ZIP архив

Текст

012194 СОЮЭ С СОЦИАЛ РЕСПУБЛ ОВЕТСНИХИЧЕСКИ 151 ь а 05 В 5/01; 1/01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский ордена Ленина поли- лтехнический институт им. В.И.Ленина и . поПроизводственатехническое предприятие импо ремонту и наладке электроэнергетичео Вхо(56) 1, Авторское свидетельство СССРЖ 392453, кл. З 05 В 11/00, 1973. Ма2. Авторское свидетельство СССР ныЖ 318907, кл. Я 05 В 11/12, 1971. св3. Авторское свидетельство СССР . НеЖ 521550, кл. В 05 В 11/01, 1976 пе(54)(57) СЛЕДЯШАЯ СИСТЕМА С выЛЮФГОМ, содержащая блок сравнения, котопервый вход которого является входом несистемы, первый и второй сумматора, дирегулятор скорости, двигатель с датчи вхком угла, соединенный с объектом управНаленин с датчиком угла, дифференщщтор и суммпервый, нелинейный элемент типа На-ссыщениеф, при этом выход. датчика углаобъекта управления соединен с вторам а вывого ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ одом блока сравнения и с первым вхоВтОрою сумматора, ВтОрой Вход котОю го связан с выходом датчика угла дви теля, а выход второго сумматора ща чен к первому входу первого нелиней го элемента типа Насыщениеф, о ти ч а ю щ.а я с я тем, что, с целью вышения точности работы системы нреущественно при быстро меняющихся дных воздействиях, в нее введе 1 на орой нелинейный элемент типа фНа щение, усилитель-инвертор и третий,атор, при этом выход второго сув-, . тора через последователью соедннеи-. е дифференпиатор и усилитепь нвертор ЯЗаН С ВТОРЫМ ВХОДОМ ВТОРОГО НЕЗЦВфф Оюц "рвый вход которого подключен к выходу ка сравнения, а выиа соединен с перм входом первого сумматора, выходрого через регулятор скорости соеав н с Входом двигателя, причем ищиа фференциатора подключен к второму оду первого нелинейного элемента типасыщениеф и к пераому Входу третьего фьюатора, второй вход которого саязаи выхОдом первого нелинейного элементаход подключен к второму входу аерсумматора.Изобретение относится к автоматичеокому Регулированию и может быть использовано в следяших системах с люфтомв механической передаче, для хоторЬпсавтомобильный режим является недопуотимым,Известен следящий привод, содержащий последовательно соединенный элемент сравнения, блок определения знака,усилитель-преобразователь, нагрузку, 10датчик положения нагрузки, выход хоторого подключен ко входу элемента сравнения а также цепь из последовательно1включенных коррехтора люфта, ключевогоэлемента, управляющий вход которого 15связан с выходом двигателя, сумматораи блока умножения, на выходе которогоформируется сигнал, формирующий прохояедения люфта. Такое построение системыпозволяет осуществлять компенсацию 20люфта при медленно меняющихся входных воздействиях ) 1 ). Однако такая система имеет ряд существанных недостатков. 25Во-первых, сигнал, форсирующий прохождение люфта, вырабатывается в течение постоянного времени, А для уст:ройств с переменным моментом инерции( например работы-манипуляторы, храновые механизмы, штабелеры и т.п.) этовремя должно быть величиной изменяющейся,Во вторых, корректирующий сигналдля отработки люфта имеет релейную характеристику, Поэтому при отработкелюфта возникают автоколебания в системе, Все это приводит к низкой точностиуказа иной системы.Известна также следящая система с 4,нелинейной коррекцией, содержащая регулятор, двигатель охваченный жестхой обРатной связью, редуктор с нелинейностьютипа люфта, и объект, а, также модельдвигателя и нелинейную корректирующую 45цепь, состоящую из последовательновключенных дифференциатора и релейногоэлемента, на вход хоторого поступаетсигнал ошибки системы, а выход соединен со входом двигателя 12При тахом построении системы выхЮ 50ной сигнал нелинейной коррехтирукяцейцепи достаточно быстро перемещает валдвигателя в зоне люфта, Однако релейнаяхарактеристика этого сигнала приводит хнехонтролируемым движениям вала двигателя внутри зоны люфта, При этом валдвигателя, обладая определенной энергией, осуществляет силовые моментяые воздействия на вал объекта управления,что приводит к автоколебаниям в системе и снижает точность работы. Крометого, данная следящая система позволяет осуществлять компенсацию люфта лишь,для медленно меняющихся входных воздействий. При быстрых изменениях входного сигнала во время отработки люфтасигнал задания, складываясь с корректирующим сигналом, может достичь значительной величины, что приводит к увеличению динамических нагрузок и сежает точность системы,Наиболее близкой к изобретению по,технической сущности и достигаемомуаффекту является следящая система слюфтом, содержащая последовательносоединенные блок сравнения, регуляторскорости, первый сумматор, двигатель сдатчиком угла, объект управления с датчиком угла, а также второй сумматор,на выходе которого формируется сигналрассогласования между углами поворотавалов .два ателя и объекта управления,хоторый подается на вход нелинейного корректирующего звена, состоящего из по следовательно соединенных нелинейного элемента типа фНасыщение и дифференциатора, причем выход этого звена соединен со входом датчика угла двигателя 3.Недостатком является то, что процесс компенсации люфта в конце отработки эатя 1.иваетсяибо коэффициент усиления нелинейного элемента типа Насыщение остается неизменным, что отрицательновлияет на точность работы системы, Кро ме того, при увеличении скорости измекения входного сигнала сигнал задания в совокупности с кОрректирующим ситналом может достичь недопустимо боль шой величины, что приводит к увеличению динамических нагрузок и снижениюточности системы.Бель изобретения. - повышение точнооти следящей системы преимущественнопри быстро меняющихся входных воздействияхПоставленная цель достигается тем,что в следящую систему с люфтай, содержащую блок сравнения, первый вход ко торого является входом системы, первый и второй сумматоры, регулятор скорости, двигатель с датчиком угла, соединенный с объектом управления с датчиком угла, дифференциатор и первый нелинейный элемент типа фНасыщениеф, при этом выходдатчика угла объекта управления сое динен с вторым входом блоха сравненияТакое построение системы позволяет получить форсирующий сигнал, имеющий не только пропорциональную скорости изменения люфта составляющую, создавае . мую с помощью дифференциатора, а и составляющую, пропорциональную величине люфта. Это составляющая сигнала формируется при подключении второго управля. ющего входа первого нелинейного элемента типа Насыщение . Обе упомянутые Зф составляющие суммируются нв введенном третьем сумматоре, а затем через первый сумматор и регулятор скорости поступают нв двигатель форсируя отработку люф та. Введение в систему второго нелинейного элемента типа фНасыщение", второй управляющий вход которого соединен с выходом дифференциатора через усилитель щаертор, позволяет обеспечить ограничение сигнала ошибки, являющегося резуль фф :татом сравнения сигнала задания и сигнала обратной связи. При быстро изменяющихся входных воздействиях сигнал ошибки может достичь большой величины и вместе с форсирующим сигналом может фф привести к насыщению регулятора скороо- тиФВ начальный момент отработки люфта уровень ограничения сигнала ошибки увеличивается, а к концу отработки умень И шается, исключая тем самым насыщение регулятора скорости, а следовательно уменьшая динамические нагрузки в мехви с пержтм входом второго сумматора,второй, вход которого связан с выходомдатчика угла двигателя, в выход второгосумматора подключен к первому входупервого нелинейного элемента типа фНасыщениеф, дополнительно введены второйнелинейный элемент типа Насыщениеф,усилитель-инвертор и третий сумматор.При этом выход второго сумматора через.последовательно соединенные дифференци 1 евтор и усилитель-инвертор связан с вторым входом второго нелинейного элемента типа фНасыщениеф, первый вход ко торого подключен к выходу. блока сравнения, в выход соединен с первым входом нпервого сумматора, выход которого через .регулятор скорости соединен с входомдвигателя, причем выход дифференпиатораподключен к второму входу первого нелинейного элемента типа "Нвсыщениеф. 2 в. и к первому входу третьего сумматора,второй вход которого связан с выходом. первого нелинейного элемента, в выходподключен к второму входу первого сумматора. 25 й 4 4нооборудовании, исключая автоколебания и повышая точность системы.Нв чертеже изображена структурная схема следящей системы с люфтом.Система содержит блок 1 сравнения, первый вход которого является входом системы, а выход. соединен с первым входам второго нелинейного элемента. 2 типа Насыщение." Выход элемента 2 под ключен к первому входу первого сумма- тора 3, выход которого через регулятор 4 скорости связан с входом двигателя 5: с датчиком угла 6. Выходной вал двигателя 5 механически связан с входным валом объекта управления 7 с дат-, чиком угла 8. Выход датчика угла 8 объекта управления 7.подключен к второму входу блока 1 сравнения, а.также к первому входу второго сумматора 9, выход которого связан с входом дифференциатора 10 и первым входом первого нелинейного элемента 11 типа фНвсыщение". Выход дифференциатора 10 соединен с вторым входом нелинейного элемеВ- та 11, входом усилителя-инвертора 12и первым входом третьего сумматора 13, второй вход которого связан с выходом первого нелинейного элемента 11. Выход ,третьего сумматора 13 соединен со вто рым входом первого сумматора.З, а вы. ход усилителя-инвертора 12 подключен ко второму входу второго нелинейного 1 элемента 2 типа "Насышение .Следящая система с люфтом работает следующим образом.Сигнал задания через последователь но соединенные блок 1 сравнения, нэв линейный элемент 2, сумматор. 3 и регу лятор 4 скорости поступает на двигатель 5. Нв выходах датчиков угла 6 и 8 две гателя 5 и объекта управления 7 проио ходит изменение во времени сигналоВ,соответствующих углам поворота валов, двигателя и объекта управлеоия. При этом люфт объекта управления 7 выбрав н на выходе сумматора 8 сигнал отсуаъ ствует, На выходах дифференпиаторв 10 и нелинейного элемента 11 сигналы твй же отсутствуют, поэтому форсирующий сигнал нв выходесумматора 13 равен нулю. При нулевом сигнале на видеусилителя-инверторв 12 его выходной сигнал, поступающий нв второй упрвваь ющий вход нелинейного элеыента 2, будет максимальным. Выходной сигнал с объекта управления 7 поступает на второй вхад блока, 1 сравнения, замыкая"главную об , ратную связь. На первый вход блока 1, подается сигнал задания, и в результатеЙИИПИ Заказ 2789/ Тираж 872 Подпися лиал ППЛ ф Патент", г. Ужгород,;. ул, Проектная б 1 равнения этнх двух сигналов на выходе этого блока формируется сигнал опнбкн Проходя через нелинейный алвмент 2, сигнал ошибки нв подвергается огранй ченню и поступает на первый вход сумматора 3.При изменении знака сигнала задания происходит расцепленне млов двигателя 5 н объекта управления,7. Вал двигать ля 5 попадает в зону люфта, прн этом главная обратная связь может отключить ся и система окажется разомкнутой, что может привести к появлению.автоколеМ- ний. Поатому после расцеплення валов двигателя н объекта управлення на двигатель подается форсирующий сигнал, заставляющий его прижиматься к валу объекта управлещкя н главная обратная связь не отключается. формнрование форсирующего сигнала пронсходнт следующим образом.При расцеплвннн валов двигателя и объекта управления на выходе сумматора 9 вырабатывается сигнаЛ, нзменяю-. щвйся по величине от нуля до максимальной величины люфта. Этот сйгнал, проходя через днфференциатор 10 н не линейный элемент 11, попадает на сум матор 13. Такнм образом, форснрукнций сигнал, поступающнй с выхода сумматора 13 на вход сумматора 3, алеет днфференцналь ную и пропорциональную составляющую, т,в; он зависит от величины н скорости изменении люфта. Этот сигнал через регулятор 4 попадает на двигатель 5 и он выбврает зону люфта. 012194 Ь В начальный момент отработки люфтасигнал с выхода днфференциатора 10.,имеет большую величину, Проходя черезуснлнтель-ннвертор 12, этот сигнал по ю ступает на второй вход нелинейного элемента 2. Прн этом уровень ограничениясигнала ошибки увеличивается, что снижает уровень сигнала на входе регулятора 4, исключая его насьпцение при быст ром нзменвнни сигнала задания.К концу отработки люфта выходноенапряжение сумматора 9 уменьшается,и, соответственно, уменьшаются сигналы,пропорцьональные величине и скорости из И изменения люфта, формируемые на выходах нелинейного элемента 11 и дифференциатора 10 соответственно. При атомувеличивается напряжение на выходе уснилителя ннвертора 12, поступающее на 20 второй вход нелинейного элемента 2,и происходит уменьшение ограниченная, снгнала ОшнбкнэС изменением полярности сигналазадания, поступающего на блок 1 срев нення, система работает аналогнчцымобрезом.Предлагаемая система по сравненнюс базовым объектом повышает точностьсистемы преимущественно при быстро зр меняющихся входных воздействиях, аыспользование ее исключает автоколебания в приводе н снакает динамические.нагрузки в приводе, что приводит куменьшению износа мехавической передача н снижает вероятность ев поломок.Изобретение позволяет сократить межремонтные сроки в 2-3 раза иувелвчнть общий срок службы мвханооборудомння в 1,2 раза по сравнению с базо

Смотреть

Заявка

3369365, 25.12.1981

ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. ЛЕНИНА, ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ПО РЕМОНТУ И НАЛАДКЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

КЛЕПИКОВ ВЛАДИМИР БОРИСОВИЧ, ПОТЕПУХ ОЛЕГ ИВАНОВИЧ, БАРЫЛЬСКИЙ ПАВЕЛ ВАСИЛЬЕВИЧ, ГОЛОКОЛОС АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ, КАРЛЮКА АНАТОЛИЙ СЕРГЕЕВИЧ, ЛИТВИНЕНКО ВАЛЕРИЙ СЕРГЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G05B 5/01

Метки: люфтом, следящая

Опубликовано: 15.04.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1012194-sledyashhaya-sistema-s-lyuftom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Следящая система с люфтом</a>

Похожие патенты