Следящая система

Оп ИСАНИЗ: ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл,те ооударственныи коСовета Министровоо делам изооретеи открытий ллетень(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСГЕЧЛ тий элемент И пульсов 6. Известнаобретение относится к системам автомати. о типа и может быть следящих системах тия, к которым бования по быстро и отработк ель изобретения - повышение быстродействи я системы,Это достигается тем, что в системе установлены четвертый элемент И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы НЕ и логический блок, входы которого соединены соотвественно с выходами распределителя импульсов, второго и третьего элементов ИЛИ и четвертого элемента И, а выход - с входом усилителя мощности, а выходы порогового устройства - с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и триггера, выходы которого связаны с соответствующими входами распределителя импульсов, Первый вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера, а выход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого связан с первым выходом порогового устройства. Первый вход второго элемента И подключен к второму выходу триггера, а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к второму выИзвест системы содержат измериормирователь сигнала управ олнительный механизм 1, ило измерители в таких ый счетчик, который через ные следящи ласования, ф мутатор и исп . Как прав меют двоичн соединен с г тель рас пения, ком 2, 3, 4 системах и элемент И нератором импульсов 5. Из известных следящих систем наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система, содержащая измеритель рассогласования, выход которого соединен с входом пороговогоустройства, триггер, первый, второй элементы И, первый элемент ИЛИ, распределитель импульсов, ключ,усил,тель мощности, выход которого связан с входом шагового двигатсля, соединенного через исполнительный механизм с входом измерителя рассогласования и через датчик шагов с первым входомдвои пгого счетчика, второй вход которого через тре еского регулирования шаговиспользовано в импульсных автоматического регулиров предъявляются повышенные т действию. одключен к выходу генератора иь система имеет низкое быстродействиебольших рассогласований.О ходу порогового устройства. Вход первого элемен. та НЕ соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый выход - с вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого связан с входом второго элемента НЕ и выходом двоичного счетчика, а выход - с управляющим входом ключа. Вход ключа подсоединен к выходу датчика шагов, а выход - к входу распределителя импульсов. Выход второго элемента НЕ соединен с третьими входами первого и второго элементов И и вторым входом третьего элемента И.На чертеже представлена блок - схема следящей системы, где 1 - измеритель рассогласования; 2 - пороговое устройство; 3 - коммутатор; 4 - шаговый двигатель; 5 - исполнительный механизм; 6 - дат як шагов; 7 - блок измерения скорости; 8 - ло 1 ический блок; 9 - усилитель мощности; 10 - триггер; 11,12,13 - первый, второй и третий элементы ИЛИ; 14 - распределитель импульсов; 15,16 - первый и второй элеменгы НЕ; 17,18,19,20 - первый, второй четвертый и третий элементы И; 21 - двоичный счетчик; 22 - ключ; 23 - генератор импульсов; 24 - блок выбора режима.Работает следящая система следующим образом. На одном из двух выходов порогового устройства 2 при сигнале ошибки 6, большем зоны нечувствительности в зависимости от знака рассогласования, появляется высокий потенциал. Этот потенциал через элементы 12, 13 поступает на логический блок 8, происходит переключение выходов распределителя 14 относительно входа усили теля мощности 9. При этом переключаются обмот. ки управления двигателя 4, а ротор попадает в ускоряющее поле статора и начинает поворачиваться в направлении, уменьшающем величину сиг. нала рассогласования. В момент отработки двигателем 4 половины шага импульс с датчика 6 поступает на распределитель 14, так как на выходе элемента 19 присутствует низкий потенциал и ключ 22 замкнут. Распределитель 14 переключается в соответствии с потенциалами на выходах триггера 10, стремясь сохранить и на следующем шаге ротора действие ускоряющего участка синхронизирующего момента. Отработка каждого шага завершается появлением импульса на выходе датчика 6, который, в свою очередь дает команду на отработку следующего шага. Работа двигателя в этом режиме продолжается до тех пор пока сигнал рассогласования не станет меньше, зоны нечувствительности порогового устройства.Если при этом скорость двигателя выше пороговой скорости, т.е. скорости с которой двигатель может затормозиться на фиксированном участке синхронизирующего момента, то в зоне нечувствительности используется режим торможения противовключением,Определение скорости двигателя проводитсяусредненно на интервале в один шаг, При этом измеряется интервал времени между двумя очеред. 20 25 30 35 40 45 50 55 ными импульсами датчика шагов., который обратнопропорционален скорости. Очередной импульс сдатчика шагов 6 поступает на первый вход двоичного счетчика 21 и обнуляет его.С выхода счетчика 21 на элемент 16 попадаетнулевой потенциал и далее, инвертируясь, проходитна вход элемента 20. При этом импульсы с генератора 23 подаются на импульсный вход счетчика.Код счетчика 21 нарастает до прихода следующегоимпульса с датчика шагов. Емкость счетчика 21выбирается исходя из времени отработки шага исредней пороговой скоростиССыщ=Х - ипгде п - емкость счетчика;с., - шаг двигателя, радд - пороговая скорость ротора, рад/сек;1 - частота высокочастотного генератора, Гц;М - коэффициент запаса.зЕсли скорость двигателя 4 выше пороговойскорости, то за интервал времени, соотвествующийотработке одного шага, счетчик 21 полностью незаписывается. Если же скорость двигателя меньшепороговой величины, то счетчик заполняется доприхода очередного импульса с датчика шагов 6 ина его выходе появляется высокий потенциал. Свыхода элемента 16 на элементы 17 и 18 поступаетпри этом запрещающий потенциал, и импульсы с генератора 23 на счетчик 21 не проходят. Высокий потенциал на выходе счетчика сохраняется.Таким образом, тормозящее поле статоравключается при наличии нулевых потенциалов навыходах порогового устройства 2 и большой ско.рости двигателя, т.е. при высоком потенциале навыходе элемента 16. При этом на входы элементов17 и 18 поступают разрешающие потенциалы свыхода элементов 15 и 16. Высокий уровень напряжения оказывается на выходе элементов 17 или 18в зависимости от положения триггера, которыйзапоминает предыдущий сигнал рассогласования,т.е. направление вращения двигателя. Высокий потенциал с выхода элемента 17 или 18 поступаетчерез элементы 13 или 12 на логический блок 8,переключая его таким образом, что ротор попадаетв тормозящее поле и продолжает по инерции вращаться в нем в прежнем направлении. Импульсы сдатчика шагов 6 подаются на распределительимпульсов 14 и переключают его, поддерживая темсамым максимальное тормозящее поле на всемучастке торможения ротора, Когда средняя скорость двигателя на шаге станет меньше пороговогозначения, на элементы 17 и 18 с элемента 16поступает запрещающий потенциал, а на элемент 19с выхода счетчика 21 - разрешающий потенциал. Надругой вход элемента 19 также приходит разрешающий потенциал с выхода элемента 15. Такимобразом, на выходе элемента 19 появляется высокий уровень напряжения, который размыкает ключ22 и включает логический блок в режим фиксацииротора, 547726Если же в момент торможения сигнал рассогласования опять станет больше зоны нечувствительности, то блок выбора режима 24 перекоммутирует логический блок на разгон двигателя. В этом случае двигатель работает в так называемом " двухзон ном" режиме, т,е. разгоняется при выходе сигнала рассогласования из эоны нечувствительности и тормозится при попадании в нее.Предлагаемая следящая система весьма эффективна при отработке больших рассогласований.при чем быстродействие повышается в 1,5 - 2 раза по сравнению с известными системами, Наиоолее целесообразно применение данной следящей системы в следящих устройствах, основным режимом которых является позиционирование, так как в этом ц случае значительно повышается производительность механизма.Формула изобретенияСледящая система, содержащая измеритель рас.согласования, выход которого соединен с входом порогового устройства, триггер, первый и второй р элементы И, первый элемент ИЛИ, распределитель импульсов, ключ, усилитель мощности, выход которого соединен с входом шагового двигателя, который через исполнительный механизм соединен с входом измерителя рассогласования и через дат) чик шагов-с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого через третий элемент И соединен с выходом генератора импульсов, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в ней установлены четвертый элемент 35 И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы НЕ и логический блок, входы которого соединены соотвественно с выходами распределители импульсов, второго и третьего элементов ИЛИ и четвертого элемента И, а выход - с входом усилителя мощности, выходы порогового устройства соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и триггера, выходы которого соединены с соответствующими входами распреде. лителя импульсов, первый вход первого элемента И соединен с первым выходом триггера, а выход - с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом порогового устройства, первый вход второго элемента И соединен с вторым выходом триггера, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом порогового устройства, вход первого элемента НЕ саеди. нен с выходом первого элемента ИЛИ, первый выход - с вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ" и выходом двоичного счетчика, а выход - с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом датчика шагов, а выход - с входом распределителя импульсов, выход второго элемента НЕ соединен с третьими входами первого и второго элементов И и вторым входом третьего элемента И.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство У 237228, кл. 6 05 В 6/02, 1969.2. Патент США Р 3760252, кл. 318 - 611, 1973.3. Патент США У 3628119, кл.318 - 685, 1971.4, Авторское свидетельство У 411436, кл. 6 06 В 19/40, 1971.5. Авторское свидетельство М 505996, кл. 6 06 В 11/14, 1974.6. Авторское свидетельство У 494725, кл.б 05 В 11/14, 1974 (прототип).Гос еаеи Голэ Л, Пашен тсхоед М. Пеаинкая Ко оеССС НАЛИП 95(,оск од, ул. Проектная а (тор А, Осочник Заказ 636/9 Тираж .1с 1 дар;те.нло делач;