SU922854A1

SU922854A1 - Positioning device

Info

Publication number: SU922854A1
Application number: SU802996129A
Authority: SU
Inventors: Igor B Potapovskij
Original assignee: Pi Uralproektmontazhavtomatika
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1980-10-24
Publication date: 1982-04-23

Description

Изобретение относится к области ‘автоматики и может быть использова-; но для автоматического управления электроприводами.

Известно устройство для автомат тического установа регулируемого объекта в заданное положение, содержащее сельсин-датчик, сельсин-приемник, фаэочувствительный выпрямитель, нуль-орган, логическую схему и коммутатор. Это устройство обеспечивает установ регулируемого объекта в положение , которое задается поворотом ротора сельсин-датчика. Ротор сельсин-приемника механически связан с валом регулируемого объекта. В связи с этим сельсин-приемкик формирует переменное напряжение, изменяющееся с частотой напряжения сети и модулированное в функции угла рассогласования (где угол рассогласования угол поворота ротора сельсин-приемника относительно ротора сельсин-датг чика) . Фазочувствительный выпрями2 тель преобразовывает указанное напряжение в напряжение, пропорциональное синусу угла рассогласования, которое через логическую схему и коммутатор подается в схему управления ⁵ электроприводом регулируемого объекта.

Так как напряжение, формируемое устройством , пропорционально сину,₀ су угла рассогласования, то оно принимает нулевое значение при углах рассогласования, равных 0 и 180^е. По· этому в случае равенства выходного . напряжения нулю при поступлении кои манды на установ, устройство формирует короткий импульс, смещающий регулируемый объект на некоторый угол относительно начального положения, что обеспечивает его установ в 20 ааданное положение При начальном уг ле рассогласования, равном 180°. Кро ме того, синусоидальная зависимость выходного напряжения от угла рассогласования устанавливает зону торио3 922854 жения регулируемого объекта в диапазоне знамений угла рассогласования 0±90°. При этом диапазон значений угла рассогласования Ιδθΐ9θ° определяет зону нарастания скорости ₅вращения регулируемого объекта от нуля до некоторой величины, пропорциональной выходному напряжению, равному Цпл/где и _тах- амплитуда выходного напряжения ) [1] . ,0

Однако необходимость смещения регулируемого объекта относительно начального положения при выходном напряжении устройства равном нулю и наличие зон& нарастания скорости увели- ,5 чивают время установа регулируемого объекта в заданное положение.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее фазовращатель, ротор которого механически связан с валом регулируемого объекта^ на вход подается напряжение сети, два компаратора прямоугольных импульсов, выход одного из которых подключен к выходу фазовращателя, двухканальный делитель частоты, входы которого подключены к выходам компараторов прямоугольных импульсов, и временное кодирующее устройство, входы которого подключены к выходам, двухканального делителя частоты Г23.

Однако этот преобразователь угла поворота вала во временной интервал, формирующий прямоугольные импульсы, не обеспечивает автоматический установ объекта в заданное положение,

Цель изобретения - использование указанного устройства для автоматического установа регулируемого объекта в заданное положение, т.е. расширение функциональных возможностей .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные первый фазовращатель, механически связанный с валом регулируемого объекта,первый компаратор , делитель частоты, кодирующее устройством также второй компаратор, выход которого подключен к второму входу делителя частоты, введены второй фазовращатель, источник постоянного напряжения и последовательно соединенные фильтр, сумматор, усилитель с ограничением, выход которого подключен к входу регулируемого объекта, выход источника постоянного напряжения подключен к второму входу сумматора, вход фильтра - к выходу кодирующего устройства, а вход и выход второго фазовращателя - соответственно к входам первого фазовращателя и второго компаратора.

Введение дополнительных функциональных узлов с указанными связями дает возможность получить устройство, способное автоматически устанавливать регулируемй объект в заданное положение. Это объясняется следующим.

Второй фазовращатель применен для задания требуемого положения регулируемого объекта. Фильтр, сумма-⁶тор и источник постоянного напряжения обеспечивают формирование аналогового сигнала, управляющего электроприводом регулируемого объекта.

Этот сигнал содержит информацию как о величине отклонения регулируемого объекта от заданного положения, так и о направлении отклонения. Усилитель с ограничителем позволяет выделить зону торможения регулируемого объекта 'и зону, в которой обеспечивается его вращение с постоянной скоростью.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройстве ; на фиг. 2 - его характеристика (зависимость напряжения действующего на выходе устройства, от угла отклонения регулируемого объекта от заданного положения Θ .

Устройство содержит фазовращатели 1 и 2, компараторы 3 и 4, дели тель 5 частоты, кодирующее устройство 6, фильтр 7. сумматор 8, источник 9 постоянного напряжения, усилитель 10 с ограничением, регулируемый объект 11.

Фазовращатель 1 преобразует угол отклонения регулируемого объекта от заданного положения в фазу .С выхода фазовращателя 1 снимается синусоидальное напряжение с частотой сети и постоянной амплитудой, фаза которого линейно зависима от угла поворота его ротора.

Поворотом ротора фазовращателя 2 задают требуемое положение регулируемого объекта, устанавливая определенный угол· сдвига фаз между его выходным напряжением и напряжением сети. На выходе фазовращателя 2 действует синусоидальное напряжение с частотой сети и постоянной амплитудой. В процессе автоматического ус^жтанова регулируемого объекта в за- 5 данное положение фаза этого напряжения не изменяется и используется г

в качестве опорной фазы.

Компараторы 3 и 4 преобразуют синусоидальные напряжения,·поступаю- Ю щие на их входы, в импульсы прямоугольной формы с частотой повторения, равной частоте сети.

Двухканальный делитель 5 частоты . производит деление на два частоты им- 15 пульсов, поступающих от компараторов 3 и 4. На его выходах действуют импульсные напряжения прямоугольной формы. При этом частота повторен ния импульсов равна 1/2 частоты сети, 20 а скважность - 2 .

Временное кодирующее устройство 6 формирует из импульсов, поступающих на его входы, прямоугольные импульсы с постоянной амплитудой и час- 25 тотой, равной 1/2 частоты сети. Длительность этих импульсов линейно зависима от положениярегулируемого объекта 11. Причем в том случае, когда регулируемый объект 11 находится зо в заданном положении, длительность импульсов, формируемых временным кодирующим устройством 6, равна 1/4 (пде Т - период повторения импульсов,формируемых временным кодирующим устройст- ₃₅вом б). При отключении регулируемого объекта 11 от заданного положения в диапазоне значений угла отклонения 0-180° длительность этих импульсов линейно увеличивается от 1/4 Т до ₄₀1/2 Т, а при его отклонении от заданного положения в диапазоне значений угла отклонения 0-(-180°) линейно уменьшается от 1/4 Т до нуля.

Сглаживающий фильтр 7 выделяет из 45 импульсного напряжения , действующего на выходе временного кодирующего устройства 6, постоянную составляющую, которая может быть представлена формулой _г 50 «КЛ· (,) где - постоянное напряжение, действующее на выходе сглаживающего .фильтра 7 ; 55

Τί,Τ ,1^- длительность, период повторения и амплитуда импульсов соответственно, формируемых временным ко· дирукхцим устройством 6.

Согласно уравнению (1 ),напряжение на еыходе сглаживающего фильтра 7 ли нейно зависит от положения регулируемого объекта и в том случае, -когда он находится в заданном положении, . равном 1/4 и_т.

Суммматор 8 формирует напряжение, которое описывается уравнением ^υϊ- ч.- 7 ~г>- <²’ где и_£- напряжение, действующее на выходе сумматора 8;

инапряжение, формируемое источником постоянного напряже ния 9, которое принято равным 1/4 и™.

Из уравнения (2) следует, что сум матор 8 формирует напряжение, которое в диапазоне значений угла отклонения регулируемого объекта -180-180 изменяется от -1/4 до 1/4 и_ти равно нулю при его установе в заданное положение.

Усилитель 10 производит двухстороннее ограничение напряжения, формируемое сумматором 8, в связи с чем достигается разделение диапазона значений угла отклонения регулируемого объекта от заданного положения на зону, в которой выходное напряжение устройства линейно зависимо от угла отклонения (зона торможения регулируемого объекта) и на зону, в которой выходное напряжение устройства постоянно (зона вращения регулируемого объекта с постоянной скоростью).

Устройство работает следующим образом .

Требуемое положение регулируемого объекта задается поворотом ротора фазовращателя 2.

Регулируемый объект 11 находится в статическом состоянии в том случае, когда его положение соответствует заданному.

Если положение регулируемого объекта 11 не соответствует заданному положению, то на выходе устройства действует напряжение, полярность которого определяет требуемое направление вращения объекта. При этом, если величина угла отклонения лежит в зоне торможения, то при установе регулируемого объекта 11 в за7 922854 данное положение с уменьшением угла отклонения уменьшается напряжение на 'выходе устройства, что, в свою очередь, вызывает уменьшение скорости вращения объекта. При дости- 5 жении регулируемым объектом 11 заданного положения напряжение на выходе устройства становится равным нулю,в связи с чем регулируемый объект 11 останавливается. ю

Если величина отклонения лежит вне зоны торможения, то устройством формируется напряжение, независимое от реличины угла отклонения. В сцйзи с этим регулируемый 15 объект 11 вращается с постоянной •скоростью в направлении, соответствующем полярности напряжения, до тех пор, пока угол отклонения не станет равным величине, определя- 20 ющей границу зоны торможения.

Предлагаемое устройство имеет более широкую область применения чем известное, поскольку введение дополнительных функциональных узлов: 25 второго фазовращателя, сглаживающего фильтра, сумматора, источника постоянного напряжения и усилителя с ограничением дает возможность использовать его для автоматического уста- 30 нова регулируемого объекта в заданное положение.

В предлагаемом устройстве уменьшается время установа регулируемого объекта в заданное положение. Это 55 обеспечено тем, что при поступлении команды на установ в случае равенства выходного напряжения нулю, нет надобности в смещении регулируемого объекта на некоторый угол относитель- 40 но начального.положения ; исключена зона нарастания скорости вращения регулируемого объекта ; вне зоны торможения вращение регулируемого объекта производится с постоянной скоростью.

Claims

Формула 'изобретения

Позиционное устройство, содержащее последовательно соединенные первый фазовращатель , механически'связанный с валом регулируемого объекта, первый компаратор, делитель частоты, кодирующее устройство, а также второй компаратор, выход которого подключен к второму входу делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй фазовращатель, источник постоянного напряжения и последовательно соединенные фильтр, сумматор, усилитель с ограничением, выход которого подключен к входу регулируемого объекта, выход источника постоянного напряжения подключен к второму входу сумматора, вход фильтра - к выходу кодирующего устройства, а вход и выход второго фазовращателя - соответственно к входам первого фазовращателя и второго компаратора.