SU1665488A1 - Двухканальный электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при создании систем управлени  точными сканирующими устройствами. Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы электропривода путем облегчени  условий работы электродвигател  по нагреву и повышение точности электропривода при использовании одного датчика. Электропривод содержит электродвигатель 4, сочлененный с подвижной платформой и подключенный на выход преобразовател  3. Пьезодвигатель 9 сочленен одним концом с исполнительным органом 1, а другим закреплен на подвижной платформе 2. В предлагаемом электроприводе обеспечиваютс  разделение каналов управлени  пьезодвигателем и электродвигателем перемещени  подвижной платформы по задающему воздействию и организаци  св зи между каналами, не допускающей прохождени  высокочастотных сигналов на электродвигатель. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при создании силового нагружени  в оптике, оборудовании дл  металлообработки, дл  сращивани  кристаллов и т.д.

Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы электропривода путем облегчени  условий работы электродвигател  по нагреву и повышение точности электропривода при использовании одного датчика .

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого электропривода.

Двухканальный электропривод содержит исполнительный орган 1, подвижную платформу 2, преобразователь 3, электродвигатель 4, сочлененный с подвижной платформой и подключенный на выход преобразовател  3, последовательно соединенные блок задани  5 перемещени  исполнительного органа 1. первый сумматор 6, интегратор 7, усилитель 8 и пьезодвигатель 9, сочлененный одним концом с исполнительным органом 1, а другим закрепленный на подвижной платформе 2. датчик 10 перемещени  исполнительного органа 1,.соединенный с вторым входом первого сумматора 6, а также блок задани  11 перемещени  подвижной платформы 2 и второй сумматор 12, выход которого подключен на вход преобразовател  3, а входы соединены с выходами блока задани  11, перемещени  подвижной платформы 2, датчика 10 перемещени  исполнительного органа 1 и усилител  8.

На схеме обозначены также сигналы: U - напр жение на выходе усилител  8; 10з - сигнал на выходе блока задани  11 перемеО

ON СЛ

00

00

щени  подвижной платформы 2; д - сигнал ошибки по положению исполнительного органа 1 на выходе первого сумматора 6; сигнал на выхода датчика 10, пропорциональный перемещению исполнительного органа 1; X - сигнал на входе преобразовател  3; 3 - сигнал на выходе блока 5 задани  перемещени  исполнительного органа; lo - перемещение подвижной платформы 2,

Электропривод работает следующим образом.

Задающий сигнал по положению исполнительного органа 1 с выхода блока 5 задани  перемещени  исполнительного органа 1 поступает на вход первого сумматора 6, где сравниваетс  с сигналом датчика 10 положени  исполнительного органа 1. Ошибка по положению исполнительного органа 1 с выхода первого сумматора 6 поступает на вход интегратора 7, выходное напр жение которого усиливаетс  усилителем 8. Напр жение с выхода усилител  8 поступает на пьезодвигатель 9, который деформируетс  и перемещает исполнительный орган на рассто ние А, пропорциональное изменению напр жени  на выходе усилител  8, а также усилию внешнего нагружени  Fc, действующего на исполнительный орган

A UKo/Ky + Fc/Ky,-(1)

где К0- коэффициент обратного пьезоэффек- та., Н/В;

Ку - коэффициент упругости пьезодвигате- л , Н/м.

Задающий сигнал, соответствующий требуемому перемещению подвижной платформы 2, поступает с выхода блока 11 задани  перемещени  подвижной платформы на первый вход второго сумматора 12 и далее на преобразователь 3, который подает питание на электродвигатель 4. Электродвигатель 4 включитс  и будет перемещать подвижную платформу 2 до тех пор, пока сигнал X на выходе второго сумматора

X 1оз + KU -iЈ (2) не станет равным нулю.

С учетом очевидных соотношений между заданными и действительными перемещени ми платформы 2 и исполнительного органа ошибок по положению исполнительного органа д и ошибхи грубого канала с , выражение дл  X можно переписать иначе

X - К V - Д + Ј.(3)

Если коэффициент суммировани  по входу второго сумматора, св занному с выходом усилител , выбрать равным К К0/КУ, то, при отсутствии внешнего силового нагружени , действующего на исполнительный орган 1, сигнал X, согласно выражению

(3), будет равен ошибке грубого канала Ј оз - lo. Движение платформы 2 прекратитс  в этом случае при равенстве нулю ошибки грубого канала. При этом высокочастотные составл ющие, содержащиес  в . сигналах на выходе усилител  8 и датчика 10 перемещени  исполнительного органа, взаимно компенсируютс  и воздействие на преобразователь 3 со стороны точного кана0 ла не поступает,

С по влением на исполнительном органе 1 возмущающих усилий, вызывающих деформацию пьезодвигател  9, изменитс  сигнал на выходе датчика 10 перемещени 

5 исполнительного органа, на входе интегратора 7 по витс  ошибка, котора  интегрируетс  интегратором 7 и усиливаетс  усилителем 8. Пьезодвигатель 9 деформируетс , возвраща  исполнительный орган 1 в

0 исходное состо ние.

При по влении на исполнительном органе 1 медленно мен ющегос  возмущающего усили  Fc после отработки ошибки пьезодвигателем 9 сигнал с выхода датчика

5 10 перемещени  исполнительного органа возвращаетс  в исходное состо ние, в то врем , как сигнал на выходе усилител  8 приобретает новое значение. В результате на выходе второго сумматора 12 по вл етс 

О сигнал

X Fc/Ky + е (4)

управл ющий электродвигателем 4. Электродвигатель 4 перемещает платформу 2 вместе с закрепленным на ней пьезодвига5 телем 9 с исполнительным органом 1. Это перемещение вызывает изменение напр жени  на выходах интегратора 7 и усилител  8. Движение платформы 2 прекратитс  при равенстве нулю среднего значени  на0 пр жени  на выходе усилител . Смещение е 13о - lo платформы 2 под действием возмущающего усили  Fc в установившемс  режиме в точности, согласно выражени м (4) и (1), равно и противоположно направле5 но деформации пьезодвигател  9. Соглсую- щий сигнал, поступающий на вход грубого канала со стороны точного, пропорционален при этом действующему на исполнительный орган возмущающему усилию.

0 Высокочастотные сигналы, которы§ могут содержатьс  в сигналах на выходах усилител  8 и датчика 10, взаимно компенсируютс  и на вход преобразовател  3 не поступают. Таким образом, в электроприводе с од5 ним датчиком 10 положени  исполнительного органа достигаетс  разделение каналов управлени  по задающему воздействию . При этом высокочастотные воздействи  не поступают на электродвигатель 4,

тем самым улучша  услови  его работы по нагреву. В то же врем  все управл ющие воздействи  отрабатываютс  быстродействующим пьезодвигателем 9, повыша  динамическую точность электропривода.Вместе с тем электродвигатель 4 отрабатывает низкочастотные воздействи , а за вленные св зи обеспечивают максимальный динамический запас по перемещению пьезодви- гател  9, что также увеличивает точность электропривода.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Двухканальный электропривод, содержащий исполнительный орган, подвижную платформу, преобразователь, электродвигатель , сочлененный с подвижной платформой и подключенный на выход преобразовател , последовательно соединенные блок задани  перемещени  испол-

   нительного органа, первый сумматор, интегратор , усилитель и пьезодвигатель, сочлененный одним концом с исполнительным органом, а другим закрепленный на подвижной платформе, датчик перемещени  исполнительного органа, соединенный с входом первого сумматора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы электропривода путем облегчени  условий работы электродвигател  по нагреву и повышени  точности электропривода при использовании одного датчика перемещени , в него дополнительно введены блок задани  перемещени  подвижной платформы и второй сумматор, выход которого подключен к входу преобразовател , а входы соединены с выходами блока задани  перемещени  подвижной платформы, датчика перемещени  исполнительного органа и усилител .