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в момент выхода системы на упоры срабатывают концевые выключатели блока концевых выключателей и на его выходе формируетс  сигнал, осуществл ющий переключение регул тора на режим динамического торможени , например , путем замыкани   корной обмотки электродвигател  на резистор динамического торможени . Кроме того, резистор в цепи обмотки возбуждени  шунтируетс  ключом, который срабатывает при наличии сигнала на выходе блока концевых выключателей и при отличии скорости вращени  двигател  от нул , осуществл   тем самым форси- ровку потока возбуждени  электродвигател . 2 ил. W САР |) 4 00 00The invention relates to astro-technology and can be used to control the angle of rotation of optical telescopes and antennas of radio telescopes. The aim of the invention is to expand the area of the working angles of the system and reduce the time for the system to exit from the end positions to the working area. This goal is achieved due to the fact that at the moment the system reaches the stops, the limit switches of the limit switch block are activated and a signal is generated at its output that switches the regulator to dynamic braking mode, for example, by closing the motor winding to the dynamic braking resistor. In addition, a resistor in the field of the excitation winding is shunted with a key that is triggered by the presence of a signal at the output of the limit switch block and by the difference between the rotation speed of the motor and zero, thereby boosting the excitation flow of the electric motor. 2 Il. W ATS |) 4 00 00

Description

10ten

2020

1133948811339488

Изобретение относитс  к автоматие и может быть использовано при упавлении угловым положением различых объектов.The invention relates to automation and can be used when controlling the angular position of various objects.

Цель изобретени  - расширение дипазона допустимых, углов поворота выодного вала системы и уменьшени  . ремени вывода выходного вала систеы из конечных положений в рабочую ону.The purpose of the invention is to expand the range of allowable angles of rotation of the output shaft of the system and decrease. The output system output shaft from the end positions to the operating position.

На фиг. 1 представлена, принципильна  схема системы; на фиг. 2 - о же, вариант выполнени .FIG. 1 is a schematic diagram of the system; in fig. 2 - oh, an embodiment.

След ща  система содержит блок 1 правлени , исполнительный электровигатель 2, датчик 3 положени , блок 4 концевых выключателей, датчик 5 корости, детектор 6, компаратор 7, элемент И 8, ключ 9, регулировочный резистор 10, обмотку 11 возбуждени ,  корь 12, источник 13 напр жени  питани , задатчик 14, источник 15 опорного напр жени , измеритель 16 рассогласовани , формирователь 17 сигнала управлени , усилитель 18 мощности., пороговый блок 19, нагрузка 20, ключ 21, диод 22.The tracking system contains a control unit 1, an executive electric motor 2, a position sensor 3, a limit switch unit 4, a speed sensor 5, a detector 6, a comparator 7, element 8, a key 9, a control resistor 10, a winding 11, a measur 12, a source 13 supply voltage, unit 14, reference voltage source 15, error meter 16, control signal generator 17, power amplifier 18, threshold unit 19, load 20, switch 21, diode 22.

В качестве ключей 9 и 21 могут быть применены любые безынерционные ключи. Формирователь сигнала управлени  реализует любой закон управлени  .As keys 9 and 21, any inertia-free keys can be used. The control signal generator implements any control law.

Система работает следующим образом .The system works as follows.

При движении нагрузки 20 в рабочей зоне системы ключ 9 разомкнут, поскольку на вход элемента И 8, управл ющего работой ключа. 9,, поступает только выходной сигнал датчика 5 скорости через детектор 6 и компаратор 7, Детектор 6 совместно с компаратором 7, уровень опорного напр жени  которого равен нулю, выполн ют функцию порогового блока 19, вырабатывающего сигнал о наличии скорости системы, независимо от ее величины и направлени . При этом обмотка 11 возбуждени  ис.иолнительного эл ектродвигател  2 оказываетс  подключенной к источнику 13 напр жени  питани  через регулировочный резистор 10,величина которого выбираетс  так, чтобы по обмотке 11 возбуждени  протекал номинальный ток возбуждени . Выходной сигнал датчика скорости 5 о.дно- временно поступает на третий информационный вход блока 1 управлени  дл  обеспечени  устойчивой работы системы .When the load 20 moves in the working zone of the system, the key 9 is open, since the input And element 8, controlling the operation of the key. 9 ,, only the output signal of the speed sensor 5 through the detector 6 and the comparator 7 is received. The detector 6, together with the comparator 7, whose reference voltage level is zero, function as a threshold unit 19 generating a signal about the presence of system speed, regardless of its value and directions. In this case, the excitation winding 11 of the additional electric motor 2 is connected to the power supply source 13 through the adjusting resistor 10, the value of which is selected so that the nominal excitation current flows through the excitation winding 11. The output signal of the speed sensor 5 o. Is simultaneously supplied to the third information input of the control unit 1 to ensure the stable operation of the system.

л ч и н н ч х м 15 И т л м 25 в . лl h and nn h x m 15 I t l m 25 century. l

30thirty

3535

4040

4545

5050

55 к55 to

00

00

При подходе системы к конечным положени м срабатывают концевые выключатели блока 4 концевых выключателей и сиг нал с выхода блока 4 поступает на управл ющий вход блока 1 управлени ,перевод  систему в режим динамического торможени , например, путем замыкани   корной обмотки исполнительного электродвигател  2 на резис- . тор динамического торможени  или выходное сопротивление усилител  18 мощности и, кроме .того, на второй, вход элемента ИВ. При этом элемент 5 И 8 вырабатывает сигнал, который поступает на управл ющий вход ключа 9. Последний замыкаетс  и шунтирует регулировочный резистор. 10, подключа  обмотку 11 возбуждени  исполнительного электродвигател  2 непосредственно к источнику 13 напр жени  питани , осуществл   тем самым форсировку тока (потока возбу здени ) в обмотке 11 воз- возбуждени . Поскольку момент, разви- 5 ваемый исполнительным электродвигате- ем 2 посто нного тока,пропорциона- .лен потоку возбуждени  (току возбуж дени ), то его тормозной момент, а следовательно угол торможени  системы , который обратно пропорционален моменту исполнительного электродвигател  2, уменьшитс .. По окончании процесса торможени  и остановке системы Е конечном положении сигнал на выходе датчика 5 скорости равен нулю, В результатте этого сигнал на выходе элемента И 8 пропадает, ключ 9 размыкаетс  и вновь подключает обмотку 11 возбуждени  к источнику 13 напр жени  питани  через регулировочный резистор 10, обеспечива гтем самым нормальное, возбуждение исполнительного электродвигател  2. When the system approaches the end positions, the limit switches of the block 4 limit switches are triggered and the signal from the output of block 4 is fed to the control input of control block 1, putting the system into dynamic braking mode, for example, by closing the main winding of the executive motor 2 to resis. dynamic braking torus or output impedance of power amplifier 18 and, moreover, to the second, the input of the IW element. In this case, element 5 and 8 generates a signal that is fed to the control input of the switch 9. The latter closes and shunts the adjusting resistor. 10, connecting the excitation winding 11 of the executive electric motor 2 directly to the power supply source 13, thereby forcing the current (flow into the building excitation) in the excitation winding 11. Since the torque developed by the direct current electric motor 2 is proportional to the excitation flow (excitation current), its braking torque, and therefore the braking angle of the system, which is inversely proportional to the torque of the executive electric motor 2, will decrease. At the end of the braking process and stopping the system E in the final position, the signal at the output of the speed sensor 5 is zero. In the result, the signal at the output of the element And 8 disappears, the key 9 opens and again connects the excitation winding 11 to Sources of supply voltage 13 via adjusting resistor 10, thus providing normal GTEM, excitation actuator motor 2.

00

5five

00

При выходе системы из конечного положени  в рабочую зону блок 1 управлени  отключает режим динамического торможени . На  коре 12 исполнительного электродвигател  2 по вл етс  напр жение, и он начнет вращатьс  в сторону выхода в рабочую зону.Одновременно начинает вращатьс  датчик 5 скорости,, и на выходе компаратора 7 по вл етс  сигнал, который поступает на первьш вход элемента И.8 Пос- кольку в конечном положении блок 4 концевых выключателей срабатывает, на втором входе элемента И 8 также присутствует сигнал. Элемент И 8 срабатывает , и си1 нал -с его выхода пос31When the system leaves the end position in the working area, the control unit 1 switches off the dynamic braking mode. A voltage appears on the bark 12 of the actuating motor 2, and it will begin to rotate towards the exit to the working zone. At the same time, speed sensor 5 starts to rotate, and a signal appears at the output of the comparator 7, which is fed to the first input of the element E.8 Since in the final position the block of 4 limit switches is triggered, a signal is also present at the second input of the AND 8 element. Element And 8 is triggered, and Si1 nal - from its output pos31

тупает на вход ключа 9, Последний замыкаетс , шунтирует регулировочный резистор 10 и вновь подключает обмотку 11 возбуждени  исполнительногоblunt to the input of the key 9, the latter closes, shunts the adjusting resistor 10 and reconnects the actuator winding 11

электродвигател  2 непосредственно к источнику 13 напр жени  питани , форсиру  тем самым поток возбуждени  исполнительного электродвигател  2. Ег пусковой момент увеличиваетс , а еле ;довательно, и увеличиваетс  ускорени разгона системы, что обеспечивает более быстрый выход из конечного положени  в рабочую зону.motor 2 directly to the power supply source 13, thereby forcing the excitation flow of the executive motor 2. The starting torque increases, and hardly increases, and accelerates the acceleration of the system, which provides a faster exit from the end position to the working area.

При сходе системы с концевых вык- лючателей сигнал с выхода блока 4 концевых выключателей пропадает, в результате чего пропадает сигнал на выходе элемента И 8. Ключ 9 размыкаетс  и подключает обмотку 11 возбуж- дени  к источнику 13 напр жени  питани  через резистор 10, обеспечива  тем самым номинальное возбуждение исполнительного электродвигател  2 при нахождении в рабочей зоне.When the system leaves the limit switches, the signal from the output of the block 4 of the limit switches disappears, as a result the signal at the output of the element 8 disappears. The key 9 opens and connects the excitation winding 11 to the power supply source 13 through the resistor 10, ensuring that the most nominal excitation of the executive motor 2 when in the work area.

Рассмотрим эффект, получаемый при форсировке возбуждени  исполнительного электродвигател  2 в режиме динамического торможени . Известно, что момент, развиваемый исполнительным электродвигателем 2 посто нного тока, может быть записан в виде:Consider the effect obtained when forcing the excitation of the executive motor 2 in the mode of dynamic braking. It is known that the time developed by the direct current electric motor 2 can be written in the form:

М К„ ( I,M K „(I,

(1)(one)

где М - момент электродвигател  2; К„ - коэффициент пропорциональности , завис щий от конструкции электродвигател  2; .1 - ток в  корной цепи. С другой стороны уравнение равновеси  моментов на валу исполнительного электродвигател  2 без учета моментов сил статических сопротивлений имеет вид:where M is the moment of the electric motor 2; Kv is the proportionality coefficient depending on the design of the electric motor 2; .1 is the current in the corona circuit. On the other hand, the equation of equilibrium of moments on the shaft of the executive electric motor 2 without taking into account the moments of forces of static resistances has the form:

М I, 7Гd dt M I, 7Гd dt

(2)(2)

где I - суммарный момент инерцииwhere I is the total moment of inertia

 кор  12 и нагрузки, приведенный к валу электродви- гател  2;kor 12 and the load, reduced to the shaft of the electric motor 2;

СО - углова  скорость электродвигател . 2.WITH - the angular velocity of the electric motor. 2

Пренебрега  индуктивностью  корной обмотки, котора , как правило, мала, уравнение напр жений в  корной цепи исполнительного электродвигател  2 в режиме динамического торможени  можно записать:By neglecting the inductance of the core winding, which is usually small, the voltage equation in the core circuit of the executive motor 2 in the dynamic braking mode can be written:

- IR,- IR,

(3)(3)

где К(д - коэффициент противоЭДС;; R - суммарное сопротивлениеwhere K (d - the coefficient of back emf ;; R - total resistance

 корной цепи.root chain.

Определив из уравнений (1) и (2) ток I в  корной цепи, после подстановки его выражени  в (3) и преобразований получим уравнение, описывающее .процесс торможени  системы:Having determined from the equations (1) and (2) the current I in the crustal circuit, after substituting its expression in (3) and transformations, we obtain the equation describing the braking process of the system:

т„ .« t „.“

dtdt

0.0

(А)(BUT)

 е-1 e-1

М-... V«M -... V "

электромеханическа  посто нна  времени системы,electromechanical constant of system time,

Интегриру  уравнение (4) по времени дважды при начальных t(0) 0; со(0) СОо ; ff(0) О, получим выражение дл  угла торможени  системыIntegrating equation (4) in time twice at the initial t (0) 0; co (0) COO; ff (0) O, we obtain the expression for the braking angle of the system

i.i.

4 - е ). (5)4 - e). (five)

00

5five

00

5five

Анализ выражени  (5) с учетом выражени  Т показывает, что угол торможени  системы пропорционален электромеханической посто нной времени системы, котора , в свою очередь, обратно пропорциональна величине потока возбуждени  исполнительного электродвигател  2 (току возбуждени  электродвигател  2). Таким образом, форсиру , например, поток возбуждени  исполнительного электродвигател  2 в два раза, можно уменьшить угол выбега системы в два раза и существенно расширить рабочую зону системы.Analysis of expression (5) with regard to expression T shows that the braking angle of the system is proportional to the electromechanical constant time of the system, which, in turn, is inversely proportional to the excitation flux of the executive electric motor 2 (the excitation current of the electric motor 2). Thus, a forcing, for example, the excitation flow of the executive electric motor 2, can reduce the coasting angle of the system by half and significantly expand the working area of the system.

Счита , что разгон исполнительного электродвигател  2 при выходе системы из конечного/ положени  в рабочую зону осуществл етс  посто нным моментом , врем  выхода системы в рабочую зону может быть вычислено по формулеAssuming that the acceleration of the actuator motor 2 when the system exits from the end / position to the working zone is carried out by a constant moment, the time for the system to reach the working zone can be calculated by the formula

где 6 - ускорение разгона.where 6 is acceleration acceleration.

Тогда при форсировке потока возбуждени  исполнительного электродвигател  2 в два раза врем  выхода системы иа конечного положени  в рабочую зону уменьшитс  тоже в два раза.Then, when the excitation flow of the actuator motor 2 is doubled, the time it takes for the system to reach its final position in the working area will also be halved.

Таким образом, в предлагаемой след щей системы обеспечиваетс  автоматическа  форсировка возбуждени  исполнительного электродвигател  2Thus, in the proposed servo system, the automatic excitation of the executive motor 2 is provided.

5133948851339488

ем  торможени  системы в конеч оложени х и на врем  выхода сие из конечных положений с целью ени  его момента в этих режи- , Увеличение момента исполнительэлектродвигател  2 в режиме диеского торможени  приводит к шению углов выбега системы приbraking the system at the end positions and at the time of exit from the end positions with the aim of its moment in these modes, the increase in the moment of the performer electric motor 2 in the mode of braking deceleration leads to

ра ры ни ро не чи вх но по мо на ис ги зи н н х с к л л м н н в п в пno poo no i no i no mo mo n i n x s c l l m m n n p n p

торможении, что позвол ет выставл ть концевые выключатели iближе к предельному положению (механическим упорам ) , т.е. расширить рабочую зону системы. Увеличение момента исполнительного электродвигател  2 в режиме вывода системы из конечных положений в рабочую зону позвол ет увеличить ускорение разгона системы, что обеспечивает уменьшение времени вывода системы из конечного положени  в рабочую зону.braking, which allows limit switches to be positioned closer to the limit position (mechanical stops), i.e. expand the working area of the system. Increasing the torque of the electric motor 2 in the mode of outputting the system from the end positions to the working zone allows increasing the acceleration of the acceleration of the system, which reduces the time taken for the system to exit from the end position to the working zone.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula След ща  система с ограниченным углом поворота выходного вала, содержаща  детектор, подключенный выходом к информационному входу компаратора, соединенного опорным входом с выходом источника опорного напр жени , а выходом с первым входом элемента И, подключенного выходом к управл ющему входу ключа, задатчик, соединенный выходом с первым входом измерител A tracking system with a limited angle of rotation of the output shaft, containing a detector connected by an output to an information input of a comparator connected by a reference input to an output of a source of reference voltage, and an output to a first input of an And element connected by an output to a control input of a key, a setting connected by an output with the first input of the meter 5five 00 Q Q 5five 00 рассогласовани , подключенного вторым входом к выходу датчика положени , и выходом к первому входу формировател  сигнала управлени , соединенного вторым входом с выходом датчика скорости и выходом с первым входом усилител  мощности, подключенного выходом к  корной обмотке исполнительного электродвигател , обмотка возбуждени  которого -подключена одним выводом к первому выходу источника напр жени  питани , а другим выводом через регулировочный резистор - к второму -выходу источника напр жени  питани , вал исполнительного электродвигател   вл етс  выходным валом системы и кинематически св зан с нагрузкой и с валами датчика положени  и датчика скорости, о т- личающа с  тем, что, с целью расширени  диапазона допустимых углов поворота выходного вала системы и уменьшени  времени вывода вьпсод- ного вала системы из конечных положений в рабочую зону, введен блок концевых выключателей, кинематически соединенный с выходным валом системы и подключенный электрически к вторым входам усилител  мощности и элемента И, вход детектора соединен с выходом датчика скорости, а выводы ключа подключены к выводам регулировочного резистора.of the mismatch connected by the second input to the output of the position sensor, and the output to the first input of the control signal generator connected to the second input of the power amplifier connected to the root winding of the electric motor, the excitation winding of which is connected by one output to the first input to the output of the speed sensor and output the first output of the voltage source, and the other output through the adjusting resistor to the second output of the voltage source, the shaft of the executive electric The motor is the output shaft of the system and is kinematically connected with the load and the shafts of the position sensor and the speed sensor, which is aimed at expanding the range of permissible angles of rotation of the output shaft of the system and reducing the time for the output shaft end positions in the working area, a limit switch block is inserted, kinematically connected to the output shaft of the system and connected electrically to the second inputs of the power amplifier and element I, the input of the detector is connected to the output of the speed sensor, and the pins of the key are connected to the pins of the adjusting resistor. Фи8.2Fi8.2 Редактор В. ПетрашEditor V. Petrash Составитель Г.Нефедова .fl44biK Корректор С,Compiled by G.Nefedov .fl44biK Proofreader C, Заказ 4216/35Тираж 863ПодписноеOrder 4216/35 Circulation 863 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 :Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4: Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
SU864013238A 1986-01-20 1986-01-20 Servo system with limited angle of turn of output shaft SU1339488A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864013238A SU1339488A1 (en) 1986-01-20 1986-01-20 Servo system with limited angle of turn of output shaft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864013238A SU1339488A1 (en) 1986-01-20 1986-01-20 Servo system with limited angle of turn of output shaft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1339488A1 true SU1339488A1 (en) 1987-09-23

Family

ID=21218294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864013238A SU1339488A1 (en) 1986-01-20 1986-01-20 Servo system with limited angle of turn of output shaft

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1339488A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 304551, кл. G 05 В 11/14, 1970. Авторское свидетельство СССР № 611177, кл. G 05 В 11/01, 1976. Авторское свидетельство СССР № 746406, кл. G 05 В 11/01, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4207504A (en) Spindle control system
US4035708A (en) Stepping motor control circuit
US4291260A (en) Motor velocity control servo amplifier
SU1339488A1 (en) Servo system with limited angle of turn of output shaft
US3461367A (en) Brushless d-c servomotor
GB1429942A (en) Dc motor with hall generators
US4042868A (en) Stepper motor control apparatus
US2230864A (en) Control system
KR820001744B1 (en) Spindle control system
US3809452A (en) System for controlling number of revolutions of the tape drive in a tape recording and replaying apparatus
SU595177A1 (en) Arrangement for metering out wood chips and binder
JPH0614799B2 (en) Stepping motor stop control system
SU572758A1 (en) Device for regulating rotation angle of electric motor shaft
SU601794A1 (en) Power diode electric drive
SU930549A1 (en) Reversible electric drive
SU1515320A1 (en) Thyratron electric drive
US3072835A (en) Servosystem with feedback discriminating means
JPS5688686A (en) Speed control device for dc motor
SU1045320A1 (en) Device for controlling step motor with step splitting
SU1597795A1 (en) Apparatus for checking internal wiring (phasing) of electric motor windings
SU1117698A1 (en) Device for adjusting speed of magnetic tape
SU1534720A2 (en) Double-zone rectifier electric drive
SU875338A1 (en) Device for maintaining constant cutting rate
SU1075359A1 (en) D.c.drive
SU1537578A2 (en) Device for converting electric power during testing of diesel locomotive under load