Обратимая следящая система

Соек Советскнк Социалнстическик Республик(22) Заявлено 06.03.80 (21) 2899124/18;24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки Ио(2 Э) Приоритет 6 05 В 11/00 В 25 д 13/00 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 23. 11. 81(72) Авторы изобретения А.С. Суляев и-В.Ф. Филаретов льневосточный ордена Трудового Красно политехнический институт им. В.В. аявмтел(54) ОБРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕ о Изобретение относится к робототех-. нике и может быть использовано при создании дистанционно управляющих копирующих манипуляторов.Известна обратимая следящая система, содержащая два датчика момента, два датчика положения, два детектора, два сумматора, переключатели, два блока коррекции и электродвигатель, . вал которого кинематически через первый и второй редукторы связан с задающей и исполнительной осями 111 . Недостатком системы является ее сложность.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является система, содержащая первый сумматор, а на задающем и исполнительном органе - датчик положения, первый и второй выходы которого сое динены с соответствующими входами управляемого коммутатора, подключен ного выходом ко входу электродвигателя, третий вход управляемых коммутаторов соединен с выходом перво сумматора (21 .Недостатками этой системы является узкая зона синхронизации. При увеличении рассогласования сверх указанной величины система теряет работоспособность, синхронизирующий момент направлен в сторону увеличения рассогласования, т.е. система перестает быть следящей.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей системы.Поставленная цель достигается тем,что задающий и исполнительный органысодержат источник опорного напряжения, три компаратора, два элементаНЕ, четыре элемента И, дешифратор,элемент ИЛИ, фильтр низкой частоты,второй сумматор, три ключа и генератор импульсов, причемпервый выход 5 датчика положения соединен непосредственно со входом первого Ылемента НЕ и первым входом первого элемента И и второго компаратора, ачерез последовательно соединенные 20 первый компаратор, дешифратор,вто-рой элемент И, элемент ИЛИ и фильтрнизкой частоты - с первым входомвторого сумматОра, подключенноговторым входом к выходу ключей, атретьим входом - к первому выходуисточника опорного напряжения, второй,третий и четвертый выходы которогосоединены соответственно с первымвходом первого, второго и третьего 0 ключей, подключенных вторым входом50 Сигналы 25 и 26 поступают на первый компаратор 11, выходной сигнал которого единица, если 2526 и к первому, второму и третьему выходам дешифратора соответственно,второй выход датчика положения соединен со вторым входом первого компаратора, второго элемента И,первымвходом третьего комнаратора и входомвторого элемента НЕ, выходом подключенного к первому входу четвертогоэлемента И, второй вход которогосоединен с третьим выходом дешифйагора, а выход - со вторым входомэлемента ИЛИ, третий вход которого 10подключен к выходу первого элементаИ, а четвертый вход - к выходутретьего элемента И, первым входом соединенного с выходом первогоэлемента НЕ, а вторым входом - со 15вторым выходом дешифратора, четвертый выход которого подключен ко второму входу первого элемента И,второйвход - к выходу второго компаратора,а третий вход - к выходу третьегокомпаратора, причем выход вторых сумматоров соединен с сооТветствующимивходами первого сумматора, а выходгенератора импульсов подключен ковторому входу второго и третьегокомпараторов.На фиг. 1 представлена функциональная схема обратимой следящейсистемы; на фиг. 2 - диаграммасигналов.Система содержит задающий орган 301,исполнительный орган 2, датчик 3положения, источник 4 опорного напряжения, управляемый коммутатор5, электродвигатель. 6, первый сумматор 7, генератор 8 импульсов, 35первый и второй элементы НЕ 9 и 10соответственно, первый, второй итретий компараторы 11-13 соответственно,дешифратор 14;первый,второй,третий и четвертый элементы И 15-18 4 Осоответственно, элемент ИЛИ 19,фильтр 20 низкой частоты, второйсумматор 21, первый, второй и третийключи 22-24 соответственно сигналы25-27 с выходов датчика 3 положенияи генератора 8 импульсов соответ.ственно. На фиг.2 указаны участки28-34 диаграммы.Система работает следующим образом.При повороте задающего или исполнительного валов на угол о(;поворачиваются роторы датчиков 3 положения с их чувствительных элементов,поступают сигналы 25, 26 широтномодулированные последовательности им-. 55пульсов, относительные длительностикоторых изменяются по гармоническимазаконам и фазовым сдвигам 90 (фиг.2),соответствующим пространственномусдвигу чувствительных элементов датчика 3 положения. ноль, если 2526 .(по длительностиимпульсов),Сигналы 25 и 26 сравниваются свыходными импульсами сигнала 27 генератора во втором и в третьем компараторах 12 и 13. На выходе коглпаратора 12 единица, если 25 ) 27 иноль, если 25 (27, единица на.выхо 1 де компаратора 13, если 26 )27 иноль, если 26 ( 27. Сигналы с выходов компаратора 11-13 поступают навходы дешифратора 14 с четырьмя выходами, сигнал единица на которыхвырабатывается в случае нахожденияугла поворота внутри линейных зонучастков 28-31. Соотношение длительностей сигналов 25-27 вполнедостаточно для определения угла поворота вала.Кроме того, из участков 28-31 спомощью элементов И 15-18, управляемых выходными сигналами дешифратора 14 и элементов НЕ 9 и 10 формируется пилообразный закон изменениядлительности характеристик участков28-33, который преобразуется с помощью фильтра 20 низкой частоты в закон изменения напряжения, поступающийна первый вход сумматора 21. (Научастках 30 и 31 импульсы чувствительных элементов датчика 3 положенияинвертируются элементами НЕ 9 и 10).Выходы дешифратора 14 со второгопо четвертый подключены к управляющим входам ключей 22-24, которыеоткрываются сигналом единица,. т.е.на участке 29 открыт ключ 22 на 30ключ 23, на 31 - ключ 24. Так как навходы ключей 22-24 и источник опорного напряжения поступают сигналыс весами один, два и три, то на соединенных выходах ключей 22 и 24 взависимости от угла о генерируется ступенчатое напряжение,по виду похожее на 34, но опущенное вниз на величину сигнала 27.В сумматоре 21 складываются законы изменения напряжения от углахарактеристик участков 28-33 - пилообразный, ступенчатый участок 34и вычитается величина сигнала 27.Врезультате сложения законов участков 28-33 с 34 получаем пилообразную на периоде 360 характеристикудатчика 3, близкую к линейной, ноподнятую над осью на сигнал 27. Вычитание 27 дает возможность опуститьхарактеристику участка 34 вниз .дооси а,Иа выходе сумматора 21 вырабатывается напряжение, пропорциональ-ное углу сС поворота вала исполнительного и задающегоорганов 1 и 2.Напряжения с выходов сумматоров 21.вычитаются в первом сумматоре 7,выходное напряжение которого управляет работой коммутаторов 5 обеихсторон так, что рассогласование осейсторон, а следовательно и выходноенапряжение сумматора 7 уменьшается до нуля,.Применение предлагаемого изобретения позволяет реализовать обратимую следящую систему с расширенной зоной линейности.формула изобретенияОбратимая следящая система, содержащая первый сумматор, а на задающем и исполнительном органе датчик положения, первый и второй .выходы которого соединены с соответствующими входами управляемого коммутатора, подключенного выходом ко входу электродвигателя, третий вход управляемых коммутаторов соединен с выходом первого сумматора,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, задающий и исполнительный органы содержат источник опорного напряжения, три компаратора, два элемента НЕ, четыре элемента И, дешифратор, элемент ИЛИ, Фильтр низкой частоты, второй сумматор, три ключа и генератор импульсов, причем первый выход датчика положения соединен непосредственно со входом первого элемента НЕ и первым входом первого элемента И и второго компаратора, а через последовательно соединенные первый. компаратор, дешиФратор, второй элемент И, элемент ИЛИ и фильтр низкой частоты - с первым входом второго сумматора; подключенного вторым входом к выходу ключей, а третьим входом - к первому выходу источника опорного напряжения, второй, третийи четвертый выходы которого соединены соответственно с первым входомпервого второго и третьего ключей,подключенных вторым входом к первому,второму и третьему выходам дешифра-.тора соответственно, второй выходдатчика положения соединен со вторымвходом первого компаратора, второгоэлемента И, первым. входом третьегокомпаратора ивходом второго элемента НЕ, выходом Подключенного кпервому входу четвертого элемента И,второй вход которого соединен стретьим выходом дешифратора, а вы-ход - со вторым входом элемента ИЛИ,третий вход которого подключен квыходу первого элемента И, а четвертый вход - к выходу третьего элемента И, первым входом соединенногос выходом первого элемента НЕ, а вто рым входом - со вторым выходом дешифратора, четвертый выход которогрподключен ко второму входу первогоэлемента И, второй вход - к выходувторого компаратора, а третий вход " 5 к выходу третьего компаратора, причемвыход вторых сумматоров соединен ссоответствующими входами первогосумматора, а выход генератора импульсов подключен ко второму входу второго и третьего компараторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 535549, кл. С 05 В 11/01, 1977.2. Авторское свидетельство СССРР 634428, кл. Н 02 К 29/02, ,978.Тираж 943 Подписи ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб. Заказ 10230/7 13 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4