Электромеханический интегратор

зт6 0 П И С А Н И Е (и) 454563,ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(32) ПриоритетОпубликовано 25,12.74. Бюллетень47Дата опубликования описания 17.02.75 л, 6 06 д 7/18 б 05 т 1 13/26 осударствеииый комитет Совета Мииистров СССРАвторы изобретени Б. Лейтман и Б. П. Рязанов толенский филиал Московского ордена Ленина энергетического института витель 54) ЭЛ ЕКТРОМЕХАН ИЧ Ес К И Й И НТЕГРАТ Изобретение может быть использовано в аналоговых или цифровых вычислительных устройствах для интегрирования величин, представленных электрическим напряжением постоянного тока,Известны системы регулирования скорости двигателя, содержащие задающий блок, датчик входного сигнала, усилитель - преобразователь с управляемым двигателем, опорный двигатель, подключенный к выходу усилителя мощности, в котором угол поворота выходного вала редуктора пропорционален интегралу от входного сигнала по времени.Однако принцип построения этой системы, функциональные связи между используемыми в ней элементами не позволяют получить высокую точность регулирования скорости.Цель изобретения - разработка электромеханического интегратора, функциональная схема которого гарантирует прецизионное преобразование входного напряжения в угловую скорость вращения выходной механической оси, т. е. высокую точность интегрирования.Для осуществления этой цели электромеханический интегратор содержит задающий блок, состоящий из источника опорного,напряжения и подключенные к его выходу последовательно соединенные датчик и выходной сумматор, в датчике скорости установлены последовательно включенные импульсный датчик скорости, формирователь, первая схема совпадения, мультивибратор, триггер и подключенный к выходу источника опорного напряжения задающего блока выходной нор мирующий блок, подсоединенная к управляющему входу триггера вторая схема совпадения, соединенная входами с выходами ждущего мультивибратора и триггера, и опорный генератор, связанный с входами обеих 10 схем совпадения и через дополнительно установленный делитель частоты - с усилителем мощности.На чертеже изображена функциональнаясхема предлагаемого электромеханического 15 интегратора.Предлагаемый интегратор содержит задающий блок 1, датчик скорости 2, сравнивающий блок 3, усилитель-преобразователь 4. управляемый двигатель 5, опорный двигатель 20 6, механический дифференциал 7, источник 8опорного напряжения, датчик 9 входного сигнала, выходной сумматор 10, импульсный датчик 11 скорости, формирователь 12, первую схему совпадения 13, ждущий мультивибратор 25 14, триггер 15, вторую схему совпадения 16,выходной нормирующий блок 17, опорный генератор 18, стабилизированный кварцем, делитель 19 частоты и усилитель 20 мощности.Задающий блок 1 интегратора вырабаты- ЗО вает управляющее воздействие, поступающеена первый вход сравнивающего блока 3 системы регулирования скорости вращения вала управляемого двигателя 5.Управляющее воздействие получается на выходе выходного сумматора 10 в результате сложения опорного напряжения Соп, снимаемого с выхода источника 8, и сигнала К датчика входного сигнала 9. Причем напряжение У может быть знакопеременным, но по величине оно всегда пропорционально напряжению Уоп,На второй вход сравнивающего блока 3приходит сигнал обратной связи системы регулирования скорости управляемого двигателя 5, Снимаемый с выхода блока 3 сигнал разности, пройдя усилитель-преобразователь 4, в виде напряжения постоянного тока подается на якорь управляемого двигателя 5. Иа валу последнего укреплен импульсный датчик скорости 11, Его выходные импульсы, пройдя формирователь 12, вместе с импульсами опорного генератора 18 поступают на вход устройства нормирования импульсов сигнала обратной связи системы регулирования по длительности, Это устройство состоит из двух схем совпадения 13 и 16, ждущего мультивибратора 14 и триггера 15, снабженных такими функциональными связями, которые обеспечивают появление на выходе триггера 15 импульса длительностью, равной целому и неизменному числу периодов следования импульсов опорного генератора 18 на каждый импульс, проходящий с выхода формирователя 12, Выходные импульсы триггера 15 поступают на вход выходного нормирующего блока 17 системы регулирования скорости, где они нормируются по амплитуде на уровне С/оп и затем в качестве сигнала обратной связи подаются на вход сравнивающего блока 3. Таким образом все входные сигналы и сигнал обратной связи системы регулирования скорости вращения вала управляемого двигателя 5 пропорциональны напряжению У вырабатываемому источником 8. Это обстоятельство при достаточно большой величине коэффициента передачи усилителя-преобразователя 4 позволяет избавиться от зависимости скорости вращения вала двигателя 5 от напряжения Уоп.Выходной координатой электромеханического интегратора является угол поворота р механического дифференциала 7, входные валы которого связаны с валами управляемого двигателя 5 и опорного двигателя б. Последний, являясь синхронным двигателем, полуЭлектромеханический интегратор, содержащий задающий блок и датчик скорости, подключенные к сравнивающему блоку, связан 40 ному через усилитель-преобразователь с управляемым двигателем, соединенным с датчиком скорости и одним из входов механического дифференциала, ко второму входу которого подсоединен опорный двигатель, под 45 ключенный к выходу усилителя мощности,отличающийся тем, что, с целью повышения точности интегрирования, в нем задающий блок содержит источник опорного напряжения и подключенные к его выходу после 50 довательно соединенные датчик и выходнойсумматор; в датчике скорости установлены последовательно включенные импульсный датчик скорости, формирователь, первая схемасовпадения, мультивибратор, триггер и под 55 ключенпый к выходу источника опорного напряжения задающего блока выходной нормирующий блок, подсоединенная к управляющему входу триггсра вторая схема совпадения, соединенная входами с выходами ждуще 60 го мультивибратора и триггера, и опорныйгенератор, связанный с входами обеих схемсовпадения и через дополнительно установленный делитель частоты - с усилителеммощности,чает питание от усилителя мощности 20, на вход которого поступает сигнал опорного генератора 18, преобразованный по частоте делителем частоты 19. Весь интегратор настраивается таким образом, чтобы при напряжении У,равном нулю, выходные валы управляемого 5 и опорного б двигателей вращались в разные стороны с одинаковыми скоростями, а выходная ось механического дифференциала 7 была бы неподвижной,Высока точпосгь иппсгрировапи предлагаемым устройством достигается путем введения функциональных связей между источником опорного напряжения 8, датчиком ьход ного сигнала 9, выходным сумматором 10 ивыходным нормирующим блоком 17. Это позволило устранить зависимость скорости вращения вала управляемого двигателя 5 от величины опорного напряжения К, источника 10 8 и значительно снизить требования к его стабильности. Кроме того, применение соединений (см. чертеж) между импульсным датчиком скорости 11, формирователем 12, схемами совпадения 13 и 1 б, ждущим мультивибрато ром 14, триггером 15, выходным нормирующим блоком 17 и опорным генератором8 юзволило на каждый импульс датчика скорости 11 сформировать выходной импульс блока 17 длительностью, равной целому и неиз менному числу периодов синусоидального сигнала, вырабатываемого опорным генератором 18, стабилизированного кварцем, т. е.обеспечить высокую стабильность коэффициента передачи датчика скорости 2 в широ ком диапазоне изменения парамепров окружающеп среды.Реализация электромеханического интегратора по описанной функциональной схеме дала возможность обеспечить точность интегри рования +0,17 О в диапазоне температур окружающей среды - 20 - ;-+б 0"С. Предмет изобретения454563 Составитель Б Техред Т. Ми язан Корректор Н. А ов онча едактор ПодписноеССР Зака Типография, пр. Сапунова Г/8 Изд.280ЦНИИПИ Государственного компо делам пзобретМосква, Ж-З 5, Рау Тираж 624тета Совета Минпстшй п открытийская наб., д. 4,5