Обратимая следящая система

Союз СоветскихСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОААУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 12.09.80 (2) 2982317/18-2 чс присоединением заявки %в(Ь 1)М. Кл,С 05 В 11/00 В 25 Ю 13/00 Гоаударстевеый комитет СССР по дваи иэабретеиий и открытийДата онубликовання описания 30.08.82(72) Авторм изобретения А. ф. Полянский и В. ф, филаретов Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им. В. В. Куйбышева(7) Заявитель БРАТИМАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к системам двустороннего действия и может быть использовано в дистанционно-управля- емых копирующих манипуляторах с активным отражением усилия.5Известна обратимая следящая система, содержащая на задающей стороне широтно-импульсный датчик положения, на исполнительной стороне синхронную, машину, широтно-импульсный датчик по в ложения, а также коммутатор Я .Однако эта система не отражает на задающую сторону момент нагрузки, действующей на исполнительной стороне.Наиболее близким к изобретению является система, содержащая первую трехфазную магнитоэлектрическую машину, ротором связанную с ротором первого магнитомодуляционного датчика угла, обмотка чувствительного элемента 2 которого подключена последовательно через источник опорного напряжения к входам первого выпрямителя, вторую Щдтл2 трехфазную магнитоэлектрическую машину, ротором связанную с ротором второго магнитомодуляционного датчика угла, имеющего три чувствительных элемента, обмотки первого и второго иэ которых подключены последовательно через источник опорного напряжения квходам второго и третьего выпрямителей соответственно, выход первого выпрямителя подключен к входам функционального преобразователя и первого фильтра нижних частот. и через"т 1 оследовательно соединенные первый сумматор, подключенный вторым входом к выходу второго выпрямителя, и первый усилитель к первым входам первой и второй трехфазных магнитоэлектрических машин, вторые входы которых через последовательно соединенные второй фильтр нижних частот, второй сумматор, вторым входом подключенный к выходу источника эталонного сигнала, первый, широтно-импульсный модулятор3 95492и второй усилитель подключены к выходу третьего выпрямителя 2 .Однако для данной системы характерно то, что в качестве исполнительных элементов могут быть использованы лишь двухфазные магнитоэлектрические машины. С другой стороны, реализуемая в прототипе существеннаяэкономия числа жил кабеля (между задающей и исполнительной сторонами) до Остигается ценой допущения нескольконежелательного, для машин этого типарежима работы - неравенство действующих значений токов в фазных обмотках, в результате которого вектор 5результирующего магнитного поля описывает не окружность, а эллипс, вызывая пульсации вращающего момента навалах двигателей.Цель изобретения - расширение функ-гОциональных возможностей системы,Эта цель достигается тем, что си.стема содержит последовательно соединенные четвертый выпрямитель, третий Фильтр нижних частот, третий сумматор, второй широтно-импульсный модулятор и третий усилитель, последо-.вательно включенные четвертый усилитель и четвертый сумматор, а такжепоследовательно соединенные пятыйусилитель и пятый сумматор, второйвход которого подключен к выходу четвертого усилителя, входом соединенного с выходом первого фильтра нижнихчастот, выход Функционального преобразователя подключен к входу пятогоусилителя, выход которого соединен свторым входом четвертого сумматора,обмотка третьего чувствительногоэлемента подключена последовательночерез источник опорного напряжения квходам четвертого выпрямителя, третийвход третьего сумматора соединен с выхо,дом источника опорного сигнала,а выходисточника опорного сигнала, а выход45третьего усилителя подключен к тре"тьим входам первой и второй трехфазных магнитоэлектрических машин,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.50Система содержит исполнительную сторону 1, первую трехфазную магнитоэлектрическую машину 2 и ее ротор 3, первый магнитомодуляционный датчикугла, его ротор 5 и его чувстйи тельный эпемент 6 с обмоткои 7, вторую трехфазную магнитоэлектрическую машину 8 и ее ротор 9, второй магни 0 4точувствительный датчик 1 О угла, его ротор 11, и его первый, второй и третий чувствительные элементы 12- 14 соответственно с обмотками 15-17 задающую сторону 18, первый, второй, третий и четвертый выпрямители 19-22 соответственно, первый сумматор 23, первый усилитель 24, первый фильтр 25 нижних частот, второй сумматор 26, первый широтно-импульсный модулятор 27, второй усилитель 28, второй Фильтр 29 нижних частот, третий сумматор 30, второй широтно-импульсный модулятор 31; третий усилитель 32, третий фильтр 33 нижних частот, четвертый усилитель 34, четвертый сумматор 35, пятый сумматор 36, функциональный преобразователь 37, пятый усилитель 38, источник 39 опорного напряжения, источник 40 эталонного сигнала.Система работает следующим образом.При движении системы среднее значение импульсного напряжения снимаемого с обмотки 7 чувствительного элемента 6 первого датчика 4 угла, на выходе первого выпрямителя 19 изменяется по законУ Ч ц = О, 5 А( + со 5 й), где А - амплитуда импульсов питающего напряжения Ч прямоугольной формы; ю я - угол поворота ротора 5 датчика 4 угла, Средние значения импульсных напряжений, снимаемых с обмоток 15- 17 соответственно первого, второго и третьего чувствительных элементов 12- 14 второго датчика 10 угла, изменяются по законам Чу = 0,5 Р(1 + со 5 м); Ч = 0,5 А 1 + соз(М); Чз 5 = О, 5 А 1+ соз ( Ж з + 120 ) соответст-, венно, где М- угол поворота ротора 11 датчика 10 угла.Импульсное напряжение Ч, с выхода первого выпрямителя 19 подается на вход функционального преобразователя 37 типа (1 + сом) - 5 пж , на выходе которого напряжение изменяется по закону ЧО, = 0,5 А зи Мн, а через первый фильтр 25 нижних частот - на вход четвертого усилителя 34. Коэффициент усиления четвертого усилителя 34 равен К -- со 5 120 = -0,5, а напряжение с его выхода, равное 0,5 А соз 120 (1 + соз) подается на первые входы первого и второго суммато 1 ров 35 и 36. Напряжение Чц подается на вход пятого усилителя 38. Коэффи-, циент усиления пятого усилителя 38формула изобретения 5 9549 равен К = 51 п 120= 0,866, а на 2пряжение с его выхода, равное 0,5 А 51 п 1.20 51 пМц, подается на вторыеовходы четвертого и пятого сумматоров 35 и 36, Напряжение на выходе четвертого сумматора 35 равно Ч, = 0,5 А (а 5 120 + 0,5 Асоз(ац ) и подается на третий вход второго сумматора.26, Напряжение на выходе пятого сумо матора 36 равно Ч = 0,5 Асоз 120 + 1 о + 0,5 Асоз(оь + 120 О) и подается на третий вход третьего сумматора 30. Напряжение, подаваемое на вторые входы второго и третьего сумматоров 26 и 30, равно Ч = 0,5 А(1-со 120 ), 15При согласованном положении ротора 3 первой магнитоэлектрической машины 2 и ротора 9 второй магнитоэлектрической машины 8 о = М=с 6 .го Если ротор 9 второй магнитоэлектрической машины 8 повернут на некоторый угол Ь относительно ротора 3 первой магнитоэлектрицеской машины 2, то на выходе первого и второго выпрямителей 19 и 20 сигналы станут равны Чо, = 0,5 А(1 + сов 6) и Ч =. 0,5 А+ соя( М . Л Ц соответственно, так что на выходе первого сумматора 23 напряжение будет равно Ч,1 = Ч - Чц,=ЬЬ30 = -А 51 п - 51 п(аф - ) которое че 2фрез первый усилитель 24 подается на первые обмотки первой 2 и второй Б магнитоэлектрических машин. На выходе третьего вь 1 прямителя 21 сигнал будет равен Чг = 0,5 А 1 + соз(Ж - 120 ф ь)1, который через второй фильтр 29 нижних частот подается на первый вход второго сумматора 26, на третий вход которого с выхода четвертого суммато 40 ра 35 подается напряжение Чцг = 0,5 А соз 120 + 0,5 Асоь(с ), так что на выходе второго сумматора 26 напряжение равно Ч 2 = Чр - Ч 111 - Чо А 51 п - ыи( ж - 120 + в ), которое цеЬгУ45 рез первый широтноимпульсный модулятор 27 и второй усилитель 28 подается на вторые входы первой 2 и второй 8 магнитоэлектрических машин. На выходе четвертого выпрямителя 22 сигнал будет равен Ч = 0,5 А 11 + сов50 (0 + 120 о +) , который через третий фильтр 33 нижних частот подается на первый вход третьего сумматора 30, на третий вход которого с выхода пятого сумматора 36 подается напряжение Чц = 0,5 Асо 5120 + 0,5 Асо 5(о + + 120 О), так что на выходе третьего сумматора 30 напряжение равно Чз = 20 6+ - ), которое через второй широтноимпульсный модулятор 31 и третий усилитель 32 подается на третьи входыпервой 2 и второй 8 магнитоэлектрических машин.Так как на входах первой магнитоэлектрической машины 2 появилось напряжение, то ее ротор 3 и соединенный с ним ротор 5 первого датчика 4угла начнут вращаться в сторону умень"щения угла рассогласования Ь и будутвращаться до тех пор, пока момент,1развиваемый первой магнитоэлектрицеской машиной 2, не станет равен моменту нагрузки на валу этой машины, Всвязи с тем, что при этом напряжение,подаваемое на обмотки первой магнитоэлектрицеской машины 2, подается и напараллельно соединенные с ними соответствующие обмотки второй магнитоэлектрической машины 8, то развиваемый ею момент будет пропорционаленмоменту, развиваемому первой магнитоэлектрической машиной 2, что и Оуде 1.ощущать оператор, повернувший ротор9 второй магнитоэлектрической машины 8.Применение изобретения позволитза счет обеспечения возможности использования трехфазных магнитоэлектрицеских машин расширить функциональные возможности системы,Обратимая следяЩая. система, содержащая первую трехфазную магнитоэлоктрицескую машину, ротором связанную с ротором первого магнитомодуляционного датчика угла, обмотка чувствительного элемента которого подключена последовательно через источник опорного напряжения к входам первого выпрямителя, вторую трехфазную магнитоэлектрическую машину, ротором .связанную с ротором второго магнитомодуляционного датчика угла, имеющего три чувствительных элемента, обмотки первого и второго из которых подключены последовательно через источник опорного напряжения к входам второго и третьего выпрямителей соответственно, выход первого выпрямителя подключен к входам функционального преобразователя и первого фильтра нижних частот и через последовательно соединенные первый сумматор, подключенный вторым, 7, 954920 8 входом к выходу второго выпрямителя, подключен к выходу четвертого усни первый усилитель к первым входам лителя, входом соединенного с выхопервой и второй трехфазных магнито- дом первого фильтра нижних частот, электрических машин, вторые входы выход функционального преобразоватекоторых через последовательно соеди- з ля подключен к входу пятого усилите,ненные второй фильтр нижних частот, ля, выход которого соединен с вторымвторой, сумматор, вторым входом под- входом четвертого сумматора, обмотка ключенный к выходу источника эталон- третьего чувствительного элемента ного сигнала, первый широтно-импульс- подключена последовательно через исный модулятор и второй усилитель под- В точник опорного напряжения к входам ключены к выходу третьего выпрямите- четвертого выпрямителя, третий вход ля, о т л и ч а ю щ а я с я тем, третьего сумматора соединен с вычто, с целью расширения функциональ- ходом источника опорного сигнала, а ных воэможностей системы, она содер- выход третьего усилителя подключен жит последовательно соединенные чет к третьим входам первой и второй трехвертый выпрямитель., третий фильтр ниж- фазных магнитоэлектрических машин. них частот, третий сумматор, второй Источники информации, широтно-импульсный модулятор и тре- принятые во внимание при экспертизе тий усилитель, последовательно вклю- . 1, Авторское свидетельство СССР ченные четвертый усилитель и четвертый 20 У 542314, кл. С 08 С 19/38, 1976. сумматор, а также последовательно 2, Авторское свидетельство СССР соединенные пятый усилитель и пя- по заявке У 2768011/18-24, тый сумматор, второй вход которого кл. С 05 В 11/00, 1979 (прототип).НИИП писн филиал 954920 Заказ 6430/46 ираж 91 Патент Ужгород, ул. Проектная, ч ч