Фазовая следящая система

( )63292 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заяс присоед ено 02 1 вки-ение Государственнын комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 3) Приоритет -3) Опубликовано 30.06.78. БюллетеньУДК 62.50 (088.8 н,ия описания 12:06.7 Дата олублик 72) Авторы изобретени(54)ФАЗОВАЯ СЛЕДЯ Изобретение отноаится,к области автоматического управления и может быть иапользовано в станках с числовым пропраммным управлением,Известная фазавая следящая система 111, в,которой для ликвидации ошибок слежения применяют подачу скоростного аигнала в цепь обратной связи. В этой аистеме сигналы, записанные на магнитную ленту но принцнпу частотного разделения каналов, считываются с магнитной ленты магнитными,головками и поступают,на входы четырех полосовых фильтров, Один из них разделяет величину и знак угла наклона вектора скорости. Разложение этого вектора скорости .по координатам производится с ломощью синуано-косицусного лреобразователя, вращаемого следящей системой отработки угла, состоящей из фазового дискриминатора, усилителя и исполнительного дввгателя. Датчиком положения является вра. щающийся трансформатор. Величина, модуля вектора результирующей акорости определяет. ая величиной тока в секциях преобразователя, регулируемых потенциометрами. Скоростные сигналы синусно-косинусного преобразователя поступают на вход усилителей следящей системы,каждой из координат. Эти сигналы суммируются с выходными сигналами фазовых диакриминаторов следящей системы. На вход фазовых диекриминаторов поступают снгналы двух других лолосовых фильтров. Усилители опорного сигнала четвертого полосового филь.тра,питают обмоки вращающогося трансформатора следящей системы по .положению. По добная система позволяет ,ксмпенсироватьскоростную ошибку и тем самым повысить точность обработки, однако в этой системе отсутствует возможность программированная разной контурной скорости обработки по про грамме в течение одного,цикла, для скоростного сигнала требуется отдельный, канал записи, необходима следящая система для слежения за углом обработки вектора скорости, число управляемых координат о:раничено, 15 Известно устройство 2, в котором подачаскоростного сигнала в цепь обратной связи следящей системы осуществляется я без записи сигнала скорости на отдельных дорожках.Оно работает следующим образом.20 Считанный с магнитной ленты сипнал подают на фазовый 1 искримоонатор непосредстзенно и, пропустив через ливию задержки, на выходе фазового дискриминатора получается налряжение, пропОрциональное девиации час тот, т. е. скорости, Недостатком слстем, имеющих данное устройство для лолучения акоростного сигнала, является то, что ови яе примен 1 иаы для раооты с большими девиациями частот, так как фазовый диакриминатор, ках пра вялю, работает в лределах сдвигов фаз между65 двумя напряжениями це более 70 - 80. Кроме того, в следящей сйсбеме, содержащей данное устроЙство дляполучейия скоростного сиг 11 аля имеются колебания, вЬ 1 званные введеннем линии задержки в замкнутую систему.Наиболее близкимк изобретеишо техническим -реше 1 ием является фазовая следящая система 31, соло;икащая последовательно соединенные,усилитель считывания, фязовый лиоку 1 минятор, демодулятор, первый сумматор, усилитель мои 100151 и 1 лсполццтсл 511 ый я 15 гятель, вал которото связан с вращающимс 5 ТРЗЦС 1)1 РЫТого 1 ЦЫХОД КОТороГО ПОи,110 Е 51 к соответствующему входу фазового дискриминатора, усилитель считывяния опорного сигнала, выход которого подключен ко входу врящаощегося трая 1 сформатора. В этой системе персллещсцие цо каждой из координат запцсываетс 51 ца двух дорожках лагнитной ленты ЛМ. На этих дорожках записаны сигналы синусоида;ьцого нэцр 51 яец 1 ля (раб 01 иЙ и Оиорный оигналы), Фаза рабочего сигнала опроделяет закон изменения управляемой координаты. Эти сг:ягы спигываются магнитными толовкалли и уои;иааются усилителями, Усилитель сцорцого сигнала питает входные обмотки цращалощсгоая трансформатора, являющегося датчиком о бр ятлой связи, Ротор его кинем а- тически связан с управ Яемымл коордиатамц.Его выход - электрический угол, равный ме- Х 11 ЦИЧССКОМУ УГЛ 1, ПолаЕТСЯ ЦЯ 0:1 ИН ИЗ БХОЛОВ фазового дцскрцмццатора, являющегося множительным устройством. На другой вход фазового дискрцмицятора подается рабочий сиглал. В результате поремцожеция этих двух сигналов на выходе получается сигнал, постоянная составля 1 ощая которого является сигпалолм ошибки след 51 щого,привода, Далее этот сигнал,преобразуется в постоянное напряжение демодулятором, усиливается и подается на исполнительный двигатель, который будет стремиться ус ьяновить управляемую коордицату в такое положение, при котором сигнал ошибки будет равным О. Недостатком подобных систем является наличие ошибки слежетлия (скоростцо ошибки). Хотя в ставенках,програмллного управления с небольшими рабочими скоростям.1 ,и протаммированным торможением и остацовом скоростная ошибка имеет нозцачительцуо велиицу, однако часто требуется обрабатывать изделия без программиэованлного торможения и останова, нап 1 ример, при резке лазером трудно обрябатьиваомых ллатериалои необходимо осуществлять лвюксцие объекгива со скоростьло порядка нескольких ллетров в секунду без торможения и остянова. При обработке .Контуров сложных коцфллгуряц,иЙ появляется скофсстцяя Олцлибля, соизмс)ънллая (а в некоторьх случаях и большая) с допуском на изделие.Целью ц:юбретеллия Является увелиение точтлост. и расширение функциональных возлложностей системы путем программирования разной конту:.ной сксрости в течение одного цикла,и увеличение числа программируемых 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 координат. Поставленная цель достигается тем, что система содержит соединенные последовательно второй сумм атор и преобр азова- тель код - аналог, два блока ограниченИя, два формирователя импульсов и два детектора, выхо;1 ы которых соединены с соответствующими входами второго сумматора, выход усилителя считывания через первый блок ограничения и первый формирователь импугьсов соединен со входом первого детектора, выход усилителя считывания опорного сигнала связан чорез второй блок ограничения и второй формирователь изпульсов со входом второго детектора, а выход преобразователя код - аналог связан с соответствующим входом первого сумматора.Блок-схема фазовой сле:яшей системы изображена на чертеже.Система содержит магнитные головки 1 и 2, усилитель считызация 3, усилитель считывания опорного сигнала 4, фазовый дискриминатор 5, демодулятор б, сумматор 7, двигатель 8, вращающийся трансформатор 9, усилитель мощцоспи 10, блоки ограничения 11,и 12, формирователи импульсов 18 и 14, детекторы 15,и 1 б, магнитную ленту 17, сумматор 18, преобразователь код - аналог: 19.Система работает следующим образом, На блоки ограничения 11 и 12 поступают сигналы синусоидального напряжения, здесь они уси иваются и преобразуются в сигналы прямоугольной формы. Форллировате.11 и импульсов 1 Д и 14 преобразуют прямоугольную форму напряжения в остроугольный сигнал и ,после детектировятлия в детекторах 15: 1 б сигналы одного знака поступают на вход сумматора 18.На выходе суллматора 18 появляется последовательность остроугольных импульсов, частота следования которых равна алгебраической сухламе частот рабочей и опорной, которая подается на вход преобразователя код - аналог 19. На выходе преобразователя кол - аналог 19 пояиляется напряжение, проиорционадьное частоте импульсов на входе. Это напряжение подается на олин из входов сум,матора 7, на чругой вход его подается напряжение с демодулятора б.На выходе сумматора 7 появляется напряжение, равное сумме входных напряжений. Это напряжение усиллвается в усилителе мощности 10 и подается на обллотии двигателя 8.Следящая система с подачей скоростного сигнала дает возможность програллмировация разной контурной скорости в течение одного ц 1 икла, поззоляет 1 лроизвсдить обработку с,высокими раоочими скоростями. Формула изобретения Фазовая следящая система, содержацая последовательно соединенные усилитель считывания, фазовый диаириминатор, демодулятор, первый сумматор, усилитель ллощ 11 ости.и двигатель, вал которого связан с вращяющцм613292 через второй блок ограничения и второй формирователь импульсов со входом второго детектора, а выход преобразователя код - аналог связан с соответствующим входом перво го сумматора. 10 1, Авиаторское свидетельство СССР136153,кл, Ст 05 В 13/02, 1962.2, Авторское свидетельство СССР147885,кл, 6 05 В 19/16, 1963.3. Киселев В. М. Фазовые системы число 15 ного программного управления станками, М.,Машиностроение, 1966, с. 237.ектор В. Гутма 334/560 Изд.473 НПО Государственного комитет по делам изобретен Москва, Ж, РаушПоди испо Тираж 1047а Совета Министров Сй и открытийкая наб., д. 4/5 и. Харьк, фил. пред, сПатент ся трансформатором, выход которого,подключен к соответствующему входу фазового дискриминатора, усилитель считывания опорного сигнала, выход которото подключен ко входу вращающегося трансформатора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности работы, она содержит соединенные последовательно второй сумматор и преобразователь код - аналог, два блока ограничения, два формирователя импульсов и два детектора, выходы.которых соединены с соответствующими входами второго сумматора, выход усилителя считывания через первый блок ограничения,и нервный формирователь импульсов соединен со,входом первого детектора, выход усилителя считывания опор 1 ного сигнала связан Исто ьники информации, принятые во внимание при экспертизе: