Следящая система

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Сфез Советских Сфцнаектнческих Республик(51)М. Кл.з с присоединением заявки Мо 6 05 В 11/01 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(0,88. 8) Дата опубликования описания 1 Ь 10.81 В.Т. Гращенков и В.В. Русаков(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к автоматике и может быть использовано, например в автоматических самопишущих приборах.5Известны системы, содержащие последовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, усилитель, блок концевых выключателей,усилитель мощности и исполнительный двигатель, вал которого связан с управляющим входом блока концевых выключателей и через блок обратной свя-. зи - со вторым входом измерителя рассогласования 13, 21 и (33.недостатком данных систем являет ся наличие совмещенного канала управления модулем н знаком момента исполнительноГо двигателя.По основному авт. св. в 631863 известна, следящая система, содержа щая усилитель, к первому и второМу входам которого подключены соответственно задатчик и датчик обратной связи, механически соединенный с валом бесколлекторного двигателя,подключенного к коммутатору, первый вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, и источник постоянного напряжения, причем первый выход усилителя через источ-30 ник постоянного напряжения соединен со входом широтно-импульсного модулятора, а второй выход в . со вторым входом коммутатора (41.В данной системе команда о модуле момента двигателя поступает от усилителя к двигателю по одному каналу, а команда о знаке момента, - по второму. Это является положительным качеством системы, создавая преимущества по сравнению с одноканальными системами с точки зрения упрощения корректирующих устройств и использования оптимальных корректирующих воздействий.Однако в режиме работы системы на упоре, возникающем при больших сигналах рассогласования, на первый вход коммутатора постоянно поступает команда о модуле момента двигателя.При этом обмотка двигателя подключена к сети, а ЭДС вращения в ней не созда-. ется. Возникает режим короткого замыкания, который характеризуется большими потерями энергии и может привести к выходу иэ строя двигателя или коммутатора. для исключения аварийных,ситуаций необходимо предусмотреть увеличение охлаждающих поверхностей, то есть габаритов сястевн,что нецелесообразно, а в ряде случаев недопустимо.Цель изобретения - улучшениеэнергетических показателей и повышение надежности системы.Поставленная цель достигаетсятем, что в системе установлены пере.ключатель и блок концевых выключателей, причем выход широтно-импульсного модулятора соединен с первым входом коммутатора через последовательно включенные переключатель и блокконцевых выключателей, управляющийвход переключателя соединен со вторымвыходом усилителя, а управляющие входы блока концевых выключателей соединены с валом бесколлекторного двигателя,На фиг. 1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема системы; нафиг. 2 - пример реализации системы сбесконтактными концевыми выключателями и переключателями.Следящая система содержит задатчик1, датчик 2 обратной связи, усилитель3, состоящий из модулятора 4, усилителя 5 переменного напряжения, выходного трансформатора 6 с первичнойобмоткой 6 и вторичными обмотками6" и 6", выпрямителя 7, демодулятора8 и источника 9 опорного напряжения,источник 10 постоянного напряжения,широтно-импульсный модулятор 11,комю(утатор 12, бесколлекторный двигатель 13, переключатель 14, блок 15концевых выключателей, первый и второй концевые выключатели 16 и 17.Следящая система работает следующим образом.Разность измеряемого напряженияс задатчика 1 и напряжения с датчика2 обратной связи поступает на входусилителя 3, где преобразуется модулятором 4; подключенным к источнику9 опорного напряжения, в напряжениепеременного тока, усиливается усили"телем 5 и поступает на обмотку 6трансформатора 6. Напряжение его обмотки 6 и выпрямляется выпрямителем7 и поступает на вход модулятора 11,где.преобразуется в импульсную форму. Скважность этих импульсов пропорциональна входному напряжению модулятора 11. Это импульсное напряжение поступает на один иэ входов коммутатора 12 двигателя 13 и воздействует в коммутаторе на силовой ключ(не показан) так, что ключ подключает фазу двигателя к источнику напряжения ее питания циклически - внутрикаждого цикла, определяемого датчиком положения ротора двигателя. Помимо этого имеется другая более высокочастотная цикличность, определяемаячастотой модулятора 11. Эта последняя имеет переменную скважность.ВРезультате среднее значение токав Фазе двигателя а следовательно , и момент двигателя) на интервале ее включения пропорциональноскважности выходного сигнала модулятора 11. Таким образом, регулируетсямодуль момента двигателя 13.Напряжение с обмотки 6 щ трансформатора демодулируется однополупериодным демодулятором 8, подключенным.к источнику 9 опорного напряжения,так, что на выходе демодулятора 8сигнал существует при одной фазевыходного напряжения усилителя 3 иотсутствует при ее изменении на180 , то есть при другой полярностинапряжения небаланса на входе усилителя. Выходное напряжение демодулятора 8 поступает (или не поступает) 15 на второй вход коммутатора 12, гдевоздействует на усилитель (не показан), который включен между датчикомполокения ротора и силовым ключом фазы таким образом, что при наличии на О пряжения на выходе демодулятора 8этот усилитель работает как повторитель сигнала датчика положения рото, ра двигателя, а при отсутствии сигнала на выходе этого демодулятора усилитель работает как устройство, поворачивающее фазу сигнала датчика на180 (инвертор), что приводит к изменению знака момента двигателя 13на противоположный.Для правильного функционированияследящей системы полное усилениепо каналу знака устанавливается большим, чем по каналу модуля.Если на входе усилителя 3 длительное время выцеляется сигнал рассогЗ ласования одного и того же знака,то система уходит на упор, размыкая,например концевой выключатель 16. Приданной полярности сигнала рассогласования с выхода канала знака усилите ля 3 снимается напряжение, уровенькоторого приводит переключатель 14 вверхнее положение (фиг. 1). Приэтом выходная цепь широтно-импульсного модулятора 11 оказывается ра 4 з эомкнутой и двигатель 13 отключаетсяот источника 10. При изменении знака,сигнала рассогласования переключатель14 переводится в нижнее положение,цепь модуляции замыкается (поскольку,концевой выключатель 17 замкнут) и О двигатель 13 подключается к источнику 10.Аналогично происходит работа и навтором упоре.В показанном на фиг. 2 примере реа лизации системы переключатель 14 иконцевые выключатели 16 и 17 выполнены бесконтактными. Концевые выключатели представляют собой фотодиоды,возбуждаемые источниками света (не що показаны). В рабочем режиме свет воздействует на оба фотодиода. Их внутренние сопротивления при этом малы иот источника питания + ч сигналы поступают на входы переключателя 14. у На упоре световой поток одного из ис873205 Формула изобретения точников перекрывается непрозрачной шторкой, что приводит к увеличению сопротивления фотодиода и исчезновению сигнала на соответствующем входе переклюиателя 14., Переключатель выполнен на логических элементах И-НЕ и его работа описывается следующей системой булевых функций где А - сигнал на входе коммутатора;х - сигнал с концевого выключателя 17,у - сигнал с концевого выключателя 16;8 - сигнал с выхода канала знака.усилителя 3;сигнал с выхода широтно-импульсного модулятора 11.При работе на упоре с концевым выключателем 16 сигнал х равен логическому нулю, а сигнал у - логической единице. Если на выходе канала знака усилителя 3 уровень напряжения соответствует логической единице (8=1), то с выхода модулятора 11 сигнал 0 передается на вход коммутатора 12 (А=О,). При равенстве В = 0 цепь сигнала Я разрывается (А=Ц) и двигатель 13 отключается от источника 10.Аналогично происходит работа и на втором упоре.Технико-экономический эффект изображения заключается в том, что при его использовании можно получить хорошие динамические характеристики следящей системы, либо вообще без применения специальных корректирующих устройств, либо при применении простых корректирующих устройств. Кроме того, снижены требования кнапряжению трогания двигателя в системе, что удешевляет производство двигателя и элементной кинематической схемы следящей системы. И наконец, при использовании предлагаемого изобретения на 1,5 повышается надежность системы и на 1,2 улучшаются ее энергетические показатели при сохранении постоянной готовностик обработке управляющих воздействий. Следящая система по авт.св.9631863,15 о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью улучшения энергетических показателей и повышении надежности системы, в ней установлены переключательи блок концевых выключателей, причем3) выход широтно-импульсного модуляторасоединен с первым входом коммутаторачерез последовательно включенные переключатель и блок концевых выключателей, управлякщий вход переключателя соединен со вторым выходом усилителя, а управляющие входы блока концевых выключателей соединены с валомбесколлекторного двигателя,ЗО Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 304551, кл. С 05 В 11/14, 19702. Авторское свидетельство СССРР 511565, кл. С 05 В 11/14, 1974.3. Авторское свидетельство СССРФ 598020, кл. С 05 В 11/14, 1975.4. Авторское свидетельство СССРМ 631863, кл. 6 05 В 11/01, 1977/5 Проектная уагород П "Пате Филиал 9047/74 ВНИИПИ Г ПО д 113035, Тираж 943 сударственного к ам изобретений и Москва, Ж"35, Рауш Подпимитета СССРоткрйтийокая наб., д.