Потенциометрическая следящая система

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 19.Ш,1969 ( 1312906/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 021 Ч.1970. Бюллетень13Дата опубликования описания 4.Ч 1.970 Кл. 21 с, 46/50 21 с, 46/05 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРАвторыизобретения Н. Г. Ахметов, Т. С. Черватюк и Б. С. Валовенко Заявитель ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к области преобразования электрических величин в угол поворота вала с помощью следящих систем.Известны потенциометр ические следящие системы, содержащие сравнивающее устройство, усилитель, двигатель и потенциометр обратной связи с ограниченным сектором выдачи сигналов.Недостатком известных потенциометрических следящих систем является ограниченность диапазона угла поворота выходного вала. Это обусловлено тем, что потенциометры однооборотные и многооборотные вырабатывают сигнал в ограниченном диапазоне угла поворота, и сравнение входного задающего напряжения и напряжения обратной связи возможно лишь в диапазоне, ограниченном одним или несколькими оборотами вала. В случаях, когда в результате цреобразования требуется получать на выходе угол поворота, который может изменяться в неограниченном диапазоне и в любую сторону, применяют более сложные устройства, чем потенциометрические следящие системы.Предлагаемая следящая система отличается .тем, что на выходном валу установлено и потенциометров, щетки которых подключены к коммутационному устройству на и каналов, причем подвижной контакт последнего соединен со сравнивающим устройством. Это позволяет увеличить диапазон угла поворота выходного вала.В простейшем варианте предлагаемого устройства в следящей системе устанавливают 5 два потенциометра обратной связи и переключатель на два положения.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемой потенциометрнческой следящей системы; на фиг. 2 - схема взаимного расположения 10 элементов потепциометров в проекции вдоль оси выходного вала; на фнг. 3 - зависимость входного напряжения слсдягцей системы от заданного угла поворота; на фиг. 4 - напряжения, снимаемые с потенцнометров в завп симости от угла поворота выходного вала системы.На вход блока 1 поступают сравниваемые напряжения: входное напряжение С, и напряжение обратной связи У с выхода пе реключателя 2. Сигнал рассогласования Л/ поступает на вход усилителя 3, с выхода которого - на исполнительный орган 4. С выходным валом б следящей системы механически связаны оси потенциометров б н 7.Цсткп 25 потенциометров б и 7 соединены соответственно и раздельно с неподвижными контактами пер тор Каж ЗО или60 65 ше 2 л, так что щетка потенциометра совершает часть оборота относительно оси, не снимая напряжения с сектора намотки. Секторы 8 и 9 потенциометров б и 7 развернуты один относительно другого на угол л, а начало одного из потенциометров совмещено с началом отсчета угла поворота вала б, как изображено на фиг. 2. Оставшиеся участки с каждого конца сектора (участки перекрытия) превышают по величине максимальную динамическую ошибку следящей системы. Щетки 10 и 11 потенциометров б и 7 движутся синхронно. Сектора 8 и 9 запитаны эталонным напряжением 09Устройство работает следующим образом, При вращении вала б напряжения СУ с выходов потенциометров б, 7 изменяются так, как показано на фиг. 4, При любом положении вала б снимается выходное напряжение с какого-либо одного потенциометра б или 7, причем имеются участки одновременного съема выходных напряжений с двух потенциометров. Это позволяет с помощью переключателя 2 подавать на вход блока 1 напряжение Упри любом значении угла , поворота вала б следящей системы. При наличии задающего напряжения У с зависимостью от угла срзад, представленной на фиг. 3, и наличии сигнала на переключателе 2, изменяющегося в соответствии с изменением характера зависимости У, например, с возрастания на убывание или наоборот, предложенное устройство дает возможность сравнивать Уэяд и Рос в неограниченном диапазоне срэад При наличии указанных условий предложенное устройство работает следующим образом, При изменении р 3 дд например, в сторону, указанную на фиг. 2 стрелкой, напряжение У, возрастает. При этом на переключатель 2 поступает сигнал на подключение ко входу блока 1 выхода потенциометра 7, который вырабатывает напряжение Увозрастающее с изменением ,. При изменении , уголнесколько отстает, в результате чего образуется отличный от нуля сигнал рассогласования ЛУ, приводящий в движение следящую систему.В момент перехода Очерез значение л напряжение С, убывает скачком, а подаваемый на переключатель 2 управляющий сигнал изменяется так, что ко входу блока 1 подключается выход потенциометра б, в результате чего Уос на входе блока 1 также убывает скачком на ту же величину. Знак и величина сигнала ЛУ не изменяются, и следящая система продолжает отслеживать заданный угол, Вследствие динамического запаздывания щетки 10 и 11 в момент переключения еще не подошли к точкам с,т поэтому щетка 11 потенциометра б подключается ко входу блока 1, еще находясь вне среднего участка 1 - т сектора 9, однако наличие участка перекрытия т - и обеспечивает поступление на вход блока 1 напряжения У необходимой величины. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 По достижении рзначения 2 л напряжение снова убывает скачком, а сигнал Уна переключатель 2 изменяется таким образом, что ко входу блока 1 оказывается подключенным потенциометр 7. Знак и величина сигнала рассогласования ЛУ при этом переключении также остаются неизменными, и вал б после выполнения одного оборота продолжает вращаться в ту же сторону, что обеспечивает возможность отработки гр , в неограниченном диапазоне.Предлагаемая потенциометрическая следящая система реализована для случая отработки произвольно изменяющегося угла поворота, задаваемого цифровой вычислительной машиной в виде кода, который, преобразуясь далее преобразователем код-напряжение, подавался на вход блока 1 в виде напряжения У, представленного на фиг. 3. Сигнал У на переключатель 2 вырабатывался в ЦВМ по специальной программе и выдавался в виде равнополярного напряжения на реле, которое использовалось в качестве переключателя 2.Описанное устройство может быть выполнено в нескольких вариантах, В частности, зависимость напряжений Уь У, снимаемых с потенциометров б и 7, может быть достигнута сдвигом щеток 10 относительно щеток 11 на л с одинаковым расположением секторов 8 и 9 относительно начала отсчета. Число потенциометров и может быть более двух. Соответственно переключатель 2 должен иметь и положений, напряжение У, должно претерпевать в периоде 2 л угла ц и скачков, а переключение потенциометров должно происхогк дить в моменты достижения д значений - Ки К, где К=О, й 1, й 2 При необходимости осуществить отработку су в диапазоне ограниченном, но большем, чем диапазон выдачи сигнала одного потенциометра, можно установить и потенциометров с таким расчетом, чтобы их секторы, перекрываясь, заполнили необходимый диапазон с.Показанная на фиг. 4 зависимость напряжений, используемых для построения Рос на входе блока 1, может быть достигнута одним потенциометром с сектором больше л и с двумя изолированными щетками, развернутыми на угол л. Соответственно при числе и большем двух, такой потенциометр долженг.иметь сектор больше - и и щеток, располол2женных под углами - ,л Предмет изобретения Потенциометрическая следящая система, содержащая сравнивающее устройство, усилитель, двигатель и потенциометр обратной связи с ограниченным сектором выдачи сигналов, отличающаяся тем, что, с целью неограниченного увеличения диапазона угла поворота выходного вала, на нем установлено ипотенциометров, щетки которых подключены к коммутационному устройству на п каналов,причем подвижной контакт последнего соединен со сравнивающим устройством.Составитель 3. Марковаедактор Л, А, Утехина Техред Л. Я. Левина Корректор М. П. РомановаЗаказ 1885 Л 1 Тираж 480 Подписно ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова,