Двухканальный следящий привод

Сеез Сфеетскни Социалистических республик(5)М. Кл 2 ане Государственный комитет СССР Ъо делам изобретений н открытий(088.8) Опубликовано 0505.79. Бюллетень М 17 Дата опубликования описания 0805.79(54) ДВУХКАНАЛЬЦНЙ СЛЕДИЦИГ ПРИВОД Изобретение относится кобласти систем автоматического управления и регулирования и может быть использовано для построения двухканальных следящих приэодов с силовым опорным каналом, имеющих ограниченный угол вращения нагрузки.Известны одноканальные следящие приводы, имеющие в своем составе устройства торможения на предельных раббчих углах, обеспечивающие тормо-жение нагрузкй на минимально возможном угле при подходе ее к концевому выключателю, установленному на определенйом угле от жесткого упора 11 и(2,Из иэвестйых устройств наиболее близким по технической сущнЬсти является двухканальныйследящий привод, содержащий, первый источник опорного напряжения, последовательно соединенные первый сумматор, первый коммутатор, основной канал управления, выход которого соединей со входом первого датчика скорости и первым входом дифференциала, выход которого соединен со входом устройства торможения и входным валрм редуктора, выходкой вал которого соединен со входомнагрузки, первый выход которой соединен со входами первого и второ 2го концевых выключателей, а второй выход соединен с одним иэ входов первого сумматора и входом второго дат- чика скорости, выход которого соединен ео вторым входом основного канала управления, третий вход которого соединен с выходом первого датчика скорости, а четвертый вход - с первым выходом второго источника опорного напряжения, второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого датчика скорости, а второй вход соединен с выходом третьего датчика . скорости и первым входом опорного канала управления, выход которого соединен со вторым входом дифференциала и входом третьего датчика скорости, первые выходы первого и второго концевых выключателей соединены соответственно со вторым и третьим, входами первого Ъбммутатора 3).Недостатком известного привода является его низкое быстродействие изза недостаточно эффективного торможения на предельных рабочих углах.Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия приводадоставленная цель достигается тем, что в приводе установлены второй иственно со вторым и третьим входами третьего коммутатора, четвертый вход которого соединен со вторым .выходом 5 второго источника опорного напряжения, пятый и шестой входы соединены со вторыми выходами соответствующих концевых выключателей, а выход - со вторым входом опорного канала управ ления, второй вход третьего коммутатора соединен с выходом первого сумматора, третий и четвертый входы третьего коммутатора соединены с третьими выходами соответствующих 15 концевйх=выключателей, а выходтретьегокоммутатора соединен со входом устройства торможения.Блок-схема привода представлена на Фиг.1.Циклограмма работы привода 20 в режиме торможения на предельных рабочих углах - на фиг. 2. Следящий привод состоит иэ первого и второго сумматоров 1,2,первого,вто-Юрого и третьего коммутатора 3,4,5 основного канала управления б,опорного канала управления 7,первого, второго третьего датчика скорости 8,9,10, диФференциала 11, редуктора 12, нагрузки 13,первого и второго концевого выключателя 14,15, (тормозного) устройства торможения 16, первого и второго источника опорного напряжения 17,18,первого, второго, третьего, четвертого, пятого,. шестого и седьмого реле 19,20,21,22,23,24,25, раз. мыкающих контактов 26,27,28,29,30, 31,32, эаьыкающих контактов 33,34, 35,36,37,38, диодов 39,40.8, 8,0"-. соответствейно ошибка следящего при 30 35 40 вода, его входной и выходной сигналы, Й 1,йз Й,Я)- скорости соответственно задаваемого, основного канала управления, опорного канала управления,нагрузки, Ьй.=Й - -разность скоростей основного и опорного каналовуправления, 1 - текущее время,Й , Й, , . Й, соответствуютпроцессу торможения нагрузки 13 примаксймальном значении исходной для 50-торможения скорости основного каналауправления б, т.е. при движейии нагрузки 13 в направлении, когда срабатывает концевой выключатель 14;а Йз , й о (Ц, Ю ,Соответ.ствуют йроцессу торможения нагрузки13 при минимальном значении исходной для торможения скорости основногоканала управления б, т.е. при движении нагрузки 13 в направлении, когдасрабатывает концевой выключатель 15,момент 1 соответствует"моменту "вклю.чения тормозного устройства 16, исоответсгвующего переключения источников опорного напряжения 17,18Привод работает следующим образом. 65 3 6614третий коммутаторы, первые входы ко-торых соединены с выходами второгосумматора, выходы первого источника" опорного напряжения соединены соответ 98 4При отсутствии входного сигнала91и нахождении нагрузки 13 в рабочем секторе, т.е. когда все контакты концевых выключателей 14,15 разомкнуты,. контакты 26,27,28,29,30, 31,32 замкнуты, а контакты 33,34,35, 36,37,38 разомкнуты, тормозное устройство 16 отключено, двигатели каналов управления 6,7 вращаются под действием сигналов с источника"опорного напряжения 17, с равными по значению, но противоположными по знаку скоростями Йз, й . Выходной вал дифФеренциала 11, а следовательно инагрузка 13 неподвижны.При наличии входного сигнала 8(Ои нахождении нагрузки 13 в рабочемсекторе все контакты концевых выключателей 14,15 разомкнуты, контакты26, 27,28, 29, 30, 31, 32 замкнуты, а кон.такты 33,34,35,36,37,38 разомкнуты,тормозное устройство 16 отключено,двигатель канала управления 7 поддействием сигнала с источника опорного напряжения 17 вращается с постоянной скоростью(допустим Й, 1500 обмина двигатель канала управления б под фдействием сигнала ошибки 9 с сумматора 1, на прохождение которого невлияют диоды 39,40, изменяет скоростьпоопределенному закону. Нагрузка 13перемещается по определенному закону,определяемому сигналом Э (О,Пусть нагрузка 13 подходит к концевому выключателю 14 с максимальнойскоростью Йн одного знака, чему соответствует максимальное значениескорости Яз , канала управления б.Все контакты концевого выключателя14 замыкаются, Реле 20 срабатываети контакты 27,28 размыкаются. Путь,сигналу ошибки 9 разорван диодом 39,т,к. он включен встречно знаку ошибки, и контактом 28. На участке оскорость ЙЗ канала управления бизменяется по закону й (1). поддействием сигналов с датчиков скорости 8,9 и источника опорного напряжения 17, Под действием сигнала ошибки6 срабатывает в момент времени 1=0и поляризованные реле 24, обеспечивая подготовку цепи включения тормозатормозного устройства 16. Под действием .сигнала, пропорционального ЬЙЙ. -Й , вырабатываемого датчиками8,10 и сумматором 2, срабатывают вмомент времени 1=0 реле 23,25. Контакт 35 эайыкается, а контакт 32разьикается," Реле 21 срабатывает, замыкая контакт 33 и раэьвкая контакт30. Работа опорного канала управления7 переключается от источника опорногонапряжения 17 на истбчник опорногонапряжения 18. Скорость Я канала управления 7 начинает на участке Ойувеличиваться, обеспечивая торможениенагрузки 13 по закону Я(4 (1) с двойным ускорейием, определяеьвм ускорениями обоих каналов управления 6,75,.6614 до момента -с , когда скорости й и Й.станут равными, В точке включается тормозное устройство 16, т.к. разность Ь -" Й - йо= О, то следовательно отпускает реле 25 и его контакт 32 замыкается, а работа опорного каналауправления 7 переключает ся с источника опорного"напряжения 18 на источник опорного напряжения 17. Двигатель канала управления 7 с момента 1=14 начинает тормозиться, Если обеспечить одинаковыми с момен ,та 1=14, т.е. на участке С -1 законы изменения й (С) и Я (С), то уже,э 1начиная с 1=1 , скорость Йн =О. Таким образом привод позволяет в несколько раз увепичить ускорение торможения, использовать включение тормозного устройства 16 беэ ударных моментов, а путь торможения свести до минимума.Пусть нагрузка 13 подходит к концевому выключателю 15 с максимальной скоростью Я другого знака, чему соответствует минимальное значение скорости Я з канала управления 6 . Все контакты концевого выключателя 15 замыкаются, Реле 19 срабатывает и контакты 26,29 размыкаются. Путь сигналу ошибки 9 разорван диодом 40, т.к. он теперь включен встречно зна-. ку ошибки, и контактом 26. На участке 02 скорость Й изменяется по закогну Й под действием сигналов с датгчиков скорости 8,9 и источника опорного сигнала 17. Под действием сигнала ошйбки 6 в момент времени 1=0 срабатывает поляризованное реле 24, обеспечивая подготовку цепи включения тормоза тормозного устройства 1 Ь, но цепь эта Разорвана на участке ОФ 4 контактами 32, т,к.Реле 25 под действием сигнала,. пропорционального Ь Я., сработало и раэомкнуло их. В момент Ф=О срабатывает и поляризованное репе 23, заьйкая контакт 36 и обеспечивая срабатывание реле 22, что обеспечивает пеРеключение Работы канала Уп равления 7 с источника опорного напряжения 17 на источник опорного на- пряжения 18. Скорость Й уменьшается. Нагрузка 13 на Участке .ОЕ перемещается по закону й и. В момент Ъ=В 4., АЮ =О, контакты 32 замыкаются, ,80 тормозное устройство 16 включается; .коитакты 36 разьвкаются, реле 22 отпускает, контакты 31 размыкаются, а контакты 34 замыкаются, переводя канал управленияъ 7 с работы от источника 55 опорного напряжения 18 на источник опорного напряжения 17. Скорость 5 ог на уаастке 1 - 1 увеличивается. Обеспечив идентичность законов Й , Я(1) на Участке -.1 г, можно, 60 начйная с 1=1, обеспечить Юн=О.Вывод нагрузки 13 из зоны торможения (допустим у концевого выключателя 15) обеспечивается за счет того; что при изменении знака 9 диод 40 65 98 6,пропускает сигнал 9 и канал управления 6 становится управляемым. Приэтом тормозное устройство 16 отключается, т.к. поляризованное реле 24,если и замкнет контакты, то толькоконтакт 37, в цепи которого находится разомкнутый концевой выключатель14.Проанализировав работу предлагаемого привода, видим, что ускорение торможения его на предельныхрабочих углах удваивается, и путьторможения сокращается вдвое,Предположимчто торможение двигателей и нагрузки происходит полинейному закону, тогда путь торможения 8 выражаетсяф для случая известного привода при ускорении тор(й -0)гможенияС: , к для случая1 га(й -О 1 г предлагаемого привода В, =Пьследовательно Б-= 0,581.ВВключение тормозного устройства 16 исключает перемещение нагрузки 13 с ползучими скоростямиф.Реализация предлагаемого привода не требует сложногодополнительного оборудования и практически решается применением пяти реле и одного транс,форматора, выполняющего роль источника опорного напряжения.формула изобретенияДвухканальный следящий привод, содержащий первый источник опорного напряжения и последовательно соединив ненные первый сумматор, первый коммутатор, основной канал управления, выход которого соединен со входом первого датчика скорости и первым входом дифференциала, выход которого соединен со входом устройства торможения и входным валом редуктора, выходной вал которого соединен со входом нагрузки, первый выход которой соединен со входами первого и второго концевых выключателей, а второй выход соединен с одним из входов первого сумматора и входом второго датчика скорости, выход которого соединен со вторым входом основного канала управления, третий вход которого соединен с выходом первого датчика скорости, а четвертый вход - с первым выходом второго источника опорного напряжения, второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом йер" вого датчика скорости, а второй вход соединен с выходом третьего датчика скорости и первым входом опорного канала управления, выход которого соединен со вторым входом дифференциала и входом третьего датчика скорости, первые выходы первого и второго концевых выключателей соединены соответственно со вторым и третьим входами первого коммутатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия привода, в немустайовлены второй и третий коммута"торы, первые входы которых соединены =с вьФодайй второго сумматора, выходыпервогоисточника опорного напряже- ййя "соединены" соответственно со вто"рйм-и третьим входами второго коммутатора, четвертый вход которого соедйнен со вторый" выходом второго ис точйика опорного напряжения, пятыйн шестой входы соединены со вторымивыходами соответствующих концевыхвыключателей, а выход в . со вторйм :входоМ опорного"кайала управЛения,второй вход третьего коммутаторасбединен с выходом первого суммато 61498 вра, третий и четвертый входы третьего коммутатора соединены с третьимивыходами соответствующих концевыхвыключателей, а выход третьего коммутатора соединен со входом устройства торможения.6 . Источники информации, принятые вовнимание. при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР. 9.252445, кл. 21 С 53/53, 1969.2. Рабинович Л. В. Проектированиеследящих систем. И., фйашиностроение, 1969 г., с. 472-475,3. Новоселов Б, В. Схема тормажения электромеханических следящихприводов на предельных рабочих углах,Электричествофф, 1967 г., В 4.661498 1500 г.2 Составитель Г; Нефедоваехред Я,Бабурка 3/49 Тираж 1014 ЦНИИПИ Государст по делам ивобр 113035, Москва, Ж Эака 5 г. Ужгород, ул. Проектиа ит 1 илиал ППП П Редактор Э, Губиицкая нного коми ений и откРаушская Корректор О. Билак Подписноета СССРтийаб,д 4