Электромашинный следящий привод

О П И С А Н И Е (и) 54 И 44ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(23) ПриоритетОпубликовано 30.12,76 Бюллетень48Дата опубликования описания 11.01,77 51) М. Кл, б 05 В 17/О Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 621.3(088,8 оо делам изобретений и открытий) Заявител 54) ЭЛЕКТРОМАШИННЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования и может быть применено для построения прецизионных следящих приводов.Известна электромашинная следящая си стема 111, содержащая чувствительный эле мент, усилитель, электромашинный усилитель, исполнительный двигатель, объект регулирования. В известной системе не предусмотрена компенсация ошибки от возмущающего момента сопротивления, имеющего сложный характер.Известен также наиболее близкий по техническому решению к изобретению электро- машинный следящий привод, содержащий чувствительный элемент, выход которого через последовательно соединенные усилитель, электромашинный усилитель, двигатель и редуктор связан с объектом регулирования, и датчик скорости, установленный на валу двигателя 121.Недостатком этого привода является то, что компенсация ошибки от возмущающего воздействия требует строгого соблюдения условий компенсации.Цель изобретения - разработка схемы следящего привода, обеспечивающего плавную устойчивую работу на малых скоростях, т. е. расширение диапазона регулирования скорости привода. Это достигается тем, что в привод введеныдатчики ускорения и производной от ускорения вала объекта регулирования, три блока деления, четыре сумматора, два блока умножения, шесть масштабных блоков, два интегратора, модель момента сопротивления, два источника опорных сигналов. Выход датчика скорости через модель момента сопротивления связан с входами третьего сумматора, 10 второго и третьего масштабных блоков. Выходы датчиков ускорения и производной от ускорения вала объекта регулирования подключены к входам первого блока деления, выход которого через первый масштабный блок под соединен к входу четвертого масштабногоблока и первого сумматора. Выходы первого и второго сумматоров подключены к входам второго блока деления, выход которого связан с одним из входов первого блока умножения, 20 а через первый интегратор подсоединен к одному из входов электромашинного усилителя. Другой вход первого блока умножения соединен с выходом второго масштабного блока, выход четвертого масштабного блока 25 через пятый масштабный блок - с входомтретьего сумматора и непосредственно с одним из входов четвертого сумматора, другой вход которого подключен к выходу первого блока умножения. Входы третьего блока де ления подсоединены к выходам третьего и чет1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вертого сумматоров, а выход через последовательно соединенные шестой масштабный блок, второй интегратор связан с одним из входов второго блока умножения, другой вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а выход - к входу усилителя. Выходы третьего масштабного блока и второго источника опорного ситнала подсоединены к входам второго сумматора, а выход первого источника опорного сигнала - к входу первого сумматора.Блок-схема предлагаемого привода представлена на чертеже.Привод содержит чувствительный элемент 1, объект 2 регулирования, усилитель 3, электромашинный усилитель 4, исполнительный двигатель 5, редуктор 6, датчикускорения, датчик 8 производной ускорения, первые блок 9 деления, масштабный блок 10, сумматор 11 и источник 12 опорного сигнала, вторые блок 13 деления и сумматор 14, первые интетратор 15 и блок 16 умножения, второй масштабный блок 17, модель 18 момента сопротивления, третьи сумматор 19 и масштабный блок 20, второй источник 21 опорного сигнала, четвертые сумматор 22 и масштабный блок 23, пятый масштабный блок 24, третий блок 25 деления, шестой масштабный блок 26, второй интегратор 27, движок потенциометра 28, потенциометр 29 и компенсационная обмотка 30 усилителя 4, второй блок 31 умножения, датчик 32 скорости.На чертеже приняты следующие обозначения: Оь О - входная и выходная величины привода; й, е, е - скорость, услорение и производная ускорения нагрузки; 1 - суммарный момент инерции двигателя и объекта регулирования, приведенный к валу двигателя;, ЬМ,М, - момент сопротивления; =1(Й) - моМдель характеристики момента сопротивления; А - коэффициент передачи масштабного блока 20; АУ - коэффициент передачи масштабного блока 10; А - коэффициент передачи масштабного блока 17; А/А - коэффициент передачи масштабного блока 23; 1/А, - коэффициент передачи масштабното блока 24; С, - коэффициент передачи масштабного блока 26.Основная цель изобретения - расширение диапазона регулирования - достигается созданием следящего привода, автоматически обеспечивающего поддержание постоянных значений в процессе работы привода постоянной времени Т=А и коэффициента усиления К=А, за счет изменения степени компенсации усилителя 4 настройкой потенциометра 29, шунтирующего компенсационную обмотку 30, и коэфициента усиления усилителя 3 привода настройкой входного его сопротивления, роль которого выполняет блок 31 умножения.При работе следящего привода в режиме слежения с малыми скоростями датчик 32 скорости измеряет текущее значение скорости й и по замеренному его значению модельЬМс 18 вырабатывает текущее значениесЬ 2 учетом его знака, Сигналы, снимаемые с датчиков скорости 32, ускорения 7, производной ускорения 8 и блока, реализующего модель 18 момента сопротивления, после преобразования блоками привода запоминаются интеграторами 15 и 2. 11 ропорционально значениям на выходе интеграторов изменяется положение движка потенциометра 29 и значение выходного сигнала блока 31 умножения.Такой настройкой обеспечивается постоянная суммарная жесткость механических характеристик совокупности элементов 3, 4, 5, 6, 1, тем самым постоянство электромеханической постоянной времени и коэффициента усиления К и, следовательно, устойчивая работа при любых малых скоростях перемещения нагрузки.Применение предлагаемого устройства позволит расширить диапазон регулирования скорости, повысить быстродействие привода и плавность его работы без усложнения конструкции механической части привода, без дополнительных потерь мощности и существенного увеличения стоимости привода, особенно при работе его от ЭЦВМ. Формул а изобретенияЭлектромашинный следящий привод, содержащий чувствительный элемент, выход которого через последовательно соединенные усилитель, электромашинный усилитель, двигатель и редуктор связан с объектом регулирования, и датчик скорости, установленный на валу двигателя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости привода, он содержит датчики ускорения и производной от ускорения вала объекта регулирования, три блока деления, четыре сумматора, два блока умножения, шесть масштабных блоков, два интегратора, модель момента сопротивления, два источника опорных сигналов, при этом выход датчика скорости через модель момента сопротивления связан с входами третьего сумматора, второго и третьего масштабных блоков, выходы датчиков ускорения и производной от ускорения вала объекта регулирования подключены к входам первого блока деления, выход которого через первый масштабный блок подсоединен к входу четвертого масштабного блока и первого сумматора, выходы первого и второго сумматоров подключены к входам второго блока деления, выход которого связан с одним из входов первого блока умножения, а через первый интегратор подключен к одному из входов электромашинного усилителя, другой вход первого блока умножения подсоединен к выходу второго масштабного блока, выход четвертого масштабного блока связан через пятый масштабный бло.541144 Составитель Г. Романиенко Техред Л. Камышникова Корректор Е, Хмелева Редактор И, Грузова Заказ 2877/15 Изд. М 895 Тираж 1029 Подписное ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 с входом третьего сумматора и непосредственно с одним из входов четвертого сумматора, другой вход которого подключен к выходу первого блока умножения, входы третьего блока деления подсоединены к выходам третьего и четвертого сумматоров, а выход через последовательно соединенные шестой масштабный блок, второй интегратор связан с одним из входов второго блока умножения, другой вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а выход - к входу усилителя, выходы третьего масштабного блока и второго источника опорного ситнала подсоединены к входам второго сумматора, а выход первого источника опорного сигнала - к входу первого сумматора.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1. Блейз Е, С. и др, Динамика электромашинных следящих систем, М., Энергия, 1967,2, Смирнов Е. М. Комбинированный регулятор для электроприводов со сверхшпроким 10 диапазоном изменения скорости враШенпя,Регулируегиые электроприводы и бесконтактная автоматика в машиностроении. - Сб. 2, МДНТП, М., 1972. (прототип).