SU883863A1

SU883863A1 - Reversible servo system

Info

Publication number: SU883863A1
Application number: SU802899124A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Суляев; Владимир Федорович Филаретов
Original assignee: Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1980-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1981-11-23

Description

(54) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА(54) REVERSIBLE FOLLOWING SYSTEM

Изобретение относитс к робототе нике и может быть использовано при создании дистанционно управл ющих копирукидих манипул торов. Известна обратима след ща сист ма, содержаида два датчика мотлента, два датчика положени , два детектор два сумматора, переключатели, два блока коррекции и электродвигатель, вал которого кинематически через первый и второй редукторы св зан с задающей и исполнительной ос ми 11 Недостатком системы вл етс ее сложность. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению вл етс система, содержаща первый сумматор, а на задающем и исполнительном органе - датчик положени , первый и второй выходы которого сое динены с соответствующими входами управл емого коммутатора, подключен ного выходом ко входу электродвигател , третий вход управл емых комс выходом перво мутаторов соединен сумматора 21. Недостатками этой системы вл етс узка зона синхронизации. При увеличении рассогласовани сверх указанной величины система тер ет работоспособность, синхронизирующий момент направлен в сторону увеличени рассогласовани , т.е. система перестает быть след щей. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей системы. Поставленна цель достигаетс тем, что задающий и исполнительный органы содержат источник опорного напр жени , три компаратора, два элемента НЕ, четыре элемента И, дешифратор, элемент ИЛИ, фильтр низкой частоты, второй сумматор, три ключа и генератор импульсов, причем первый выход датчика положени соединен непосредственно со входом первого злемента НЕ и первым входом первого элемента И и второго компаратора, а через последовательно соединенные первый компаратор, дешифратор,второй элемент И, элемент ИЛИ и фильтр низкой частоты - с первым входом BTOpofo сумматора, подключенного вторым входом к выходу ключей, а третьим входом - к первому выходу источника опорного напр жени ,второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственнй с первым входом первого, второго и третьего ключей, подключенных вторым входомThis invention relates to a robot and can be used to create remotely controlled copy guides. A reversible tracking system is known, containing two winding sensors, two position sensors, two detectors, two adders, switches, two correction units, and an electric motor whose shaft is kinematically connected to the master and executive axes through the first and second gearboxes 11 its complexity. The closest technical solution to the present invention is a system containing the first adder, and on the master and the executive body a position sensor, the first and second outputs of which are connected to the corresponding inputs of the controlled switch, connected to the input of the electric motor, the third input of the controlled The output of the first mutator is connected to the adder 21. The disadvantages of this system are the narrow synchronization zone. When the error increases beyond the specified value, the system becomes inoperable, the synchronizing moment is directed towards the increase in the error, i.e. the system is no longer tracking. The purpose of the invention is to expand the functionality of the system. The goal is achieved by the fact that the driver and the actuator contain a voltage source, three comparators, two NOT elements, four AND elements, a decoder, an OR element, a low-pass filter, a second adder, three keys, and a pulse generator. connected directly to the input of the first element NOT and the first input of the first element AND and the second comparator, and through the first comparator, the decoder, the second element AND, the OR element and the low-pass filter connected in series with the first input BTOpofo of the adder connected by the second input to the output of the keys, and the third input to the first output of the source of the reference voltage, the second, third and fourth outputs of which are connected to the first input of the first, second and third keys connected by the second input

к первому, второму и третьему выходам дешифратора соответственно,второй выход датчика положени соединен со вторым входом первого компаратора , второго элемента И,первым входом третьего компаратора и входом второго элемента НЕ, выходом подключенного к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с третьим вькрдом дешиф&агора , а выход -. со вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу первого элемента И, а четвертый вход - к выходу третьего элемента И, первым входом соединенного с выходом первого элемента НЕ, а вторым входом - со вторыг.1 выходом дешифратора, четвертый выход которрго подключен ко второму входу первого элемента И,второй вход - к выходу второго компаратора а третий вход - к выходу третьего компаратора, причем выход вторых сум .маторов соединен с соответствующими входами первого сумматора, а выход генератора импульсов подключен ко второму входу второго и третьего компараторов.to the first, second and third outputs of the decoder, respectively, the second output of the position sensor is connected to the second input of the first comparator, the second element AND, the first input of the third comparator and the input of the second element NOT, the output connected to the first input of the fourth element I, the second input of which is connected to the third vkrdom decipher & agora, and output -. with the second input of the OR element, the third input of which is connected to the output of the first element AND, and the fourth input to the output of the third element AND, the first input connected to the output of the first element NOT, and the second input - with the second output of the decoder, the fourth output of which is connected to the second input of the first element And the second input to the output of the second comparator and the third input to the output of the third comparator, and the output of the second sum of the armature connected to the corresponding inputs of the first adder, and the output of the pulse generator connected to the second at the entrance of the second and third comparators.

На фиг. 1 представлена функциональна схема обратимой след щей системы; на фиг. 2 - диаграмма сигналов.FIG. 1 is a functional diagram of a reversible follow system; in fig. 2 is a signal diagram.

Система содержит задающий орган 1, испо 1нительный орган 2, датчик 3 положени -, истОчник 4 опорного напр жени , управл емый- ког/1мутатор 5, электродвигатель. 6, первый сумматор 7, генератор 8 импульсов, первый и второй элементы НЕ 9 и 10 соответственно, первый, второй и третий компараторы 11-13 соответствен но, дешифратор 14;первый,второй, третий и четвертый элемен1гд И 15-18 соответственно, элемент ИЛИ 19, фильтр 20 низкой частоты, второй сумматор 21, первый, второй и трети ключи 22-24 соответственно сигналы 25-27 с выходов датчика 3 положени и генератора 8 импульсов соответ .ственно. На фиг. 2 указаны участки 28-34 диаграммы.The system contains a driver unit 1, an operating unit 2, a position sensor 3, a reference voltage source 4 controlled by a switch / 1 switch 5, an electric motor. 6, the first adder 7, the generator 8 pulses, the first and second elements are HE 9 and 10, respectively, the first, second and third comparators 11-13, respectively, the decoder 14; the first, second, third and fourth elements AND 15-18, respectively, the element OR 19, low frequency filter 20, second adder 21, first, second and third keys 22-24, respectively, signals 25-27 from the outputs of position sensor 3 and pulse generator 8, respectively. FIG. 2 shows sections 28-34 of the diagram.

Система работает следующим образом .The system works as follows.

При повороте задающего или исполнительного валов на угол сС поворачиваютс роторы датчиков 3 положени с их чувствительных элементов, поступают сигналы 25, 26 широтномодулированные последовательности ипульсов , относительные длительности которых измен ютс по гармоническим законам и фазовьам сдвигам 9.0 (фиг.2 соответствующим пространственному сдвигу чувствительных элементов датчика 3 положени .When the driver or actuator shafts are rotated by the angle C, the rotors of the 3 position sensors rotate from their sensing elements, signals 25, 26 are latitude-modulated sequences and pulses, the relative durations of which vary according to harmonic laws and phase shifts 9.0 (figure 2 corresponding to the spatial shift of the sensor elements 3 positions

Сигналы 25 и 26 поступают на первый компаратор 11, выходной сигнал которого единица, если 25 2б иThe signals 25 and 26 arrive at the first comparator 11, the output signal of which is one, if 25 2b and

ноль,если 25 26 .(по длительности импульсов).zero if 25 26. (for the duration of the pulses).

Сигналы 25 и 26 сравниваютс с выходньгли импульсами сигнала 27 генератора во втором и в третьем компараторах 12 и 13. На выходе компаратора 12 единица, если 25 27 и ноль, если 25 27, единица на.выхоре компаратора 13, если 26 27 и ноль, если 26 27. Сигналы с выходов компаратора 11-13 поступают на входы дешифратора 14 с четырьм выходами , сигнал единица на которых вырабатываетс в случае нахождени угла поворота внутри линейных зон участков 28-31. Соотношение длительностей сигналов 25-27 вполне достаточно дл определени угла поворота вала.Signals 25 and 26 are compared with the output pulses of the generator signal 27 in the second and third comparators 12 and 13. At the output of the comparator 12, one if 25 27 and zero, if 25 27, one on the comparator output 13, if 26 27 and zero, if 26 27. The signals from the outputs of the comparator 11-13 are fed to the inputs of the decoder 14 with four outputs, the signal of which is produced in the case of finding the angle of rotation within the linear zones of sections 28-31. The ratio of signal durations 25-27 is quite sufficient to determine the angle of rotation of the shaft.

Кроме того, из участков 28-31 с помощью элементов И 15-18, управл емых выходными сигналами дешифратора 14 и элементов НЕ 9 и 10 формируетс пилообразный закон изменени длительности характеристик участков 28-33, который преобразуетс с помощью фильтра 20 низкой частоты-в закон изменени напр жени ,поступающий на первый вход сумматора 21. (На участках 30 и 31 импульсы чувствительных элементов датчика 3 положени Инвертируютс элементами НЕ 9 и 10)In addition, from sections 28-31 using the elements 15-18, controlled by the output signals of the decoder 14 and elements 9 and 10, a sawtooth law of changing the duration of the characteristics of sections 28-33 is formed, which is converted by law 20 voltage changes arriving at the first input of the adder 21. (In sections 30 and 31, the pulses of the sensitive elements of the position 3 sensor are inverted by the HE elements 9 and 10

Выходы дешифратора 14 со второго по четвертый подключены к управл ющим входам ключей 22-24, которые открываютс сигналом единица, т.е. на участке 29 открыт ключ 22 на 30 ключ 23, на 31 - ключ 24. Так как на входы ключей 22-24 и источник опорного напр жени поступают сигналы с весами -один, два и три, то на соединенных выходах ключей 22 и 24 в зависимости от угла оС генерируетс ступенчатое напр жение,по виду похожее на 34, но опущенное вниз на величину сигнала 27.The outputs of the decoder 14 from the second to the fourth are connected to the control inputs of the keys 22-24, which are opened by the signal unit, i.e. in section 29, key 22 is opened at 30 key 23, at 31 - key 24. Since signals with weights are one, two and three at the inputs of keys 22-24 and the source of the reference voltage, then at connected outputs of keys 22 and 24 V depending on the angle oC, a step voltage is generated, which looks similar to 34, but lowered down by a signal value of 27.

В сумматоре 21 складываютс законы изменени напр жени от угла характеристик участков 28-33 - пилообразный , ступенчатый участок 34 и вычитаетс величина сигнала 27.В результате сложени законов участков 28-33 с 34 получаем пилообразную на периоде 360 характеристику датчика 3, близкую к линейной, но подн тую над осью на сигнал 27. Вычитание 27 дает возможность опустить характеристику участка 34 вниз,.до оси оС.In the adder 21, the laws of voltage variation from the angle of the characteristics of the sections 28-33 are added: sawtooth, stepped section 34 and the signal value is subtracted 27. As the laws of the sections 28-33 and 34 are added, we get a sawtooth characteristic on the period 360 that is close to linear, but elevated above the axis to the signal 27. Subtraction 27 makes it possible to lower the characteristic of section 34 down to the axis of the axis.

На выходе сумматора 21 вырабатываетс напр жение, пропорциональное углу сС поворота вала исполнительного и задающегоорганов1 и 2. Напр жени с выходов сумматоров 21 .вычитаютс в первом сумматоре 7, выходное напр жение которого управл ет работой коммутаторов 5 обеих сторон так, что рассогласование осей сторон, а следовательно и выходноеThe output of the adder 21 produces a voltage proportional to the angle cc of rotation of the shaft of the executive and driver bodies 1 and 2. The voltages from the outputs of the adders 21 are deducted in the first adder 7, the output voltage of which controls the operation of the switches 5 on both sides so that the misalignment of the axes of the sides, and therefore output

напр жение сумматора 7 уменьшаетс до нул ..the voltage of the adder 7 decreases to zero ..

Применение предлагаемого изобретени позвол ет реализовать обратимую след щую систему с расширенной зоной линейности.The application of the present invention allows to realize a reversible tracking system with an extended linearity zone.

Claims

1. USSR Author's Certificate 5 No. 535549, cl. G 05 B 11/01, 1977.

2. USSR author's certificate

No. 634428, cl. H 02 K 29/02, 1.978, (prototype).