Обратимая следящая система

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 801029137 А 5 В 11/О ЫЙ НОМИТЕТ СССРБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙАНИЕ ИЗОБРЕТКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И ПИС ОР(21) 3383632/18-24 рого подключен к входу интегратора, (22) 11.01.82 о: т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с (46)15.07. 83, Бюл. Р 26 целью повышения точности системы, (72) В,Ф,Фнларетов она содержит третий сумматор, пер- (71) Дальневосточный ордена Трудово- вый, второй, третий, четвертый, пяго Красного Знамени политехнический тый, шестой, седьмой и восьмой нели- институт им,. В.В.Куйбышева нейные элементы, а также первый, ,(53). 62-50 (088.8) второй, третий, четвертый, пятый,(56 )1. Авторское свидетельство СССР шестой, седьмой и восьмой блОки ум- Р 535549, кл. О 05 В 11/01, 1975., ножевия, причем первый вход третье. -,2. "Техническая кибернетика", . го сумматора подключен к выходу 1975, Р 4, с. 181-189 (прототип). интегратора, второй вход - к выходу (54)(57) ОБРАТИМАЯ СЛЕдЯЩАя СИСТЕМА, источника опорного сигнала, а выход - содержащая последовательно соединен" к входам первого, второго, третьего, ные первый усилитель и первый дви- четвертого, пятого, шестого, седьгатель, с валом которого кинемати-мого и восьмого нелинейных элеменчески связаны первые датчики момен-. тов, выходами соединенных с первыми та, положения и скорости, а также . . вхрдами соответствующих блоков умпоследовательно соединенные второй ножения, вторые входы первого, вто-, усилитель и второй двигательс валом рого, третьего и четвертого блоков которого кинематически связанй вто- . умножения подключены к выходам пер- С. рые датчики момента, положения и вога сумматора, второго сумматора, скорости, а с выходом соединен вход первого датчика скорости и второго й датчика тока, причем выходы первого датчика скорости соответственно, а ,и второго датчиков момента подклю- выходы - к соответствующим. входам чены к соответствующим входам перво- первого усилителя, вторые входыпя- СР го сумматора, а выходй первого и . того, шестого, седьмого и восьмого второго датчиков положения подклю- блоков умножения соединены с выхочены к соответствующим входам второ- дами второго датчика скорости, .пер-. го сумматора выходы датчика тока и вого датчика скорости, первого сум- м .второго датчика скорости подключе-матора и второго сумматора соотны соответственно к первому и второ- ветственно, а выходы - с соответст,му входам блока деления, выход кЬто.- .вующими входами второго усилителяИзобретение относится к автоматическому управлению и может бытьиспользовано в дистанционно-управляемых копирующих манипуляторах с активным отражением усилия,Известна обратимая следящая система, содержащая на задающей и исполнительной стороне сумматоры,блоки коррекции, датчики момента,электродвигатели и резисторы, .а также переключатели и блок деления 1 1, 10Однако данная система имеет низкое качество регулирования при различных параметрах внешних воздействий,Наиболее близким техническимрешением к изобретению является 15система, содержащая последовательносоединенные первый усилитель и первыйдвигатель, с валом которого кинематически связаны первые датчики момента, положения и скорости, а также 20последовательно соединенные второйусилитель и второй двигатель, свалом которого кинематически связаны вторые датчики момента, положения и ор, а с д од 25вход датчика тока, причем выходы первого и второго датчиков момента подключены к соответствующим входам первого сумматора, а выходы первого ивторого датчиков положения подключены к соответствующим входам второгоЗсумматора, выходы датчика тока и второго датчика скорости подключенысоответственно к первому и второмувходам блока деления, выход которогоподключен к входу интегратора 2 . 35 Известная система имеет лучшие качественные показатели работы за счет синтезированной квазиоптимальной коррекции, однако и в ней наблю дается существенное ухудшение ка-чества работы при изменении парамет- . ров нагрузки и, в частности, параметра, характеризующего момент инер- ции нагрузки. 45Целью изобретения является повышение точности системы.Поставленная цель достигается тем, что система содержит третий сумматор, первый, второй третий,четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементы, а также первый, второй, третий, четвертый пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки умножения, причем первый вход 55 третьего сумматора подключен к выходу интегратора, второй вход - к выходу источника опорного сигнала, а выход - к входам первого, второго, третьего, четвертого,.пятого, шестого, седьмо О го и восьмого нелинейных элементов, выходами соединенных с первыми входами сОответствующих блоков умножения, вторые входй первого, второго, третьего и четвертого блоков умножения подключены к выходам первого сумматора, второго сумматора, первого датчика скорости и второго датчика скорости соответственно, а выходы - к соот.ветствующим входам первого усилителя, вторые входы пятого, шестого, седьмого ивосьмого блоков умножения соединены с выходами второго датчика скорости первого датчика скорости; первого сумматора и второго сумматора соответственно, а выходы - с соответствующими входами второго усилителя.На чертеже представлена функциональная схема системы.Система содержит первый усилитель 1, первый двигатель 2, датчик 3 момента, первый датчик 4 положения, первый датчик 5 скорости, второй усилитель б, второй двигатель 7, второй датчик 8 момента, второй датчик 9 положения, второй датчик 10 скорости, датчик 11 тока, первый сумматор 12, второй сумматор 13, блок 14 деления, интегратор 15, тре" тий сумматор 16, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой нелинейные элементь 17 - 24 соответственно, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки 25 - 32 умножения соответственно, источник 33 опорного сигнала. Кроме того, на схеме введены обозначения: О и О - соответственно управляю 2щие воздействия на первый и второй двигатели 2 и 7; осСн-координаты валов соответствеййо первого и второго двигателей 2 и 7,ВОПД.скорости вращения валов соответственно первого и второго двигателей 2 и 7, 3.-ускорение вращения вала второго двигателя 7; Э, З 2-соответственно моменты инерций нагрузки и ротора второго двигателя 7 с вращающимися частями кинематической передачи; М , М -моменты оператора и наГрузки оп иприложенные соответственно к первому и второму двигателям 2 и 7;ссР -соответственно рассогласование вйходных валов. первого и второго двигателей 2 и 7 и ошибка в ощущении 1оператором внешних моме нто в. Система работает следующим образом.Ири появлении на валу первого или второго двигателей 2 и 7 момента М 1 или М и при соответствующем изменении координат оо или с на выходах первого и второго сумматоров 12 и 13 появляются сигналы, которые, усиливаясь, поступают на входы первого и второго двигателей 2 и 7.В результате на первом задающем) двигателе 2 воспроизводится момент, развиваемый на втором исполнитель-, ном )двигателе 7 с ошибкой с,и обадвигателя 2 и 7 начинают вращаться в одну сторону, стремясь свести к нулю величину .рассогласования У.Величины ошибокдси сР, существенно возрастают при работе системы с различными грузами, имеющими различлич ную величину Э, отличную от ном нальной Э ,В результате возникаинномет необходимость автоматической подстройки в процессе работы системы параметров синтезированной при Э10 коррекции, если 3 начинает отличаться от номинального значения.При синтезе параметров (,коэффициентов усиления )обратных связей при различных значениях Эн выявлено, 15 что для обеспечения высококачественной работы системы с точки зрения минимизации ошибок с"и с", необходимо изменять все параметры (коэффициенты усиления )обратных связей при изменении Эн , причем зависимость числовых значений коэффициентов усиления обратных связей системы от Э имеет вид монотонной нелинейной функцииК"=; (Э ), где К; - коэффициенты усйлейия обратных связей системы 1 - обозначение номера входа системы Ю= 1,2 ); ) - обозначение номера фазовой координаты (может иметь значение 1, 2, 3, 4 ).30для осуществления коррекции системы с изменяющимися в зависимости от величины Э коэффициентами усиления обратных связей необходимо, все коэффициенты усиления Кном ф рассчитанные при Энноми реализо-, ванные в системе (в усилителях 1 и 6 ), домножить на нормированные нелинейные функции вида Е 1)(Эн 1; ном.Функции Е; (Э) рассчитываются .заранее в процессе синтеза систеьы. 40Реализация нелинейной функции:Т ну (Э )осуществляется с помощью блока 14 деления, интегратора 15 и третьего сумматора 16,. Известно, что скорость электродвигателя ( 3,) является функцией токаего якорной обмотки, т.е. где Км - моментный коэффициент.Величина 1 я измеряется датчиком 11 тока, а с- вторым датчиком 10 скорости.После делення сигнала 1 на сигМ нал он на выходе блока 14 децения появ-Е ляется сигнал, равный величинем который,проидя через интегратор 15 с коэФфициентом усиления Км, позволяет получить на выходе последнегоискомый сигнал. ЭЕ . После вычитания в сумматоре 16 из Э постоянной величины Э 2 получается сигнал, пропорциональный величине Э, который и подается на выходы всех нелинейных элементов 17-24, .а сигнал с нелиней ных элементов после перемножения с основными сигналами осуществляет коррекцию К.,в зависимости от текущего значпейия величины ЗФЭТаким образом, при изменений Э, в процессе работы системы происходит автоматическая подстройка всех коэф" фициентов обратных связей системы с помощью нелинейных элементов 17 - 24, реализующИх Функции вида Е(ЭЦ): и блоков 25 - 32 умножения. Нелйн ущип нейное изменение всех коэффициентов усиления обратных связей осуществля- ется по сигналу Эн , который вырабатывается с помощью блока 14 деления, интегратора 15 и сумматора 16.Применение изобретения позволяет за счет автоматической коррекции при изменении момента инерции нагрузки повысить точностные показатели обратимой следящей системы.1029137 Составитель Г.НефедоваРЕДактОр А.Гулько Техред Ж,Кастелевич, Коррек Демч оно лиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул,тная, 4 Заказ 4977/45 Тираж 874ВНИИПИ.Государственногло делам изобретений113035, Москва, ЖРа Подпмитета СССРкрытийая наб., д,