Управляемый привод

ОПИСАЙЙЕИЗОБРЕТЕЯИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихреспублик(51)М. Кл, 05 В 13/02 Геаудерстеееиие кеиитет СФОР ао делен взебретеиий и атерити 9(7 т) Заявитель Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано при создании систем с вибрационной линеаризацией.Известен управляемый привод с вибрационной линеариэацией, содержащий последовательно соединенные генератор колебаний, усилитель и двигатель 11,Недостатками этого привода являются низкая точность и малый коэффициент полезного действия, так как во многих случаях параметры систем изменяются в довольно широких пределах, например, в процессе приработки, в зависимости от нагрузки, от условий окружающей среды (температура, давление и т.д.). При этом могут меняться как .характеристики нелинейной части системы, так и линейной. Если частота и амплитуда линеариэующих колебаний фиксирована, то, либо вследствие уменьшения коэффициента передачи системы на этой частоте или увеличения зоны нечувствительности, амплитуда линеариэующих колебаний будет недостаточна для линеаризации, либо вследствие увеличения коэффициента передачи на этой частоте или уменьшения эоны нечувствительности, амплитуда линеаризуюших колебаний будет иеоправдатто большой, что ведет к непроизводительной затрате энергии и, кроме того, при ограниченном.линейном диапазоне усилителя, к уменьшенито области линейного управления по сигналу управления, Примером таких си-.стем являются манипуляторные устройства, которые по своей сути предназначены для работ в экстремальных условиях и у которых в процессе работы существенно меняются как статическая, так и инерционная нагрузки. Причем, при использовании гидравлического исполнительного двигателя, амплитуда, требующаяся для линеариэации нелинейности типа зоны не О чувствительности, представляет довольнобольшую величипу, которая может доходить до 307 о от линейной зоны.Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является управляемый привод, содержащий последовательно соединенные блок управления амплитудой, генератор колебаний, усилитель, двигатель, виброметр, фильтр, блек выделения модуля и сумматор, к соответствующему входу которого подсоединен источник смещенияВ нем предусмотрено поддержание постоянного значения амплитудно-частотной характеристики системы за счет измене.ния коэффициента усиления регулятора с помощью контура самонастройки при изменении параметров объекта в заданной области. При этом частота линеаризующих колебаний фиксирована.Однако, при значительной нестационарности параметров системы, неизбежно начинают сказываться нелинейности типа "ограничение, всегда имеющиеся в реальных системах, что ведет к уменьшению дитпазона линейности по отноше-. нию к сигналу управления и к снижению точности, При этом невозможно использовать резонансные свойства привода, что могло бы повысить коэффициент полезного действия системы.Цель изобретения - повышение КПП, и точности управляемого привода.Поставленная цедь достигается тем, что управляемый привод содержит трехпозициснный пороговый элемент и блок управления частотой, выход которого подсоединен к соответствующему входу генератора колебаний, а вход подключен ко входу бдока управления амплитудой и выходу трехпозициончого порогового элемента, вход которого соединен с выходом сумматора, и, кроме того, выход генератора колебаний соединен с управляющим входом фильтра.Устройство управляемого привода поясняется чертежом где на фиг. 1 представлена функциональная схема управляемого привода; на фиг. 2 изображена статическая характеристика трехпозиционного порогового элемента на фиг. 3 изображена эквивалентная статическая характеристика трехпозиционного порогового элемента, подученная с учетом сумматора и источника смешания, на фиг. 4 изображена типичная амплитудно-частотная характеристика привода, содержащая пик амплитуды А на частоте ФвУстройство содержит генератор колебаний 1, усилитель 2; двигатель 3, виброметр 4 фильтр 5, бдск вьшеления модуля 6, сумматор 7, источник смеше 4ния 8, тржхпсзииислный пороговый элемент О; блок управления амплитудой 10 и блок управления частотой 11. Управляемый привод работает следующим образом. Сигнал управления Оа поступает на один из входов усилителя 2 и отрабатывается двигателем 3 в соответствии с законом управления приводом замкнутого или разомкнутого типа Сигнал вибрационной линеаризации с генератора колебаний 1 поступает на другой вход усилителя 2, складывается с управля 1 сшим сигналом 05 и вызывает наложенные кодебвния на выходе двигателя 3, линеаризуюшие привод. Эти кслебания измеряются виброметром 4 и на 1 О 15 ходнсй сигнал блока выаедения модул.".6 не войдет в зону Сс 1 эквивалентной характеристики и на выходе трехпозиционного порогового элемента 9 появится логический О, Изменение амплитудыпрекращается, а блок управления частотой 11 переходит в режим измепепиячастоты. Это сделано потому, что самопо себе достижение заданной амплитудыеще не гарантирует достижения оптимальной частоты с точки зрения поставленной задачи. Предположим далее, чтосистема имеет частоту линеаризации ш 1 выходе фидьтра 5, полоса пропусканиякоторого настроена на диапазон частот Ю генератора колебания 1, вырабатывается сигнал на частоте динеаризвции, амплитуда которого пропорциональна вибрации выходного вяла привода, На выходебдскв выделения модуля 5 (в частномсдучае - выпрямителя) получается сигналпостоянного тока, уровень которого также пропорционален амплитуде колебанийвыходного вала. Этот сигнал пресбрауется в соответствии с эквивадентной .характеристиксй трехпсзиционнсгс порогово- го элемента 9, подученной с учетомсумматора 7 и источника смешения 8(фиг, 3),Предположим, что пс каким-либо причинам амплитуда колебаний выходноговала уменьшилась (увеличилась), такчто входной сигнал трехпозиционнсгопорогового элемента 9 стал меньше уровня 6 (больше уровня Д ), тогда на выаоходе бдока управления амплитуды 10появляется дсгический сигнал -1 (+1)и его выходной сигнал, управляя генератором колебаний 1, производит увели-чение (уменьшение) амплитуды диневризуюших колебаний до тех пор, пока вы(фиг. 4)или О.У, по тем или инымпричинам смещенную относительно частоты ОЗ , на которой привод в данныймомент имеет пик амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). При появлении догического нуля на входе блокуправления частотой 11 своим выходным сигналом производит увеличениеили уменьшение частоты выходного сигнала генератора колебаний 1, при этомвыходной сигнал блока управпечия частотой 11 запоминается в нем. Амплитудадинеаризуюших кодебаний на выходе привода изменяется в соответствии с егоАЧХ. На выходе трехпозиционного порогового эдемента 9 появляется логичес.ий сигнал -1 или +1, который такжезапоминается в блоке управления частотой 11. В соответствии с поступившимсигналом блок управления амплитудой10 переключает генератор колебаний врежим увеличения иди уменьшения ам, пдитуды. Как тодько на выходе трехпозиционного порогового эдемента 9появится вновь логический О, блок управления ча" тотой 11 вырабатывает сигналуправления генаратсром колебаний 1 всоответствии с запомненными значениями сигнала управдения на выхода блокауправления частотой 1 и сигнала стрехпозиционного порогового элемента 9в предыдущий цикл, при этом запомненные в блоке управления частотой 11сигпачы, относящиеся к предыдущемуциклу, стираются., подготавливая запоминание сигналов очередного цикла, Есдиь предыдущий цикл увеличение ча тотысиГнала привелО к появлению +1 на выходе трахпозиционнОГО пороГОвоГО эдементе, то генератор колебаний переключается в этот же режим увеличения частоты. Есди уведичение частоты привелок появлению -1, то генератор колебаний1 переключается в ражим уменьшениячастоты,Если в предыдущем цикле уменьшение частоты привело к появлению -1на выходе трехпозиционного пороговогоэлемента 9, то генератор колебаний 1переключается в режим увеличения частоты.Если уменьшение частоты привелок появлению +1, то генератбр колебаний1 переключается в тот же режим уменьшения частоты,Таким образом осуществляется постоянный поиск по частоте с целью отслеживания пика АЧХ и при этом поддер 6живестся минимально допустимая амплитуда, необходимая и достаточная для ли неаризации привода.Выбором величины смешения от источника смещения 8, ширины зоны нечувствительности и гистерезиса трехпозиционного порогового элемента 9 определяется помехозащищенность привода й частота поисковых движений системы.Если частота рабочих и линеаризук- щих воздействий перекрываются друг другом, то для увеличения помехоустойчивости привода фильтр 5 может быть выполнен управдяемым от генератора колебаний 1 таким обрезом, чтобы его рабочая частота всегда быда настроена на частоту линеаризующих колебаний. В описанном управлчемом приводе стало возможным в качества динеаризуюшей частоты использовать частоту, соответствующую резонансному пику АЧХ, т.к, амплитуда сигнала на выходе привода контролируется и поддерживается на минимальном уровне. Зто позволяет повысить точность работы привода за счет уменьшения зоны нечувствительности и увеличения линейного диапазона на величину порядка 4 О% и повысить КПД за счет установления режима, в котором используются оптимадьные параметры привода, на 10-15% Формула изобретения 1, Управляемый привод, содержащий последоватедьно соединенные блок управления амплитудой, генератор колебаний, усилитель, двигатель, виброметр, фильтр, блок выделения модуля и сумматор, к соответствующему входу которого подсоединен источник смешения, о т л и - ч а ю щ и й с ятем, что, с цельо повышения коэффициента полезного действия и точности он содержит тг хпозиционный пороговый элемент и блок управления частотой, выход которого подсоединен к соответствующему входу генератора колебаний, а вход подключен ко входу блока управления амплитудой и выходу трехпозиционного порогового элемента, вход которого соединен с выходом сумматора. 2. Управляемый привод по и. 1, о т - л и ч а ю ш и й а я тем, что выход генератора колебаний соединен с управляющим входом фидьтра.. Скворцо 9286/44 Тираж ВИИПИ Государствпо делам изобрет 113 О 35, Москва 956 Подпи нного комитета ений и открытий Ж, Раушска ак е аб., д. илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе