Устройство для управления подвижным объектом

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ ощ 637 Ю 2 Союз Советских Социалистических Реслублин(43) Опубликовано 05,12.78,делам изобретений и открытии 145) Дата опубликования описания 23.01.79 2) Автор изобретен т т ЬЪ, Яч;,;,1 . ИГ 1 т;с т,.ЙЖДР 0 т,4,аж: вньичи Нисидзава (Япония)(71) Заявител Иностранная фирма Хаидотаи Кеикиу Синкокаи54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫМ ОБЪЕКТОМчлем.Устройст объектом со магнит 2, о Изобретение относится к системам авто. магического управления ц регулирования,Известны устройства лля управления по ложением подвижных объектов с помощью электромагнитов 11, Недостаток этих уст ройств состоит в малом динамическом диапазоне работы.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления, подвижным объектом 210 содержащее основание, электромагнит, расположенный против подвижного объекта, выполненного из магнитного материала, и автоматический регулятор, содержащий цнтерферометррегистры, счетчик, преобразо ватель сигнала в число импульсов, элементы сравнения и совпадения, ццфро-аналоговый преобразователь (ЦАП), усилитель постоянного тока, блок управления двигателем, блок управления электромагнитом, ло тический элемент и датчик скорости.Недостаток этого известного устроцства состоит в сравнительно невысокой точностиуправления.Цель изобретения состоит в повыщенцц 25 точности работы устройства.Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенном устройстве для управления подвижным объектом между подвижным объектом и основанием установ- ЗО тены улерживаюшце пружины, а выход интерферометра, расположенного против одного из торцов подвижного объекта, через последовательно соелцненцые преобразователь сигнала в число импульсов, счетчггк и регистр соединен с одним входом элемента сравнения, к другому входу которого через регистр подключена входная клемма устройства. Выход элемента сравненцч соединен со входом элемента совладения, первый выход которого через блок управления соединен с двигателем, механически связанным с основанием, а второй выход через ЦАП - с одним входом блока управления электромагнитом, к другому входу которого через логический элемент лолключен датчик скорости. Выход блока управления электромагнитом через усилитель постоянного тока соединен с обмоткой электромагнита.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства лля управления подвижным объектом; на фцг. 2 - вариант устройства с одномерным управленцем; на фцг. 3 - то же с двухмерным управлением; на фиг.4 - то же с трехмерным управленцем; на фиг. 5 - то же с грубым ц точчым улравлево лля управления подвижным держит основание 1, электроасположенный против подвижбО 65 ного объекта 3, выполненного из магнитного материала, и автоматический регулятор, содержащий интерферометр 4, регистры 5 и 6, счетчик 7, преобразователь 8 сигнала в число импульсов, элемент 9 сравнения и элемент 10 совпадения, ЦАП 11, блок 12 управления двигателем, блок 14 управления электромагнитом 2, логический элемент 15, датчик скорости 16 и усилитель постоянного тока 17.Подвижный объект 3 связан с основанием 1 через пружины 18 и 19.Устройство с одновременным управлением (фиг. 2) содержит также винт 20 с держателем 21 и источникуправляющеготока 22, а подвижный объект 3 снабжен полосным наконечником 23 и призмой 24,Устройство с трехмерным управлением (фиг, 4) содержит дополнительные параллельные плоские пружины,25 и 26.Устройство (фиг. 5) с грубым и точным управлением подвижньгм объектом содержит скользящие втлуки 27, подвижно соединенные с параллельными направляющими 28, которые удержива 1 отся опорными основаниями 29.Электромагнит 2 (фиг. 2) выполнен в аиде П-образного магнитопровода, на стержнях которого расположены обмотки, Под,вижный объект 3 частично или полностью выполнен из,магнитного материала. В некоторых случаях на нем укреплен полюсный наконечник 23.Магнитные полюса элвктромагнита 2 противоположны полюсам наконечника 23 объекта 3 и отделены от него воздушным промежутком, так что магнитная цепь образуется объектом 3, воздушным промежутком и электромагнитом 2. Электромагнит 2 соединен с винтом 20, который соединен с навинченным держателем 21. Винт 20 отрегулирован так, что ширина воздушного промежутка больше некоторой заданной ширины, когда управляющий ток электромагн 1 па 2 равен нулю, Пружины 18 и 19 прикреплены к основанию 1 и соединены с объектом 3 так, что управляемый объект может перемещаться,по направлению действия магнитной силы притяжения или отталкивания между электромагнитом 2 и наконечником 23.Источник управля 1 ощего тока 22,выдае 1 ток управления на обмотку электромагнита 2 прн подаче управляющего сигнала. Ток управления электромагнита 2 регулируется с целью, регулировки матнитной силы, а также ширины воздушного промежутка для получения нужного положения объекта 3. Магнитная сила уравновешивается упругими силами плоских пружин 18 и 19.Интерферометр 4 измеряет положение объекта 3. При двухмерном управлении объектом 3 использованы две пары пружин (фиг, 3) и два электромагнита 2,;которые чпсааляются независимо. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При трехмерном управлении объектом 3 использованы три электромагнита (фиг. 4).Грубое и точное управление объектом 3 осуществляют с помощью дополнительных скользящих втулок 27, которые подвижно соединены с,парой параллельных направ ляющих 28, которые удерживаются опорным основанием 29.Приводной винт 20 связан с двигателем 13, управляемым от источника 22. Источник 22 управляет также интерферометром 4 и датчиком скорости.Устройство, показанное на фиг. 1, работает следующим образом.На подвижный объвкт 3, связанный с основанием 1, через пружины 18 и 19 воздействует магнитное, поле электромагнита 2. Управля 1 ощая кодовая посылка предварительно подается на вход регистра 5. Интерферометр 4 измеряет, положение объекта 3 относительно эталонного положения. Детектированный выходной сигнал интерферометра 4 подается на преобразователь 6 сигнала в число импульсов, где преобразуется в импульсы. Число импульсов представляет уровень детектированного выходного сигнала интерферометра 4. Реверсивный счетчик 7 подсчитывает выходные импульсы првобразавателя 8 относительно полярности детектированного выходного сигнала интврферометра 4.Содержимое счетчика 7 затем накапливается в регистре 6. Элемент сравнения 9 сравнивает содержимое регистров 5 и б, и опознавательный код разности между содержимыми регистров 5 и б,подается на элемент совпадения 10. Верчение цифры кода управления управляют вращением двигателя 13 через блок управления двигателем 12 для осуществления грубого регулирования удерживающим основанием 1. Нижняя цифра кода управления преобразуется в аналоговый управляющий сигнал на ЦАП 11, когда верхние цифры доходят до нуля. Аналоговый управляющий сигнал подается через блок управления 14 и усил.: тель 17 на электромагнит 2 для осуществления точного управления положением управляемого объекта 3. Датчик скорости 16 детектирует рабочую скорость объекта 3 и управляет блоком управления 14 через логический элемент 15 для ускорения установки объекта 3 в нужное, положение.Автоматическое управление, может быть применено при двух- и трехмерном управлении и при управлении вращвнием подвижного объекта,Формула изобретения Устройство для управления подвижным объектом, содержащее основание, электромагнит, расположенный против подвижного объекта, выполненного пз магнитногоматериала, и автоматический регулятор, содержащий интерферометр, регистры, счетчик, преобразователь сигнала в число импульсов, элементы сравнения и совпадения, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель постоянного тока, блок управления двигателем, блок управления элек. тромагнитом, логический элемент н датчик скорости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в нем между подвижным объектом и основанием установлены удерживающие пружины, а выход интерферометра, расположенного против одного из торцов подвижного объекта, через последовательно соединенные преобразователь сигнала в число импульсов счетчик и регистр соединен с одним входом элемента сравнения, к другому входу которого через регистр подключена входная клемма устройства; выход элемента сравнения соединен со входом элемента совпадения, первый выход которого через блок управления соединен с двигателем, механически связанным с 5 сснованием, а второй выход через цифро.,налоговый преобразователь - с одним входом блока управления электромагнитом, к другому входу которого через логический элемент подключен датчик скоро стп; выход блока управления электромаг 11 итом через усилитель постоянного тока соединен с обмоткой электромагнита. Источники информации, принятые во 15 иимание при экспертизе:1. Гомельский Ю, С. Электрические элементы электрогидравлических устройств.Энеригя, 1968, с. 8 - 16.2. Авторское свидетельство СССР 20 М 474786, кл. 6 05 В 11/01, 1971,637102 Составитель В. Рыгал Техред В. Рыбакова Редактор Утех Корректор И. Симки ип. Харьк. фпл, пред. сПатеит Заказ 1123/35НПО Государственн11303 зд. 3 комите Москва, Тираж 1045 ПодпискаСССР по делам изобретений и открытий