Следящая система позиционирования

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик н 1962842(22) Заявлено 130281 (21) 3250019/18-24 с присоединением заявки Нов 111 М. Кп. 6 05 В 11/01(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 3009.82. Бюллетень Й 9 36 Дата опубликования описания 3009.82(71) Заявитель 54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА ПОЗИЦИОНИГОВАНИЯ Изобретение относится к системам автоматического управления электродвигателем постоянного тока и может применяться для управления перемещением различных объектов, к которым предъявляются повышенные требования по точности позиционирования и качеству процесса регулирования, в частности для управления гидравлическими насосами переменной производительности.Общим недостатком следящих систем является наличие зоны нечувствительности и вытекающей бтсюда ошибки позиционирования.Основным источником зоны нечувствительности является трение в исполнительном механизме следящей системы. Общепринятым способом уменьшения зоны нечувствительности является повышение коэффициента усилия системы. Однако при значительном его увеличении система становится неустойчивой.Известны следящие системы позицио-. нирования, в которых исключение пере- регулирования и останова двигателя при приближении к заданной позиции достигается тем, что устройство автоматически выбирает режим торможе-. ния и работает в режиме регулирова- . ния, поддерживая постоянным по величине момент торможения 11Указанное устройство сложно и обеспечивает заданную точность позиционирования только при наличии установившейся скорости движения исполнительного органа и при отсутствии внешних возмущений.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство управления позиционным электроприводом, содержащее последовательно включенные электродвигатель, вал которого кинематически связан с датчиком положения, блок сравнения, .второй вход которого соединен с датчиком перемещения, усилитель, выход которого соединен с входом электродвигателя, для увеличения точности позиционирования и качества регулирования в схему устройства введены регулятор скорости с задатчиком и датчиком скорости, регулятор тока с датчиком тока, датчик малых рассогласований, блок умножения, блок деления, датчик статического момента, задатчик полного момента, ключи,сумМйтор, сравнивающее устройство 2,Известная система сложна, а следовательно, недостаточно надежна.В предлагаемой системе позициони 50 рования периодическое изменение обратной связи усилителя влияет на работу системы только при малых рассоглассраниях задатчика и датчика положения, так как в режиме больших рассогласований усилитель при любой величине обратной связи будет находиться в насыщении, определяя максимальную скорость отработки рассогласования.60Устройство работает следующим образом.При подаче сигнала на необходимое перемещение (фиг.2, конец участка 1) меняется величина задающего сиг" 65 Цель изобретения - повышенИе наиежности системы.Поставленная цель достигаетсятем, что в следящую систему, содержащую блок сравнения, входы которогоподключены к выходам задатчика и 5датчика положения, а выход через усилитель - к входу исполнительнфго механизма, введены генератор импульсови блок управляемой обратной связи,управляющий, вход которого подключен 10к выходу генератора импульсов, а информационные вход и выход соединенысоответственно с выходом и вторымвходом усилителя.Такое устройство позволяет осуществить нелинейную коррекцию коэффициента усиления в функции величинырассогласования, реализуемую с помощью периодического изменения величины отрицательной обратной связи. 20На фиг.1 представлена блок-схемаследящей системы позиционирования;на фиг.2 - временные диаграммы работы.Следящая система позиционирования 25содержит исполнительный механизм 1,датчик 2 положения, блок 3 сравнения,задатчик 4 положения, усилитель 5,блок б Управляемой обратной связи,к управляющему входу которого подключен . выход генератора 7 импульсов.Следящая система позиционированияработает в двух режимах, определяе"мых величиной отрицательной обратнойсвязи усилителя: в режиме глубокойобратной связи, выбранной из условия.требований к устойчивости системы,и в режиме слабой обратной связи,выбранной из условия требований кчувствительности и точности системы.Для того, чтобы ослабление обратной связи и, следовательно, увеличение коэффициента усиления системы не привели к неустойчивости системы, оно выполняется периодическиво время подачи от генератора управляющих импульсов, время действия которых выбрано достаточно малым посравнению с постоянной времени системы,нала (фиг.2 а) на выходе задатчика 4 положения.Блок 3 сравнения сравнивает этот. сигнал с сигналом У (фиг.2 б), снимаемым с выхода датчика 2 положения, и разность П 4-П после ее усиления усилителем 5 (П) подается на вход электродвигателя исполнительного механизма 1 и через блок б управляемой обратной связи (У(,) на второй вход усилителя 5, осуществляя отрицательную обратную связь по напряжению ,усилителя. Происходят отработка электродвигателем заданного рассогласования. Изменяется сигнал отрицательной обратной связи по положению П, снимаемый с датчика 2 положения, кинематически связанного с электродвигателем.На управляющий вход блока б обратной связи поступают импульсы от генератора 7 импульсов (О). При отсутствии управляющих импульсов система работает с глубокой отрицательной обратной связью, обеспечивая коэффициент усиления системы КО, выбранный из условия требований устойчивости системы. При поступлении импульсов от генератора 7 импульсов на управляющий вход блока б обратной связи отрицательная обратная .связь по напряжению усилителя ослабляется, коэффициент усиления системы увеличивается до величины К, выбранной из условия требований к точности отработки системы.При большом сигнале рассогласования (фиг.2, участок 1) усилитель 5 находится в насыщении, обеспечивая максимальную скорость позиционирования, и изменение коэффициента усиления системы на этом участке не влияет на работу системы (фиг.20),При подходе к заданной точке позиционирования (фиг.2, участок Т) и уменьшении сигнала рассогласования усилитель 5 периодически работает или в режиме насыщения с коэффициентом усиления К или выходит из насыщения при коэффициенте усиления К (фиг.2 е), Скорость отработки рассогласования на этом участке (з) периодически меняется.При дальнейшем уменьшении рассогласования (фиг.2, участок ) система нечувствительной к рассогласованию при коэффициенте усиления К. Дотягивание электродвигателя до точки позиционирования, т.е, сведение зоны нечувствительности к минимуму, происходит только при коэффициенте усиле.ния Ко, т.е. при подаче управляющих импульсов.В момент, когда система приходит в точку позиционирования (фиг.2, участок 1), сигнал рассогласования и выходной сигнал усилителя становятся практически равными нулю.Электродвигатель останавливаетсяпрактически беэ перерегулировання,так как время действия управляющегоимпульса мало,Использование блока управляемойобратной связи, управляемого генератором, выгодно отличает предлагаемую систему от известной, так какпозволяет уменьшить зону нечувствительности системы при помощи болеепростой и надежной электрическойсхемы.формула изобретенияСледящая система позиционирования, содержащая блок сравнения, входы которого подключены к выходам эадатчика и датчика положения, а выход через усилитель - к входу исполнительного механизма, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью.повышенйя надежности, в нее введены генератор импульсов и блок управляемой обратной связи, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а информационные вход и выход соединены соответственно с выходом и вторым входом усилителя.ФИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР15 Р 452803, кл. 6 05 В 11/01, 1973,2. Авторское свидетельство СССРР 528542, кл. 6 05 В 11/01, 1975