Способ управления исполнительным двигателем следящего привода с люфтом в механической

ЗЗУ 604 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских СОцидлистииеских Республик.1968 (М 82583/ Н 02 р 5/066 05 Ь 11/00 с присоединением заявкПриоритетОпубликовано 05 Х 11.19 осударствоеый комитетСовета Миннстроо СССРпо делан иао 11 ретепийк открытий юллетень29 ДК 621.3.078:621,3,.088(088,8)Дата опубликования описания 12.Х 1.19 Авторыизобретения И, Хлыпало, А, С. Подвальных, И илатов и а ов аявитель ПОСОБ УПРАВЛЕ СЛ ЕДЯЩЕГО П Р ИСПОЛНИТЕЛЬНЫДА С ЛЮФТОМ В М ПЕРЕДАЧЕ В И ГАТЕЛ ЕМ НИЧЕСКОЙ Предлагаемый способ управления исполнительным двигателем относится к регулированию электрических двигателей в зависимости от их параметров.Известен способ управления исполнительными двигателями следящего привода с люфтом в механической передаче, заключающийся в подаче в цепь управления двигателем задающего оигнала и сигнала для компенсации инерционности.Однако зависимость длительности корректирующего сигнала и времени выбора люфта от величины, входного воздействия не позволяет для увеличения эффективности управления применить увеличение длительности корректирующего сигнала. При малых входных воздействиях это приводит к появлению автоколебаний и в конечном итоге к неустойчивости всего следящего привода.Изобретение позволяет повысить точность и улучшить качество переходных процессов следящего привода с люфтом в механической передаче. Это достигается,путем существенного уменьшения зависимости времени выбора люфта от величины входного воздействия.По предлагаемому способу с целью повышения точности и улучшения качества переходных процессов в момент перехода скорости двигателя через нуль формируют два сигнала: один - пропорциональный по длительности величине задающего сигнала, другои - постоянной длительности, определяемой величиной люфта и инерционностью двигателя. Из сформированных сигналов на двигатель пода ют наибольший по длительности и если имоказывается сигнал постоянной длительности, то сразу после его окончания подают сигнал обратной поляоности (фазы), длительность которого определяется величиной входного О сигнала.Предлояенньй способ иллюстрируется чертежами.На фиг. 1 представлены эпюры входных ивыходных сигналов исполнительного двигате ля при ма, и х амплитудах колебаний; нафиг. 2 - эпюры входных и выходных сигналов исполнительного двигателя при ссбольших амплитудах колебания.На чертежах обозначено: У, - управляющий О несксрректированный сигнал; рО - скоростьвращения двигателя (или сигнал, пропорциональный ей); 01 - корректирующий сигнал, формируемый во время несовпадения знаков задающего и выходного (скорости) сигналов 5 двигателя; С/2 - корректирующий сигнал, пропорциональный по длительности величине задающего сигнала; ЕУ - корректирующий сигнал постоянной длительности; 1l - согласующий корректирующий сигнал; 1 - длитель- О ность сигнала У,; 1 - 1 - длительность сигна ла СЪ; 1 з - 1 - длительность сигнала Сз,- 1 з - длительность сигнала 1 Л; ; - 11 - время выбора люфта,В цепь управления двигателя подают унравляющий оинусоидальный сигналУ= УКпо 1,где Ум - амплитуда,а - частота колебаний.Вследствие инерционности двигателя,выходной сигнал его рО сдвинут относительно задающего на угол ф 0, зависящий от постояннойвремени двигателя Т и частоты колебаний за,дающего сигнала:ф, = агс 1 дсоТ,Поэтому ари изменении значка задающего сигнала двигатель еще некоторое время (10=асс 1 дсо Т) будет вращаться в прежнем направленни. Выбор люфта начнется только тотда, когда скорость вращения двигателя станетсоответствовать полярности управляюшегосигнала(з 1 дпУ = з 1 дпр 0),Следовательно, чтобы компенсировать влияние люфта в автоматической системе, необходимо в первую очередь сократить интервал неравнозначности входных и выходных колебаний двигателя. Для этого в указанный промежуток времени на вход двигателя подают в соответствии с полярностью управляющего сигнала У корректирующий сигнал У, постоянной амплитуды У,.У, = У, з 1 дп У при з 1 дп У + з 1 дп р 0У, = О при з 1 п Уу = за роВ это время происходит форсированное торможение двигателя, в результате чего интервал неравнозначности уменьшается (интервал 1 на фиг. 1 и 2).Сразу после совпадения эиаков выходных и входных колебаний двигателя в цепь управления необходимо подать корректирующий сигнал, который бы форсировал выбор люфта, не вызывая чрезмерного перерегулирования в системе, Это решают следующим образом, Величину люфта 2 Ь рассматривают в качестве скачкообразного воздействия на систему амплитудой 26. Для того, чтобы получить переходный процесс, близкий к оптимальному по быстродействию, на вход исполнительного двигателя подают последовательно два сигнала постоянной амплитудыно разной полярности. Первый сигнал обеспечивает разгон двигателя, второй - торможение. В момент снятия второго корректирующего сигнала входное скачкообразное воздействие полностью отработано, т. е. люфт выбран, и двигатель остановлен (рО=О). Учитывая, что в это время на двигатель подают управляющий сивнал У,., не равный нулю, величину выходного сигнала двигателя рО следует согласовать с величиной управляющего напряжения 3896044У, Поэтому при наличии управляющего воздействия У,. корректирующий сигнал долженбыть снят в тот момент, когда выбрано неменее половины люфта и величина скоростидвигателя рО соответствует величине управляющего напряжения У,Рассмотренная задача в предлагаемом способе управления двигателем реализуется следующим образом. В момент перехода скорости двигателя через нуль (рО=О) формируются два корректирующих сигнала Уг и Уз постоянной амплитуды 1l,. Сигнал Упропорциональный по длительности величине задающего сигнала 1/ предназначен для согласованиявеличины выходного сигнала рО с величинойуправляющего сигнала Ут., - , =Дз 1 п щгде А - коэффициент пропорциональности20 между величиной сигнала У, и величиной интервала введения 1 - 1 сигнала У.Уз 1 пИ, =У г=г25 Сигнал У, длительность которого 1 з - 1 зависит только от параметров двигателя и величины люфта з редукторе и, следовательно,является величиной постоянной для конкретной автоматической системы, обеспечиваетЗ 0 разгон двигателя с целью:форсированноговыбора люфта.ь2 (1 з -)с2 е =1+е35где Й - коэффициент усиления исполнительного двигателя.Из сформированных сигналов У, и 1l вцепь управления двитателя подают наиболь ший по длительности. Если танковым являетсясигнал Уз (интервал 1 - 11 на фиг. 1), что характерно для задающих воздействий с относительно небольшими амплитудами, то фактическая величина скорости двигателя рО в 45 момент снятия сигнала з будет превышатьзначение, соответствующее величине задающего сигнала У, Если не принять специальных мер, это приведет к большому перерегулированию в системе и в конечном итове к неустойчивости системы. Поэтому в момент Ьз в цепь управления подают согласующий тормозящий сигнал У, который приводит в соответствие величину скорости рО с величиной управляющего воздействия У (интервал 1, - 1 з на фиг. 1)У, = У, ( - з 1 п Уу) при (8, - 8,) ) (Ю, - М,)У,=О при (8, - У,) С(8, - 8,)Если же наибольшим по длительности ока зывается сигнал У (интервал Ь - 11 нафиг, 2), что характерно для относительно больших задающих воздействий, то согласование величины выходного сигнала рО с величиной управляющего воздействия У; произой дет только в момент снятия сигнала У Этоисключает введение тормозящего согласующего сигнала.При использовании предлагаемого способа управления существенно уменьшается зависимость времени выбора люфта от величины задающего воздействия, причем время выбора люфта значительно меньше, чем при использовании ранее известных способов. Форсированный выбор люфта при этом не приводит к чрезмерному перерегулированию в системе. Помимо этого, здесь нет необходимости использования производных от сигнала ошибочки и выходного сигнала, Таким образом, предложенный способ управления исполнительным двигателем позволяет, несмотря на наличие люфта в редукторе, получать автоматичесиие системы с высокой добротностью.Предлагаемый способ управления исполнительным двигателем может быть реализован различным образом. Например, для выработки сигнала У могут быть использованы самые разнообразные схемы отрицания разнозначности. Сигналы 4 и У могут быть реализованы, например, при помощи фантастронных схем, схем вычитания или сравнения напряжений (токов), сигнал Уз - при помощи различных спусковых схем.Предмет изобретенияСпособ управления исполнительным двигателем следящего привода с люфтом в механической передаче, заключающийся в подаче в цепь управления двигателем задающего сиг нала и сигнала для компенсации инерционности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и улучшения качества переходных процессов, в момент перехода скорости двигателя через нуль формируют два сигналас 15 один - ,пропорциональный по длительностивеличине задающего сигнала, другой - постоянной длительности, причем из этих сигналов в цепь управления двигателем подают наибольший по длительности, и если им ока зывается сигнал постоянной длительности, тосразу после его окончания подают сигнал обратной полярности (фазы), длительность которого определяется величиной задающегосигнала.Заказ 2948/13ЦНИИ Изд.78 Тираж 755 Подписноударстзеппого комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий1 осква, Я, Раушская наб., д. 4/5пография, пр. Сапунова, 2