Двухканальный следящий привод

Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл з б 05 В 11/ Государственный квинтет Совета Министров СССР 62-50(08 по делам изобретен и открытнй) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ИЙ ПРИВОД Изобретение относится к области систем автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построениипрецизионных двухканальных следящих приводов с силовым опорным каналом,Известны двухканальные следящие приводы с силовым опорным каналом 1, 21,Известен также двухканальный следящий привод, содержащий последовательно соединенные первый усилитель, первый двигатель и первый редуктор, выход которого соединен с первым входом дифференциала, и последовательно соединенные источник опорного сигнала, второй усилитель, второй двигатель, второй редуктор, выход которого соединен со вторым входом дифференциала, выход которого через третий редуктор соединен с четвертым редуктором, выход которого соединен с нагрузкой, кинематически связанной со вторым входом чувствительного элемента, первый вход которого соединен с входом следящего привода, а выход соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен со вторым выходом источника опорного сигнала, третий вход - с выходом первого тахо- генератора, вход которого соединен с входом следящего привода, четвертый вход - с выходом второго тахогенератора, вход которого соединен с выходом первого двигателя, а выход первого сумматора соединен с входом первого усилителя 13. Недостатком известной схемы является то,что передаточное число в цепи элементов от двигателей до нагрузки является переменным за счет возможного проскальзывания в паре винт в гай, за счет переменного значения угла приложения или от редуктора к нагрузке при различном угловом положении нагрузки относительно оси цапф и за счет наличия погрешностей во всех перечисленных звеньях.10 Это приводит к тому, что при постоянной задаваемой скорости и постоянной скорости вращения нагрузки двигатель управляемого канала, а следовательно, и тахогенератор его будут вращаться с переменной скоростью, что 15 приведет к нарушению условия компенсациисоставляющей ошибки, пропорциональной задаваемой скорости, а следовательно, и уменьшению точности работы следящего привода.Установка малооборотного тахогенератора 20 непосредственно на оси вращения нагрузки нежелательна, так как в этом случае обратной связью будут охвачены люфты редукторов, что может вызвать нарушение условий устойчивости следящего привода.25 Целью предлагаемого изобретения являетсяповышение точности и плавности работы двухканального следящего привода при переменном передаточном числе от двигателя управляемого канала до оси вращения нагрузки, 30 Эта цель достигается тем, что в схему введены три датчика скорости, блок деления, масштабный блок, первый и второй дополнительные сумматоры, источник эталонного сигнала и пороговое устройство, причем первый вход блока деления соединен с первым выходом первого датчика скорости, вход которого соединен со вторым входом чувствительного элемента, а второй вход - с выходом первого дополнительного сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго датчика скорости, второй вход - с выходом третьего датчика скорости, вход второго датчика скорости соединен с выходом первого двигателя, а вход третьего датчика скорости - с выходом второго двигателя, выход блока деления соединен с входом масштабного блока, выход которого соединен со вторым входом второго дополнительного сумматора, выход которого соединен со вторым входом второго усилителя, а первый вход соединен с выходом источника эталонного сигнала, вход которого через пороговое устройство соединен со вторым выходом первого датчика скорости.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого изобретения, где приняты следующие обозначения:Оь Оц, О - соответственно, входная величина, выходная величина и ошибка следящего привода;Й, Йь Йу, Йо - скорости, соответственно, задаваемая, нагрузки, двигателей управляемого и опорного каналов;У - сигнал с источника опорного сигнала; ас - угол между осями нагрузки и винта четвертого редуктора;У;, У;э - сигналы, пропорциональные соответственно текущему и эталонному значению передаточного числа 1 от двигателя управляемого канала до оси вращения нагрузки;ЛУ;= У;э - У; - сигнал, пропорциональный отношению текущего значенияот эталонного значения;сь а, д, з, сь 1. - передаточные числа, соответственно, первого и второго редукторов, дифференциала, третьего и четвертого редукторов и передачи от винта четвертого редуктора до оси нагрузки,Предлагаемая схема двухканального следящего привода состоит из чувствительного элемента 1, на первый вход которого поступает входная величина Оь а второй вход соединен с входом первого датчика 2 скорости, который соединен также с осью вращения нагрузки 3. Первый выход датчика 2 скорости соединен с первым входом блока 4 деления, второй вход которого соединен с выходом первого дополнительного сумматора 5, а выход - с входом масштабного блока 6, Выход масштабного блока 6 соединен со вторым входом второго дополнительного сумматора 7, первый вход которого соединен с выходом источника 8 эталонного сигнала, а выход - со вторым входом второго усилителя 9, первый вход которого соединен с первым выходом источника 10 опорного сигнала, второй выход которого соединен со вторым входом первого сумматора 11. Г 1 ер 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вый вход первого сумматора 11 соединен с вЫ: ходом чувствительного элемента 1, третий вход - с выходом первого тахогенератора 12, четвертый вход - с выходом второго тахогенератора 13, На вход первого тахогенератора 12 поступает входная величина О следящего привода, вход второго тахогенератора 13 соединен с выходом первого двигателя 14 управляемого канала. Вход первого двигателя 14 соединен с выходом первого усилителя 15, вход которого соединен с выходом первого сумматора 11, а выход первого двигателя 14 соединен с входом первого редуктора 1 б, выход которого соединен с первым входом дифференциала 17. Второй вход дифференциала 17 соединен с выходом второго редуктора 18, а выход - с входом третьего редуктора 19, выход которого соединен с входом (гайка) четвертого редуктора 20, выход которого (винт) соединен с нагрузкой 3, Вход второго редуктора 18 соединен с выходом второго двигателя 21, вход которого соединен с выходом второго усилителя 9, Первый вход первого дополнительного сумматора 5 соединен с выходом второго датчика скорости 22, вход которого соединен с выходом первого двигателя 14, а второй вход - с выходом третьего датчика скорости 23, вход которого соединен с выходом второго двигателя 21, Второй выход первого датчика 2 скорости соединен с входом порогового устройства 24, выход которого соединен с входом источника эталонного сигнала 8,Схема работает следующим образом.При отсутствии сигнала О, первый и второй двигатели 14 и 21 под действием сигнала У, вращаются с одинаковыми по величине, но противоположными по знаку скоростями Йу, й Скорость выходного вала дифференциала 17 равна нулю, нагрузка 3 неподвижна; сигнал на выходе блока 4 деления равен нулю, так как первый датчик скорости 2 неподвижен, а второй и третий датчики скорости 22, 23 вращаются с постоянными, равными по величине, но противоположными по знаку скоростями. Сигнал Уь на выходе источника эталонного сигнала 8 отсутствует, т, к. он с помощью порогового устройства 24 по сигналу с датчика 2 включается лишь при вращении нагрузки 3, Дополнительный сигнал ЛУ; с выхода второго дополнительного сумматора 7 на вход второго усилителя 9 опорного канала не вводится,При наличии сигнала О на входе привода скорость йу первого двигателя 14 будет отличаться по величине от скорости Й, второго двигателя 21. Скорость выходного вала дифференциала 17 теперь не равна нулю и нагрузка 3 перемещается со скоростью йь определяемой значением задаваемой скорости Й=Ю/ /Ж. Даже при постоянной скорости й для обеспечения постоянной скорости О нагрузки 3 скорость йу первого двигателя 14 не будет постоянной, т. к. передаточое число передачи от первого двигателя 14 до оси вращения нагрузки 3 непостоянное из-за изменения угла а и второстепенных факторов, вызванных погрешностя ми уже самих первого, второго, третьего и четвертого редукторов 16, 18, 19, 20 и дифференциала 17.Если учесть принятые обозначения передаточных чисел элементов привода, то Йг=йо/г/д /з / / - Хс,уАс, следовательно, суммарное передаточное число от первого двигателя 14 до оси вращения нагрузки 3 выража- ется 102д134- 2Е - с / ю ю 4 юьс. Если положить, что =/г,ТО Е, д з Е 4 Ю : Сг Ед йз Ю 4 / а следовательно,2/0 1 - й,/й.Из последнего выражения видно, что, изменяя О., при переменном /:., можно обеспечить постоянное значение Р при постоянных значениях й, и йг. Измерив текущее значение ь, с помощью первого, второго и третьего датчиков скорости 2, 22, 23 и блока деления 4 и сравнив его с эталонным значением, задаваемым источником эталонного сигнала 8, на выходе второго дополнительного сумматора 7 формируется сигнал коррекции ЬУобеспечивающей коррекцию передаточного числа /,.Применение предлагаемого изобретения позволит повысить точность работы двухканального следящего привода введением сравнительно простых устройств. Формула изобретения Двухканальный следящий привод, содержащий последовательно соединенные первый усилитель, первый двигатель и первый редуктор, выход которого соединен с первым входом дифференциала, и последовательно соединенные источник опорного сигнала, второй усилитель, второй двигатель, второй редуктор, выход которого соединен со вторым входом дифференциала, выход которого через третий редуктор соединен с четвертым редуктором, выход которого соединен с нагрузкой, кинемати 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 чески связанной со вторым входом чувствительного элемента, первый вход которого соединен с входом следящего привода, а выход соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен со вторым выходом источника опорного сигнала, третий вход - с выходом первого тахогенератора, вход которого соединен с входом следящего привода, четвертый вход - с выходом второго тахогенератора, вход которого соединен с выходом первого двигателя, а выход первого сумматора соединен с входом первого усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и плавности работы двухканального следящего привода, в него введены три датчика скорости, блок деления, масштабный блок, первый и второй дополнительные сумматоры, источник эталонного сигнала и пороговое устройство, причем первый вход блока деления соединен с первым выходом первого датчика скорости, вход которого соединен со вторым входом чувствительного элемента, а второй вход - с выходом первого дополнительного сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго датчика скорости, второй вход - с выходом третьего датчика скорости, вход второго датчика скорости соединен с выходом первого двигателя, а вход третьего датчика скорости - с выходом второго двигателя, выход блока деления соединен с входом масштабного блока, выход которого соединен со вторым входом второго дополнительного сумматора, выход которого соединен со вторым входом второго усилителя, а первый вход соединен с выходом источника эталонного сигпала, вход которого через пороговое устройство соединен со вторым выходом первого датчика скорости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3358201, кл. 318 - 18, опубл. 1967.2. Марголин М. М., Медников Л. А, Динамика двухканального электропривода с механическим дифференциалом при работе на упор. Электричество,5, 1961.3. Авторское свидетельство СССР322761, М, Кл. 6 05 В 11/00, 1973.Корректор Е. Хмелева Редактор Н. Хлудова Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1992/11 Изд,740 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5