Импульсный регулятор перемещенияпьезодвигателя

Сфюз СоветскиеСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 84727 О(5)М. Кл. 6 05 В 11/6 1 твудеветеамый кемнтет СЕСР в делам веебретенкй и етерытяйМосковский институт электронной тейникн(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЬЕЗОДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к релейным устройствам систем автоматического управленчя и может быть использовано для трехпозиционного регулирования пьезоэлектрических двигателей.Известен трехпозиционный регуля% тор, содержащий датчик регулируемого параметра, последовательно подключенный к усилителю отклонения и трехпозиционному усилителю мощности, выходы которого подключены к основному и дополнительному реверсивным исполнительным механизмам, снабженютм датчиками конечных положений 1.Однако такой трехпозициоиный регулятор требует отдельно выполненные датчики положения и дополнительный реверсивный механизм, что увеличивает аппаратурные затраты и усложняет регулятор. 30Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсный регулятор, содержащий генератор и последовательно соединен 2ные устройство сравнения и трехйозиционный релейный усилитель, релейный элемент, реле, пьезодвигатель 23.Однако этот импульсный регулятор требует дополнительного датчика положения для снятия сигнала обратной связи, а также отдельно выполненного интегратора, что снижает точность отработки задающего сигнала.Цель изобретения - повьппение точности позиционирования и упрощение регулятора.Для достижения этой цели импульсный регулятор перемещения пьезодви гателя, содержит делитель и последовательно соединенные источник напряжения, первый ключ и четыре ключа, соединенные в мостовую схему одна нз диагоналей которой соединена с выходом регулятора и со входами делителя, а другая - с выходом первого ключа, управляющий вход которого соединен с первым выходом трехпоэиционного релейного усилителя, второй вы 8472ход которого соединен с управляющими входами второго и третьего ключей мостовой схемы, а третий выход - с управляющими входами четвертого и пятого ключей мостовой схемы, выход делителя соединен со вторым входом устройства сравнения, а выход генератора - со вторым входом трехпозиционного релейного усилителя.а фиг,1 представлена структурная О схема импульсного регулятора перемещения пьеэодвигателя; на фиг.2 - временная диаграмма работы импульсного регулятора.Регулятор содержит устройство 1 15 сравнения, трехпозиционный релейный усилитель 2, который состоит из релейного элемента 3 и реле 4 - 6, генератор 7, первый ключ 8, мостовая схема 9, пьеэодвигатель 10, источник 11 напряжения, делитель 12 и второй 13, третий 14, четвертый 15 и пятый 16 ключи.Регулятор работает следующим образом. 25Задающий сигнал (фиг,2 а) через устройство 1 сравнения поступает на вход трехпозиционного релейного усилителя 2, в зависимости от полярности задающего сигнала при превышении 30 зоны нечувствительности релейного элемента 3 включаются реле 5 или 6, а также реле 4. При этом на вторые входы реле 4 - б поступают тактирующие импульсы с генератора 7. Реле 4 35 обеспечивает в соответствии с тактирующими импульсами с генератора 7 включение ключа 8, который питает высоким напряжением с источника 11 напряжения одну иэ диагоналей мостовой 40 схемы 9, в другую диагональ включенпьезодвигатель 10. Реле 5 и 6, которые соединены с управляющими входами ключевых элементов, включенных в противоположные плечи моста, откры вают в соответствии с тактирующими импульсами с генератора 7 ключи 13 и 14 или 15 и 16 в противоположных плечах моста (например, тиристоры, оптроны, транзисторы), через которые 50 происходит заряд емкости пьеэодвигателя 1 О, следовательно, расширение или сжатие пьеэодвигателя происходит в зависимости от полярности задающего сигнала. 55Перемещение пьезодвигателя описывается зависимостью 70 1 где с м/В - пьеэомодуль; М - число пластинок пьезодви га теля;Ч В- напряжение, подаваемоена пьеэодвигатель.Характер изменения напряжения на пьезодвигателе и соответственно перемещения пьеэодвигателя показан на фиг. 2 б. Пьезодвигатель 1 О является одновременно датчиком перемещения, так как перемещение пропорционально напряжению на нем, и напряжение с пьезодвигателя О в качестве сигнала обратной связи подается через делитель 2 на устройство 1 сравнения, за счет чего повышается точность отработки задающего сигнала и повышается точность позиционирования. Когда сигнал рассогласования, между задающим сигналом и сигналом обратной связи на выходе схемы сравнения 1 станет меньше зоны нечувствительности релейного элемента 3, реле отключаются и ключи мостовой схемы 9 закрываются, заряд емкости пьеэодвигателя 10 прекращается, а напряжение на нем запоминается. При стекании заряда с пьезодвигателя 10 при постоянном задающем сигнале,сигнал рассогласования на выходе схемы сравнения 1 становится больше эоны нечувствительности релейного элемента 3. При этом в зависимости от полярности сигнала рассогласования включаются реле 5 или 6, а также реле 4, В соответствии с тактирующими импульсами с генератора 7 через ключ 8 подается высокое напряжение на одну диагональ мостовой схемы 9, открываются ключи в противоположных плечах 13 и 14 или 15 и 16 в зависимостиот полярности сигнала рассогласования и происходит подзаряд емкости пьезодвигателя 10, пока сигнал рассогласования между задающим сигналом и сигналом обратной связи вновь станет меньше зоны нечувствительности релейного элемента 3, затем реле отключается, ключи мостовой схемы 9 закрываются и напряжение на емкости пьезодвигателя запоминается. Точность д поддержания напряжения на пьезодвигателе определяется шириной петли гистерезиса релейного элемента 3, а скорость нарастания напряжения - частотой и скважностью тактирующих импульсов с генератора 7. Тем самым обеспечивается интегрирование сиг,нала рассогласования.Предлагаемый импульсный регулятор перемещения пьезодвигателя за счет введения мостовой схемы, в одну из диагоналей которой включен пьеэодви" гатель, служащий датчиком перемещения, позволяет повысить точность отработки входного задающего сигнала, что повьппает точность позиционирования пьезодвигателя, а за счет упрощения регулятора снижаются аппаратур- О ные затраты и затраты на электроэнер" гию.формула изобретенияИмпульсный регулятор перемещения пьезодвигателя, содержащий генератор и последовательно соединенные устройство сравнения и трехпозиционный ре- го лейный усилитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит делитель и последовательно соединенные источник напряжения, первый ключ и четыре ключа, соединенные в мостовую схему, одна из диагоналей которой соединена с выходом регулятора и со входами делителя, а другая - с выходом первого ключа, управляющий вход ко" торого соединен с первым выходом трехпозиционного релейного усилителя, второй выход которого соединен с уп-. равляющими входаьы второго н третьего ключей мостовой схема, а третий выход - с управляющими входами четвертого и пятого ключей мостовой схеме, выход делителя соединен со вторым входом устройства сравнения, а выход генератора - со вторым входом трехпозицонного релейного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРУ 468219, кл, С 05 В 1/18, 1975.2. Авторское свидетельство СССРВ 457070, кл. С 05 В 11/16, 1975847270Фиг.2Составитель Г. НефедоваРедактор Т.Гыршкан Техов А.Ач Корректор СД 1 екмар Заказ 5496/73 Тираа 940 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб.,д.4/5 Филиал ППП Патент , г.уагород, ул.Проектная,4и Я