Система управления

113341Изобретение относится к автомати-ке и может быть использовано приуправлении роботами-манипуляторами.Цель изобретения - повьпдение5быстродействия и точности, уменьшение колдбательности системы.На фиг. 1 приведена функциональная схема системы; на фиг. 2 - структурная схема системы на фиг. 3 - иллюстрация работы блока деления, детектора, блока управления и блокаобратной связи на фиг. 4 и 5 - графики переходных процессов на валуэлектропривода и валу объекта регулирования без коррекции и с коррекциейпо упругому моменту.Система содержит задатчик 1, измеритель 2 рассогласования, предварительный усилитель 3, электропривод 4, силовой вал 5, моментный датчик 6, объект 7 регулирования, усилитель 8, детектор 9, блок 10 деления, элемент 11 сравнения, блок 12обратной связи, источник 13 опорного 25напряжения, блок 14 управления, сумматоры 15 - 18,Кроме того на фиг. 1-5 принятыобозначения: И (р) и И(р) - передаточные функции предварительного З 0усилителя 2 и усилителя 8; Бд - опорное напряжение, К; Ь- активное ииндуктивное сопротивление обмоткиякоря электропривода 4, К , К - коэффициент момента и противо-ЭДС элск 35тропривода 4, 3 , .1 - моменты инерции электроприв 3 да 4 и объекта регулирования 7; М - момент сопротивления движению вала объекта регулирования 7; С и К- коэффициенты 40упругости моментного датчика и силового вала, у - коэффициент потерьна деформацию; У(р) - передаточнаяфункция корректирующего звена Р(Т) -сигнал на втором выходе задатчика 1; 45Р - сигнал на выходе детектора 92(Г), У(Т) - сигналы на входе "Делимое" и на выходе блока делителя 10,Б (Г) - выходной сигнал предваритель 9ного усилителя 3; К , ц (Т)углы поворота вала электроприводаи вала объекта регулирования 7,М (г.) М- моменты на валах элек 3тропривода 4 и объекта регулирования7, р - оператор Лапласа,- время;К - коэффициент передачи блока 10де ения.В состав блока 14 управления входят источник 13 опорного напряжения 04 2и элемент 11 сравнения, например, компаратор. В качестве управляемого блока обратной связи может быть использован, например, аналоговый ключ, Силовой вал 5 может представлять собой, например, гибкий силовой проволочньп вал. В качестве детектора 9 может быть использован, например, двухтактный детектор.Система работает следующим образом.С первого выхода задатчика 1 управляющего воздействия сигнал Р(С), пропорциональный требуемому положению объекта регулирования 7, поступает на первый вход измерителя рассогласования, На второй вход измерителя 2 рассогласования поступает сигнал, соответствующий текущему положению объекта 7 регулирования. Измертель 2 рассогласования вырабатывает управляющее напряжение, которое усиливается предварительным усилителем 3 и поступает на первый вход электропривода 4Электропривод 4 через силовой вал 5 приводит в действие объект 7 регулирования. С второго выхода задатчика 1 управляющего воздействия сигнал Р(.) поступает на вход детектора 9. С выхода детектора 9 сигнал приходит на вход делителя блока 10 деления и на первый вход элемента 11 сравнения, на второй вход которого подается некоторое опорное напряжение Б с выхода источника 13 опорного напряжения. На первый вход "Делимое" блока 10 деления поступает сигнал с выхода моментного датчика 6, усиленный в усилителе 8. С выхода блока 10 деления сигнал идет на информационный вход блока 12 обратной связи, а на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода элемента 11 сравнения. С выхода блока 12 обратной связи сигнал поступает на второй вход электропривода 4.Так как Физически невозможно ввести какую-либо коррекцию в обратную связь по упругому моменту между сумматорами 16 и 18, то была организована дополнительная отрицательная обратная связь между точками сумматоров 15 и 18. Этим объясняется появление структурного блока 26 с переБ.+Ь идаточной функцией И(р)Кмз 1. Заводя таким образом отрицательную обратную связь по упругому моменту, на вход электропривода 4 можем существенно влиять на динамику его работы, автоматически увеличивая или уменьшая степень демпфирования на участке разгона за счет переменности коэффициента обратной связи. Сигнал У(С) определяется отношением 3341044замкнута. На фиг. 3 показана зависимость коэффициента передачи блокаделения Кот величины сигнала Р.Усилитель 8 позволяет поднимать илиопускать эту характеристику. Егокоэффициент усиления зависит от жесткости кинематической передачи,Введение блока деления и дополнительного усилителя в обратнуюсвязь по упругому моменту и использование в качестве делителя модулязадающего сигнала позволяет значительно уменьшить колебательность системы и тем самым повысить точностьпозиционирования и сократить времяпереходного процесса. У(С) = --- . На фиг, 4 и 5 показаны2Р(С) графики переходных процессов при одной и той же жесткости кинематической передачи на валу электропривода 4.,к(С) и валу объекта 7 регулирования(С) без коррекции и скоррекциейпо упругому моменту, приподаче на систему скачкообразноговходного воздействия. Как видно изних амплитуда колебаний значительноуменьшилась и резко сократилосьвремя. переходного процесса. Наличие1в данной системе элемента 11 сравнения и управляемого блока 12 обрат-,ной связи объясняется тем, что принулевом входном воздействии вновьорганизованная обратная связь поупругому моменту должна размыкаться.Н , при котором образуется единичный импульс и происходит срабатывание аналогового ключа (обратнаясвязь размыкается), выбирается меньше наименьшего входного сигнала,поступающего на систему управления.Таким образом, при входных напряжениях, меньших Б,и, элемент 11 сравнения постоянно выдает единичный импульс на управляющий вход блока 12обратной связи и обратная связь поупругому моменту разомкнута. И наоборот, если на входе элемента 11,сравнения сигнал больше 0 , то сего выхода на управляющий вход блокаобратной связи 12 идет нулевой сигнали обратная связь по упругому моменту Формула изобретения20 Система управления, содержащаяблок деления, блок управления, соединенный выходом с управляющим входом блока обратной связи, и задат чик, подключенный выходом к первомувходу измерителя рассогласования,соединенного вторым входом с выходом объекта регулирования, а выходом через предварительный усилитель - Зд с первым входом электропривода, силовой вал которого кинематическисвязан с объектом регулирования смоментным датчиком, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повы шения быс 1 родействия и точностиуменьшения колебательности системы,в нее дополнительно введены усилитель и детектор, соединенный входомс вторым выходом эадатчика, а выхо О дом - с входом блока управления и Свходом "Делитель" блока деления, подключенного входом "Делимое" черезусилитель к выходу моментного датчика, а выходом - к информационному 4 входу блока обратной связи, соединенного выходом с вторым входом электропривода.1334104 400.000 Ид 0 Мд Составитель Т.Нефедоваактор М.Товтин Техред И.Попович Пилипенко орректо каз 3959/ одписР д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,.ООРО.ОЮ Тираж 863 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж