Следящая система

(19 54 0 05 В 1/10 ЪСРУ 1,АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ(56) Авторское свидетельство СССРЯф 857924, кл 005 В 11/00, 1977,Авторское свидетельство СССРУ 559220, кл. О 05 В 11/О 1, 1975.Авторское свидетельство СССРУ 742871, кл, 0 05 В 11/10, 1975,(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА(57) Изобретение относится к станкостроению и астротехнике и может найти широкое применение в металлорежущих станках и при управлении оптическими и радиотелескопами, Целью изобретения является повьппение точ" ности системы, Для этого в системе измеряются скорость двигателя и положения валов двигателя и редуктора. Положения валов сравниваются, и на основании результата сравнения формируется информация о величине люфта редуктора, Сигнал, пропорциональный скорости, функционально пре- образуется и суммируется с сигналом, пропорциональным величине люфта. Иэ суммарного сигнала формируется релей ная функция переключения, В зависимости от скорости, величины люфта и функции переключения формируется ком- Я пенсирующий сигнал, который подается на вход усилителя мощности дополни.тельно к сигналу регулирующего блока. 2 з.п. флы, 6 ил.0 при 118 х Ор 1 при 13 х=01 0 при 11 вх) О. Изобретение относится к станкостроению и астротехнике и может найти широкое применение в металлорежущих станках и при управлении оптическими и радиотелескопами,Цель изобретения - повышение точности. системы.На фиг.1 приведена функциональная схема системы; на фиг.2 - функциональная схема блока определения величены люфта; на фиг.3 - Функциональ" ная схема Формирователя сигнала. компенсации; на Фиг.4 - принципиальная электрическая схема функционального блока; на Фиг.5 и 6 - эпюры напряже-, ний поясняющие работу системы.Система содержит регулирующий блок 1, сумматор 2, усилитель 3 мощности, исполнительный двигатель 4, редуктор 5, второй датчик 6 положения, сумматор 7, датчик 8 скорости, первый датчик 9 положения, релейный блок 10, блок 11 определения величины люфта, функциональный преобразо-, ватель 12, сумматор 13, формирователь 14 сигнала компенсации, дифференциатор 15, фиксатор 16 нуля, компараторы 17 и 18, элементы И 19 и 20, блоки 21 и 22 памяти, триггеры 23 и 24, ключи 25 и 26, сумматор 27, фиксаторы 28 и 29 нуля, триггер 30, ключ 31, источник 32 постоянного на-. пряжения, компаратор 33, операционные усилители 34-36, .ключи 37-39, операционный усилитель 40, сумматор 41, детектор 42, операционный усилитель 43, сумматор 44, задатчик 45, резисторы 46-57, транзистор 58, общую шину 59 системы. Кроме того, обозначены Б, - выходной сигнал х-го блока или элемента,и- углы поворота валов двигателя 4 и редуктора 5, С - время, Компаратор 17 реализует функцию1 при Б 7 0; 13 В Ьх0 при УО, Компаратор 18 реализует функцию1 при Б(0 6 х0 при Б ЪО,Фиксаторы 16, 28 и 29 нуля реализуют функцию 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 В качестве триггеров 23, 24 и 30применяются универсальные 1 К-триггеры,Система работает следующим образом.В статическом состоянии выстав-ляются нули датчиков 6 и 9 положения, при этом нуль второго датчика9 положения согласуется с нулем первого датчика 6 положения и устанавливается по середине зоны редуктора 5.Для наглядности предположим, чтосистема находится в нулевом положении, т.е. выходные сигналы датчика6 положения и датчика 8 скорости равны нулю.На выходе регулирующего блока 1по соответствующему закону формируется сигнал управления Б, и поступа-,ет на первый сумматор 2. На выходеформирователя 14 сигнала компенсацииФормируется сигнал Б =О, следовательно, выходной сигнал сумматора 2ОПод действием этого сигнала выбирается люфт редуктора 5. Как толькопроисходит зацепление вала исполнительного двигателя 4 и вала редуктора 5, т.е. люфт выбирается, скоростиих вращения становятся равными. Навыходе дифференциатора 15 блока 11определения величины люфта появляется нулевой сигнал. По этому сигналу фиксатор 16 нуля переходит из нулевого состояния в единичное. Приэтом на выходе второго сумматора 7сигнал У, равен половине величинылюфта (пусть 11О ). Он поступает вблок 11 определения величины люфта.По сигналу Ц, ) 0 компаратор 17 перебрасывается из нулевого состоянияв единичное и срабатывает элемент И19, сигнал на выходе которого стробирует запись отработанной величинылюфта в блок 21 памяти. Одновременно этот же сигнал перебрасываеттриггер 24 в единичное состояние,сигнал которого включает ключ 26,подсоединяющий блок 22 памяти к сумматору 27. Однако при первом проходе люфта в блоке 22 памяти записанноль, Под действием сигнала Б = 11регулирующего блока 1 система отрабатывает выходной сигнал Б задатчика 45.При изменении направления вращения вала исполнительного двигателя4 возникает необходимость быстройпенсация измеренного люфта редуктора 5, а процесс не оптимальной выбор. ки люфта, связанный с формированием(измерением) величины люфта в блоке11 определения величины люфта, можно назвать переходным процессом контура компенсации люфта данной системы.На функциональной схеме системы .(Фиг.1) не предусмотрено специальных 10связей и сигналов, обеспечивающих установку всех триггеров в исходноесостояние. Триггеры 23 и 24, используемые в системе, устанавливаютсяв исходное состояние после включения питания случайным образом. В начальный момент после включения в блоках 21 и 22 памяти записан "0", поэтому их сигналы не изменяют выходного сигнала блока 11 определения величины 2 О люфта, а следовательно, не важно, состояние триггеров 23 и 24, управляющих подключением выходов блоков2 и 22 памяти к выходу блока 11 определения величины люфта. В этом 25случае сигнал 11 =11, и, если триггер30 находится в единичном состоянии,то контур компенсации люфта в данной системе выбирает рассогласова"ние, равное У под действием сиг нала У оптимально по быстродействию, приводя систему в согласованноесостояние, при котором разность показаьий датчиков 6 и 9 положения равна нулю. Далее в системе осущест"35 вляется несколько проходов люфта,связанных с определением величины люфта в блоке 11 определения величины люфта, т.е. переходной процессконтура компенсации люФта в системе. 40 Если триггер 30 после включения питания находится в нулевом состоянии то переходной процесс в системе начинается при Ц =А, где А - разность показаний датчиков 6 и 9 положений, 45 но порядок функционирования системы во время переходного процесса остается тот же.Рассмотрим порядск функционирования системы при изменении величины люфта в процессе работы. Пусть величина люфта уменьшилась, тогда в конце отработки люфта сигнал УО. В этом случае, так как сигнал 118 =О, срабатывает компаратор .и один из элементов И 19 или 20 для однознач 55 ности положим, что сработает элемент И 19 ). По сигналу этого элемента переключается в единичное состояние триггер 24 и в нулевое триггер 23, Блок 21 памяти запоминает новое (измеренное ) значение люфта. Триггер 23 размыкает ключ 25, а триггер 24 замыкает ключ 26, подключающий блок 22 памяти к сумматору 27, На выходе последнего формируется значение люфта и, так как формирователь 14 сигнала компенсации не отключил сигнал компенсации П от сумматора 2, система выбирает люфт оптимально по быстродействию. По окончании отработки люфта по сигналу 13, =0 формирователь 14 сигнала компенсации отключает сигнал компенсации 11 и система приходит в первоначальное, для. рассматриваемого такта компенсации люфта, положение, Далее люфт выбирается под действием сигнала У регулирую" щего блока 1, т.е. не оптимально. В конце выборки люфта по сигналу 11 =0 в блоке 22 памяти записывается новое значение люфта, соответствующее уменьшенной величине люфта.Таким образом, при изменении величины люфта в системе имеет место переходной процесс, связанный с изменением и формированием новой величины люфта, заключающейся в двойном проходе исполнительным двигателем 4 зоны люфта: один раз оптимально по быстродействию и один раз не оптиФмально.Если в системе при очередном проходе произошло увеличение величины люфта на величину аЦ , то в этом случае в системе также имеет место переходной процесс, в ходе которого формируется новое значение величины люфта, заключающийся в не оптимальной по быстродействию отработке величины люфта, равной 11 .Однако следует отметить, что изменение люфта в редукторе 5 системы происходит с существенно меньшей частотой, чем частота задающего сигнала У, при этом в основное время в системе осуществляется оптимальная. по быстродействию компенсация люфта, что позволяет в системе с люфтом получить более высокую точность отработки задающего сигнала 11.В качестве блоков 21 и 22 памятиможно использовать микросхему.Предлагаемая система позволяет отслеживать преимущественно знакопеременные задающие сигналы. Применение оптимальной по быстродействию137 б 061 компенсации люфта редуктора 5 дает возможность в установившемся режиме компенсации люфта исключить удар в редукторе 5 системы, что позволяет повысить ее надежность и долговечность. При этом время отработки величины люфта минимально возможное, Следовательно, при таком "щадящем" для редуктора 5 режиме выборки люфта 10 минимальна и ошибка, обусловленная наличием люфта.Таким образом, по сравнению с известной предлагаемая система обеспечивает более высокую точность отработки задающего сигнала при лучших эксплуатационных характеристиках, при этом точность повышается приблизительно на 302, а долговечность редуктора на 50 , 20 Формула изобретения. Следящая система, содержащая релейный блок, последовательно со единенные датчик скорости и функциональный преобразователь, а также .задатчик, подключенный выходом.к пер-. вому входу регулирующего блока, соединенный выходом. с первым входом первого сумматора, подключенного выходом через усилитель мощности к входу исполнительного двигателя, вал которого кинематически связан с валом первого датчика положения и входным валом редуктора, выходной вал35 которого кинематически связан с валом второго датчика положения, соединенного выходом с первым входом второго сумматора, подключенного вторым входом к выходу первого датчика положения, а выходом через блок определения величины люфта - к первому входу третьего сумматора, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повыше ния точности системы, в ней дополнительно установлен .формирователь сигнала компенсации, подключенный выходом к второму входу первого сумматора, первым входом - к выходу датчика скорости, вторым входом - к выходу бло 50 ка определения величины люфта, а третьим входом - к выходу релейного 8блока, соединенного входом с выходом третьего сумматора, подключенного вторым входом к выходу функционального преобразователя, вал датчика скорости кинематически связан с валом исполнительного цвигателя.2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок определения величины люфта содержит дифференциатор, подключенный входом к информационным входам первого и второго блоков памяти, к первому входу сумматора и к входам первого и второго компараторов, а выходом - к входу фиксатора нуля, соединенного выходом с первыми входами первого и второго элементов И, подключенных вторыми входами к выходам соответственно первого и второго компараторов, выход первого элемента И соединен с управляющим входом первого блока.,памяти, с инверсным входом первого триггера и с прямым входом второго триггера, выход второго элемента И соединен с управляющим входом второго блока памяти, с прямым входом первого триггера и с инверсным входом второго триггера, подключенного .выходом к управляющему входу первого ключа, соединенного информационным входом с выходом второго блока памяти, а выходом - к вторым входам сумматора, подключенного третьим входом к выходу второго ключа, соединенного информационным входом с выходом первого блока памяти, а управляющим входом - с выходом первого триггера, причем вход дифференциатора и выход сумматора являются входом и выходом блока,К 3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что формирователь сигнала компенсации содержит триггер, соединенный прямым и инверсным входами с выходами соответственно первого и второго фиксаторов куля, а выходомс управляющим входом ключа, причемвходы первого и второго фиксаторовнуля, информационный вход и выход ключа являются соответственно, первым, вторым и третьим входами и выходом формирователя,1376061 Сост авитель Г, Нефедо ва Техред М. Ходанич Корректс актор Н,Бобкова Н, Король Тираж 866 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушская