Устройство для регулирования положения объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХСПУБЛИН 1% (111 11 с С 05 0 13/62 89,Ук. ЕНИЯ Рудового Красеский инсти- мола ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗН АВТОРСКОМУ СВИДЮЕЛ(71) Уральский ордена Тного Знамени лесотехничтут им.Ленинского комсо(56) Перельмутер В.М.,Кинчик В М. Тиристорный электропривод намоточных механизмов листопрокатных станов.М.; Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований цветной металлургии. 1975, с.22.Анисимов Ю.ВЧетвериков В.Н, Преобразователи информации для ЭЦВМ. М.: Высшая школа, 1968, с,94.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА(5) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано дляавтоматического управления электроприводами. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области применения устройстваза счет обеспечения автоматическогоустанова объекта в заданное положение. Устройство содержит фазовращатели, формирователь временного интервала, фазосдвигающую цепь, ключ,сглаживающие фильтры, усилитель-ограничитель, элемент НЕ, компараторы,коммутатор. 2 ил.Изобретение относится к автоматике и может бьггь использовано для автоматического управления электроприводами.Целью изобретения является иовы шение быстродействия и расширение области применения устройства за счет обеспечения автоматического установа объекта в заданное положение.На Фиг. 1 приведена Функциональ ная схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - графики, поясняющие его работу.Устройство содержит фазовращатели 1 и 2, формирователь 3 временного интервала, фазосдвигающую цепь 4, ключ 5, сглаживающие фильтры 6 и 7, усилитель-ограничитель 8, элемент НЕ 9, компараторы 10 и 11, коммутатор 12. 20Фазовращатель 1 преобразует угол отклонения регулируемого объекта от заданного положения в фазу. С выхода фазовращателя 1 снимается синусоидальное напряжение с частотой сети и постоянной амплитудой. Фаза этого напряжения линейно зависима от угла поворота ротора фазовращателя 1.Поворотом ротора фазовращателя 2 задают требуемое положение регулируемого объекта, устанавливая определенный угол сдвига фаз между его выходным напряжением и напряжением сети Ч,. На выходе фазовращателя 2 действует синусоидальное напря" З 5 жение с частотой сети и постоянной амплитудой. В процессе автоматического установа регулируемого объекта в заданное положение Фаза этого напряжения не изменяется и фо используется в качестве опорной,еформирователь 3 временного интервала вырабатывает в результате сравнения синусоидальных напряжений, действующих на его входах, прямоуголь- ф 5 ные импульсы с частотой сети и постоянной амплитудой. Длительность этих импульсов является линейно возрастающей функцией угла поворота фазовращателя 1 в диапазонах его значений 50 от О до 180 и от 0 до 180Фазосдвигающая цепь 4 обеспечивает постоянный Фазовый сдвиг напряжения, формируемого фазовращателем 1, на угол, равный 90. 55Ключ 5 выполняет функции коммутирующего элемента. На его управляющий вход подается напряжение Ч форми руемое фазовращателем 2. В течение одного полупериода этого напряжения ключ 5 находится в открьггом состоянии и может пропускать ток в обоих направлениях, В следующий полупериод ключ 5 закрыт и ток не пропускает. На управляемый вход ключа 5 подается напряжение Ч , формируемое фазосдвигаюшей цепью 4, которое сдвинуто поофазе на 90 относительно напряжения Ч , действующего на выходе фазовращателя 1, Такое подключение ключа 5 обеспечивает выполнение условия Б, = 2 Чзп3 г. 0 = 2 Ч з 1 п(и 3 с ++ч) П э 2= 2 Ч соз( 1 г. +У) где П Б, - мгновенные значениянапряжений, подаваемых на входы ключа 5;Ч Ч - действующие значениянапряжений, подаваемых на входы ключа 5;9 - угол сдвига фаз напряжений, действующих на выходах фаэовращателей 1 и 2, который равен углу отклонения регулируемого объекта от заданного положения;"1- угловая чаСтота сети;- время.Сглаживающий фильтр 6 выделяет из импульсного напряжения, действующего на выходе Формирователя 3 временного интервала, постоянную составляющую, которая может бьггь представлена Фор- мулой(3) где 7 - напряжение, действующеена выходе сглаживающегофильтра 6;лЧ - длительность и амплитудаимпульсов соответственно,действующих на выходе формирователя 3 временногоинтервала;Т - период повторения напряжения сети.Сглаживающий фильтр 7 выделяет постоянную составляющую тока, протекаю 1236438щего через ключ 5, и формирует напряжение, которое согласно уравнениям (1) и (2) может быть представлено выражениемЧ соз( З 1 +у) Й 1 =з--- . Я зпУ = К здпУ (4)2 Г 210-где Чв - напряжение, формируемоеЖсглаживающим фильтром 7;К - коэффициент пропорциональ" 15ности;- угол отклонения регулируемого объекта от заданного положения,д Усилитель-ограничитель 8 производит ограничения напряжения, действующего на выходе сглаживающего фильтра6, в связи с чем достигается разделение диапазона значений угла отклонения регулируемого объекта от заданного положения на зону, в которой регулируемый объект вращается с постоянной скоростью (напряжение на выходеусилителя-ограничителя 8 постоянно),и на зону торможения регулируемого 30объекта (напряжение на выходе усилителя-ограничителя 8 линейно зависимоот угла отклонения).Элемент НЕ 9 инвертирует напряжение, формируемое усилителем-ограничи телем 8.Компаратор 10 контролирует напряжение, действующее на выходе сглаживающего фильтра 7, и формирует сигнал в течение положительного полупериода этого напряжения.Компаратор 11 контролирует напряжение, действующее на выходе сглаживающего фильтра 7, и формирует сигнал в течение отрицательного полупериода этого напряжения.По сигналу, формируемому компаратором 10, коммутатор 12 подключает к выходу схемы управления электроприводом регулируемого объекта выход усилителя-ограничителя 8, что обеспечивает вращение регулируемого объекта по часовой стрелке. По сигналу, формируемому компаратором 11, коммута тор 12 подключает к выходу схемы управления электроприводом регулируемого объекта выход элемента НЕ 9, что обеспечивает вращение регулируемого объекта против часовой стрелки.Принцип работы устройства заключается в следующем,Требуемое положение регулируемого объекта задается поворотом ротора фазоврашателя 2. Автоматический установ регулируемого объекта в заданноеположение производится при подаче команды на установ, которая поступаетв коммутатор 12, обеспечивая подключение выходных цепей устройства к цепям управления исполнительным двигателем.Регулируемый объект находится встатическом состоянии в том случае,когда его положение соответствуетзаданному,Если положение регулируемого объекта не соответствует заданному поло.жению, то на выходе устройства действует напряжение, полярность которого определяет требуемое направление вращения объекта. При этом,если величина угла отклонения лежит в зоне торможения, то приустанове регулируемого объекта взаданное положение с уменьшениемугла отклонения уменьшается напряжение на выходе устройства,чтовызывает .уменьшение скорости вращения объекта. При достижении регулируемым объектом заданного положениянапряжение на выходе устройства становится равным нулю, в связи с чемрегулируемый объект останавливается,Если величина угла отклонения ле"жит вне зоны торможения, то устройством формируется напряжение, независимое от величины угла отклонения.В связи с этим регулируемый объектвращается с постоянной скоростью внаправлении, соответствующем полярности напряжения, до тех пор, покаугол отклонения не станет равным величине, определяющей границу зоныторможения.Формула изобретенияУстройство для регулирования положения объекта, содержащее первый фазовращатель, ротор которого механически связан с валом регулируемого объекта, вход подключен к источнику питания, а выход - к первому входу формирователя временного интервала, о т л и ч а ю щ е е с я тем,/50 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобре 13035, Москва, Жнного комитета СС ении и открытии5, Раущская наб., д. роиэводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,что, с целью повышения быстродействия и расширения области примененияустройства, оно содержит последовательно соединенные первый фильтр,усилитель-ограничитель, элемент НЕи коммутатор последовательно соединенные фаэосдвигающую цепь, ключ,второй фильтр и первый компаратор,а также второй компаратор и второйфаэовращатель, вход которого подключен к источнику питания, а выход -к управляющему входу ключа и к второму входу формирователя временного интервала, связанного выходом с входом первого фильтра, вход фаэосдвигающей цепи соединен с выходом первого фазовращателя, выходы компараторов подключены к соответствующим управляющим входам коммутатора, соединенного выходом с входом объекта, 1 О выход второго фильтра связан с входом второго компаратора, а выход усилителя-ограничителя подключен к второму входу коммутатора.