SU446027A1 - Двухканальна след ща система - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к прецизионным системам автоматического регулировани  с широким диапазоном скорости нагрузки.

Известна двухканальна  след ща  система , содержаща  в канале грубого управлени  св занный с входом системы и выходом датчика угла нагрузки чувствительный элемент , соединенный с сумматором, подключенным к компенсирующему блоку и датчику скорости двигател , а также силовой блок, подключенный через дифференциал и редуктор к нагрузочному элементу, соединенному с датчиком скорости и угла нагрузки, а в канале точного управлени  - силовой блок, св занный с сумматором, датчиком скорости и дифференциалом.

Однако эти системы обладают недостаточной точностью из-за вли ни  нелинейности и кинематических погрешностей.

Цель изобретени  - повышение точности, плавности и качества системы.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемой системе в канале грубого управлени  установлены подключенный к выходам силового блока и редуктора блок измерени  упругой деформации, модель механических характеристик , соединенный с их выходами блок выработки производных и два последовательно св занных логических блока, первый из которых подключен к выходам сумматора, компенсирующего блока, датчиков угла и скорости нагрузки, а второй - к выходу блока выработки производных и входу силового блока , а в канале точного управлени  установлены подключенный к входу сумматора ключ и соединенные с его входами, последовательно включенные модель желаемого закона перемещени  нагрузки и чувствительный элемент , входы которых подключены соответственно к входу системы и выходу датчика угла нагрузки.

На чертеже представлена блок-схема двухканальной след щей системы.

Предлагаема  система состоит из двух каналов: канала 1 грубого управлени  и канала 2 точного управлени .

В канале 2 грубого управлени  входной сигнал поступает на один из входов чувствительного элемента 3. Выход чувствительного элемента 3 .соединен с входом сумматора 4, второй вход которого св зан с выходом компенсирующего блока 5, на вход которого поступает входной сигнал системы. Третий вход сумматора 4 соединен с выходом датчика 6 скорости двигател , а выход - с одним из входов первого логического блока 7, выход которого св зан с входом второго логического блока 8. Логические блоки,7, 8 образуют блок 9 формировани  управл ющего сигнала . Выход блока 8 соединен с входом сило

вого блока 10 канала грубого управлени , состо щего из усилител  мощности (тиристорный регул тор тока) и исполнительного двигател . Выход блока 10 св зан с входом датчика 6 скорости двигател  и с одним из входов дифференциала 11, выход которого соединен с входом редуктора 12. Выход редуктора 12 св зан с входом исполнительного механизма (нагрузочный элемент) 13, его выход соединен с датчиком 14 угла нагрузки и датчиком 15 скорости. Выход датчика 14 св зан с другим входом чувствительного элемента 3, с вторым входом логического блока 7 и с одним из входов чувствительного элемента 16 канала точного управлени . Выход датчика 15 скорости соединен с третьим входом логического блока 7, четвертый вход которого св зан с выходом компенсирующего блока 5. Вход чувствительного элемента 16 соединен с выходом модели 17 желаемого закона перемещени  нагрузки в различных режимах работы системы (модель II), ее вход Св зан с входом системы. Выход элемента 16 соединен с входом ключа 18, второй вход которого св зан с выходом модели 17. Выход блока 18 соединен с одним из входов сумматора 19, его второй вход св зан с выходом датчика 20 скорости двигател , вход которого св зан с выходом силового блока 21 канала 2. Вход блока 21 соединен с выходом сумматора 19, а выход - с вторым входом дифференциала И. Входы логического блока 8 св заны с выходами блока 22 выработки второй и третьей производных от выходной координаты системы, один вход которого соединен с выходом модели 23 механической характеристики (модель I), а второй вход - с блоком 24 измерени  величины упругой деформации, его один вход св зан с выходом силового блока 10, а второй вход - с выходом редуктора 12. .

Предлагаема  система работает в двух режимах: ири переброске исполнительного механизма (Нагрузки) на заданный угол с заданной точностью за заданное врем  и с заданной конечной скоростью и при слежении за входным сигналом, измен ющимс  с посто нной скоростью, с определенной точностью .

Основными требовани ми, предъ вл емыми к системе в первом режиме,  вл ютс ; оптимальный закон отработки большого рассогласовани , дОСтаточно высока  точность вывода исполнительного механизма 13 на слежение. Дл  обеспечени  оптимального переходного процесса и достаточной точности вывода механизма 13 на слежение в канал 1 введены логические блоки 7, 8, обеспечивающие необходимый управл ющий сигнал на входе блока 10 ио данным, снимаемым с блоков . 23, 22, 24, 15.

Основными требовани ми, предъ вл емыми к СистемеВО втором режиме,  вл ютс  высока  точность и плавность слежени  в широком диапазоне скоростей при наличии в

механических элементах нелинейного момента сопротивлений, люфта, упругих деформаций , кинематических и циклических погрешностей . Дл  обеспечени  этих требований во втором режиме работы в систему введены уже названные блоки 7, 8, 9, 22, 23, 24, 15 и дополнительно - блоки 16, 17, 18.

Дл  обеспечени  вывода нагрузки 13 на слежение с высокой точностью необходимо в зонах регулировани  канала 1 грубого управлени  вводить корректирующие сигналы, учитывающие люфт, упруг/ие деформации, нелинейность момента сопротивлений.

При слежении, кроме указанных корректирующих сигналов, необходимо вводить дополнительно коррекцию на кинематические и циклические погрешности в элементах И, 12, 13.

Первую коррекцию осуществл ют логические блоки 7, 8. В св зи с тем, что «спользуемые сигналы  вл ютс  приближенными, дополнительную коррекцию производит канал 2 точного управлени , который включаетс  в работу с помощью ключа 18 при подходе нагрузки 13 к заданному положению в первом режиме и посто нно включен во вторам режиме. Входным сигналом канала 2 точного управлени   вл етс  желаемый закон перемещени  нагрузки 13, синтезированный заранее с учетом всех погрешностей и нелинейностей в канале 1 грубого управлени  и реализованный в модели 17.

Коррекци  непосредственно в канале 1 грубого управлени  осуществл етс  выходным сигналом логических блоков 7, 8, который управл ет током исполнительного двигател  с помощью тиристорного регул тора, вход щих в силовой блок 10. Приближенное формирование сигналов производных осуществл етс  по замеренному с помощью блока 24 значению упругих деформаций и расчетному или замеренному значению момента сопротивлени , извлекаемому из модели 23.

Предмет изобретени 

Двухкапальна  след ща  система, содержаща  в канале грубого управлени  св занный с входом системы и выходом датчика угла нагрузки чувствительный элемент, соединенный с сумматором, подключенным к компенсирующему блоку и датчику скорости двигател , а также силовой блок, подключенный через дифференциал и редуктор к нагрузочному элементу, соединенному с датчиками скорости и угла нагрузки, а в канале точного управлени  - силовой блок, св занный с сумматором, датчиком скорости и дифференциалом , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности системы, в ней в канале грубого управлени  установлены подклю ченный к выходам силового блока и редуктора блок измерени  упругой деформации , модель механических характеристик, соединенный с их выходами блок выработки производных и два последовательно св занных логических блока, первый из которых подключен к выходам сумматора, компенсирующего блока, датчиков угла и скорости нагрузки , а второй - к выходу блока выработки производных « входу силового блока, а в канале точного управлени  установлены подключенный к входу сумматора ключ и соединенные с его входами, последовательно включенные модель желаемого закона перемещени  нагрузки и чувствительный элемент, входы которых подключены соответственно к входу системы и выходу датчика угла нагрузки .