Обратимая следящая система

(51)4 С 05 В 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ аретовТрудовоический СССР1981.ССР1981.(54) (57) ОБРАТИМАЯсодержащая на задследовательно сое ИСТ ающеи стороне подиненные первыйтель, кинематичесервый редуктор сположения и скотельной стороне пключенные вторые усилитель и двига связанный через и рвыми датчикамисти, на исполниедовательно под. лител ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Дальневосточный орденаго Красного Знамени политехнинститут им. В.В.Куйбышева(56) Авторское свидетельствоУ 943637, кл. С 05 В 11/00,Авторское свидетельство СУ 951233, кл. С 05 В 1/00,усилитель и двигатель, кинематически связанный через. второй редукторс вторыми датчиками положения и скорости, причем выходы первого и второго датчиков положения соединены ссоответствующими входами сумматора,подключенного выходом непосредствен-.но к первым входам и через первыйнелинейный элемент - к вторым входпервого и второго усилителей, трет и четвертые входы которых подключены соответственно к вьгходам первого и второго датчиков скорости, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения динамической точности сис - темы, она содержит последовательно соединенные первый детектор знака, первый элемент НЕ, первый элемент И, элемент ИЛИ, ключ и второй нелинейный элемент, последовательно подключенные второй детектор знака и второй элемент НЕ, а также последовательно соединенные детектор нуля, третий элемент НЕ и второй элемент И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ, третий вход - к выходу первого детектора знака, а выход - к второму входу элемента ИЛИ, выход сумматора соединен с входом детектора нуля, подключенного выходом к второму входу первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом второго детек- фа тора знака, выходы первого и второго фф датчиков скоростиподключены к вхо-дам соответствующих детекторов знака, ф, выход первого нелинейного элемента фф соединен с вторым входом ключа, а выход второго нелинейного элемента подключен к пятому входу первого уси -Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано при создании копирующихманипуляторов с активным отражениемусилия. 5Цель изобретения - повышение динамической точности системы,Яа чертеже представлена функциональная схема устройства.1 ОУстройство содержит задающий орган 1, включающийпервые усилитель 2,двигатель 3, редуктор 4, датчик 5положения и датчик 6 скорости, и исполнительный орган 7, содержащийвторые усилитель 8, двигатель 9, редуктор 10, датчик 11 положения, датчик 12 скорости и объект 13. Устройство содержит также сумматор 14, первый нелинейный элемент 15, первый ивторой детекторы 16 и 17 знака, детектор 18 нуля, первый, второй и третий элементы НЕ 19, 20 и 21, первыйи второй элементы И 22 и 23, элементИЛИ 24, ключ 25 и второй нелинейныйэлемент 26.Система работает следующим образом,Сигнал на выходе детектора 18 нуля в зависимости от знака сигналарассогласования б,имеет уровень логической единицы или логического нуля.Сигналы на выходах первого и второго детекторов 16 и 17 знака скорости также имеют уровень логической 35единицы или логического нуля в зависимости от направления вращения за-.дающего и исполнительного органов 1и 7 соответственно.Когда система находится в таком 40состоянии, что задающий и исполнительный органы 1 и 7 движутся в одном направлении, сигналы на выходахпервого и второго детекторов 16 и 17знака скорости имеют одинаковые значения логической единицы или нуля взависимости от направления движения.В этом случае рассогласование в системе Ус имеет такай знак, что соответствующий ему сигнал на выходе детектора 18 нуля также имеет значениелогической единицы или нуля соответственно.При неподвижном состоянии задающего и исполнительного органов 1 и 7 55сиг алы на выходах первого и второгодетекторов 16 и 17 знака скорости соответствуют логическому нулю. Первый и второй детекторы 16 и 17 знака скорости, детектор 18 нуля, элементы НЕ 19, 20 и 21, первый и второй элементы И 22 и 23, элемент ИЛИ 24 соединены таким образом, что на выходе элемента ИЛИ 24 логическая единица появляется только в двух случаях, когда значения сигналов на выходах детектора 18 нуля первого и второго детекторов 16 и 17 знака скоростибудут в комбинациях 101 или 010 соответственно, Эти комбинации возникают в тех случаях, когда движение исполнительного органа соответствует сигналу рассогласования сигналы на выходах блоков 18 и 17 имеют одинаковые значения: две единицы при движении в одну сторону и два нуля - при движении в другую, а задающий орган 1 движется навстречу исполнительному органу 7 ( значения сигнала на выходе блока 16 соответствуют нулю в первом случае и единице - во втором ).Когда валы задающего и исполнительного органов 1 и 7 находятся в согласованном положении, о = с и сс: О, оператор начинает изменять положение вала задающего органа 1.При этом в начальный момент движенияоператор выбирает люфт в кинематических передачах, который может быть весьма незначительньм. Прикладываемый при этом момент оператора пренебрежимо мал, Положение вала задающего органа 1 изменяется, т.е,о, Фс, и, следовательно, появлчется отличное от нуля рассогласование Р Ф 0 . По сигналу рассогласования включается первый нелинейный элемент 15 типа реле с нулевой нейтральной точкой, Таким образом, еще до начала вращения первого и второго двигателей 3 и 9 (т,е. приложения оператором необходимого момента) включается нелинейная коррекция, компенсирующая отрицательное влияние сухого трения. Это приводит к значительному уменьшению пиков ошибок системы в начальныймомент ее движения.Поскольку в начальный момент движения. системы исполнительный орган 7некоторое малое время находится впокое (комбинация сигналов 110 или 000), и далее, после того как значение сигнала рассогласования превыситнекоторый малый уровень, при движении задающего органа 1 в одном напз 1176равлении, исполнительный орган 7 будет двигаться в ту же сторону, чтои задающий (комбинация сигналов 111или 000 в зависимости от направлениядвижения), то, следовательно,сигнална выходе элемента И 24 будет равенлогическому нулю, ключ 25 будет закрыт, а сигнал на выходе второго нелинейного элемента 26 равен нулю.Таким образом, в начальный момент 10движения системы при движении в одном направлении второй нелинейныйэлемент 26 никакого влияния на работу системы не оказывает.. Предлагаемая коррекция позволяет 15уменьшить ошибки системы и при изменении направления движения ОСС,Если оператор примет решение изменить направление движения системыи изменит знак прикладываемого им момента, то система начнет движение всторону уменьшения имеющегося рассогласования (встречное движение задающего и исполнительного органов 1 и 7),,При этом в начальный момент реверсаоператор выбирает люфт в кинематических передачах.До тех пор, пока рассогласованиене изменит свой знак, сигнал на выходе первого нелинейного элемента 15 30также сохраняет свой знак. Из-за того, что в начальный момент реверса(при неизменном знаке рассогласования) задающий. орган 1 изменяет направление движения, изменяется знакмомента, обусловленного сухим трением, сигнал с выхода первого нелинейного элемента 15 уже не только некомпенсирует сухое трение, а складывается с ним, т,е., в начальный момент реверса (дотого момента, какрассогласование изменит свой знак)оператор должен был бы ощущать двойной момент трения,Однако в предлагаемой системе, 4как .только задающий орган 1 изменитнаправление движения, изменится значение сигнала на выходе первого детектора 16 знака скорости, комбинация сигналов примет вид 101 или 010, 50В этом случае сигнал на выходе элемента И 24 примет значение единицы.Под действием этого сигнала ключ 25откроется и соединит вход второго нелинейного элемента 26 с выходом пер- Ы З 01 фвого нелинейного элемента 15Это приводит к тому, что вход первого усилителя 2 с выхода второго нелинейного элемента 26 типа реле с нулевбй нейтрасьной точкой будет подан сигнал, компенсирующий и сухое трение, и сигнал с выхода первого нелинейно-, го элемента 15. Таким образом, в предлагаемой системе в отличие от прототипа оператор не будет ощущать двойного момента трейия в начальный момент реверса.Как только величина рассогласования изменит свой знак, изменится зна чение сигнала на выходе детектора 18 . нуля, комбинация сигналов примет вид 001 или 110. В этом случае сигнал на выходе элемента И 24 примет значение логического нуля, ключ 25 закроется, а сигнал на выходе второго нелинейного элемента 26 станет равным нулю, т,е. второй нелинейный элемент 26 опять перестанет влиять на работу схемы.В это же время не только величина рассогласования изменит свой знак, изменится знак и сигнал на выходе первого корректирующего элемента 15. После этого отрицательное влияние сухого трения на задающем органе 1 будет компенсироваться сигналом с первого элемента 15. Если при этом двигатель 9 сохраняет прежнее направление вращения (за счет инерционности нагрузки и кинематических частей), то сигнал с выхода первого элемента 15 не компенсирует момент трения на исполнительном органе 7, а увеличивает его вдвое и тем самым способствует скорейшему торможению двигателя 9 и изменению направления его вращения, а следовательно, и уменьшению пиков ошибок по положению. Как только двигатель 9 на исполнительном ор- гане изменит направление вращения на противоположное, сигнал с выхода первого элемента .15 опять будет являться компенсирующим для момента сухого трения и на исполнительном органе. Применение изобретения позволяет повысить динамическое точностные характеристики обратимой следящей системы при передаче момента на задающий орган.1176301 Составитель Г,НефедоваПетрова Техред И.Асталош Корректор Л.Беж Ч едакт сно ССС о ака наб д, 4/ иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 О/47 Тираж 863 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва, Жкомите и откр Раушс