Устройство с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упругосоединенного с электродвигателем постоянного тока

Полезная модель направлена на устройство с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока и позволяющее совместно с системой автоматического регулирования угла поворота электропривода достичь высокой точности отработки заданной диаграммы перемещения. Технический результат достигается в устройстве с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока тем, что содержит первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока, выход первого суммирующего блока соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом тринадцатого суммирующего блока, выход тринадцатого суммирующего блока соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом пятого интегрального блока, выход пятого интегрального блока соединен с первым входом двенадцатого суммирующего блока, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика, выход первого задатчика соединен с входом второго пропорционального блока, с входом третьего пропорционального блока, с входом четвертого пропорционального блока, с входом пятого пропорционального блока, с входом шестого пропорционального блока, с входом седьмого пропорционального блока, с входом восьмого пропорционального блока, с входом девятого пропорционального блока, с входом десятого пропорционального блока и с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход второго задатчика соединен с входом двенадцатого пропорционального блока, с входом тринадцатого пропорционального блока, с входом четырнадцатого пропорционального блока, с входом пятнадцатого пропорционального блока, с входом шестнадцатого пропорционального блока, с входом семнадцатого пропорционального блока, с входом восемнадцатого пропорционального блока, с входом девятнадцатого пропорционального блока, с входом двадцатого пропорционального блока и с входом двадцать первого пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с первым входом второго суммирующего блока, блока, выход третьего пропорционального блока соединен с первым входом третьего суммирующего блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом четвертого суммирующего блока, выход пятого пропорционального блока соединен с первым входом пятого суммирующего блока, выход шестого пропорционального блока соединен с первым входом шестого суммирующего блока, выход седьмого пропорционального блока соединен с первым входом седьмого суммирующего блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с первым входом восьмого суммирующего блока, выход девятого пропорционального блока соединен с первым входом девятого суммирующего блока, выход десятого пропорционального блока соединен с первым входом десятого суммирующего блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с первым входом одиннадцатого суммирующего блока, выход двенадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом второго суммирующего блока, со вторым входом третьего суммирующего блока, со вторым входом четвертого суммирующего блока, со вторым входом пятого суммирующего блока, со вторым входом шестого суммирующего блока, со вторым входом седьмого суммирующего блока, со вторым входом восьмого суммирующего блока, со вторым входом девятого суммирующего блока, со вторым входом десятого суммирующего блока и со вторым входом одиннадцатого суммирующего блока, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом второго суммирующего блока, выход тринадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом третьего суммирующего блока, выход четырнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом четвертого суммирующего блока, выход пятнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом пятого суммирующего блока, выход шестнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом шестого суммирующего блока, выход семнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом седьмого суммирующего блока, выход восемнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом восьмого суммирующего блока, выход девятнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом девятого суммирующего блока, выход двадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом десятого суммирующего блока, выход двадцать первого пропорционального блока соединен с третьим входом одиннадцатого суммирующего блока, выход второго суммирующего блока соединен с входом двадцать второго пропорционального блока, выход третьего суммирующего блока соединен с входом двадцать третьего пропорционального блока, выход четвертого суммирующего блока соединен с входом двадцать четвертого пропорционального блока, выход пятого суммирующего блока соединен с входом двадцать пятого пропорционального блока, выход шестого суммирующего блока соединен с входом двадцать шестого пропорционального блока, выход седьмого суммирующего блока соединен с входом двадцать седьмого пропорционального блока, выход восьмого суммирующего блока соединен с входом двадцать восьмого пропорционального блока, выход девятого суммирующего блока соединен с входом двадцать девятого пропорционального блока, выход десятого суммирующего блока соединен с входом тридцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого суммирующего блока соединен с входом тридцать первого пропорционального блока, выход двадцать второго пропорционального блока соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать третьего пропорционального блока соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать четвертого пропорционального блока соединен с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать пятого пропорционального блока соединен с входом пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать шестого пропорционального блока соединен с входом шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать седьмого пропорционального блока соединен с входом седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать восьмого пропорционального блока соединен с входом восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать девятого пропорционального блока соединен с входом девятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцатого пропорционального блока соединен с входом десятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцать первого пропорционального блока соединен с входом одиннадцатого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом тринадцатого суммирующего блока, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом тринадцатого суммирующего блока, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с четвертым входом тринадцатого суммирующего блока, выход пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с пятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с шестым входом тринадцатого суммирующего блока, выход седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с седьмым входом тринадцатого суммирующего блока, выход восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с восьмым входом тринадцатого суммирующего блока, выход девятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с девятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход десятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с десятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход одиннадцатого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с одиннадцатым входом тринадцатого суммирующего блока, выход первого интегрального блока соединен с входом тридцать второго пропорционального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом тридцать третьего пропорционального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом тридцать четвертого пропорционального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом тридцать пятого пропорционального блока, выход тридцать второго пропорционального блока соединен с первым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать третьего пропорционального блока соединен со вторым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать четвертого пропорционального блока соединен с третьим входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать пятого пропорционального блока соединен с четвертым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход двенадцатого суммирующего блока соединен с пятым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход четырнадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом первого суммирующего блока.

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в промышленных установках для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящей из одиннадцати этапов.

Аналогом разрабатываемого устройства является устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящей из двадцати одного этапа. / Пат. на полезную модель 45879, МПК 7 Н02Р 7/80. Устройство для формирования диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением первой, второй и четвертой производных скорости / Ю.П.Добробаба, В.А.Мурлина, Г.А.Кошкин, С.В.Добробаба // от 27.05.2005, бюл. 15/.

Аналог формирует сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящей из двадцати одного этапа. Недостаток аналога - в существующем устройстве отсутствует требуемое количество варьируемых параметров во втором и третьем контурах, а также предусмотрено изменение величин коэффициентов обратных связей в зависимости от заданного перемещения. Это приводит к ухудшению динамических характеристик устройства, а в некоторых случаях, не позволяет достичь его устойчивости. Аналог реализует диаграмму, состоящую из двадцати одного этапа, а необходимо устройство, формирующее диаграмму из одиннадцати этапов.

Наиболее близким к заявляемому устройству с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящей из одиннадцати этапов, является устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящей из одиннадцати этапов. / Пат. на полезную модель 42717, МПК 7 Н02Р 7/80. Устройство для формирования диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением четвертой производной скорости / Ю.П.Добробаба, В.А.Мурлина, Г.А.Кошкин, О.В.Акулов, С.В. Добробаба // от 10.12.2004, бюл. 34/, которое принимается за прототип.

Прототип содержит: первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока, выход первого суммирующего блока соединен с входом первого пропорционального блока, выход которого соединен с входом блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом пятого интегрального блока, выход которого соединен со вторым входом первого суммирующего блока и с первым входом второго суммирующего блока, второй вход второго суммирующего блока соединен с выходом первого задатчика, первый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом первого интегрального блока, а выход которого соединен с третьим входом первого суммирующего блока, второй блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго интегрального блока, а выход которого соединен с четвертым входом первого суммирующего блока, третий блок произведения, первый вход которого соединен с выходом третьего интегрального блока, а выход которого соединен с пятым входом первого суммирующего блока, восемнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом четвертого интегрального блока, а выход которого соединен с шестым входом первого суммирующего блока, второй задатчик, выход которого соединен с входом блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, соединен с входом второго пропорционального блока, а выход которого соединен с входом блока, формирующего на выходе, значение корня пятой степени своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе значение корня пятой степени своего входного сигнала, соединен с первыми входами пятого и шестого блоков произведения, с входом третьего пропорционального блока, с первым и вторым входами четвертого блока произведения, выход четвертого блока произведения соединен с входом четвертого пропорционального блока и со вторым входом пятого блока произведения, выход пятого блока произведения соединен со вторым входом шестого блока произведения и с входами пятого, шестого, седьмого, восьмого пропорциональных блоков, выход шестого блока произведения соединен с входами девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого пропорциональных блоков, тринадцатый пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, третий суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом тринадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего блока, четырнадцатый пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, четвертый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом четырнадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего блока, пятнадцатый пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, пятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом второго суммирующего блока, седьмой блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго задатчика, а второй вход которого соединен с выходом третьего суммирующего блока, восьмой блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго задатчика, второй вход которого соединен с выходом четвертого суммирующего блока, девятый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго задатчика, а второй вход которого соединен с выходом пятого суммирующего блока, блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом седьмого блока произведения, первый блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом седьмого блока произведения, второй блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом восьмого блока произведения, третий блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), вход которого соединен с выходом девятого блока произведения, шестой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом первого блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), а второй вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), седьмой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), а второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), десятый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом пятого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), одиннадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом шестого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом шестого суммирующего блока, двенадцатый блока произведения, первый вход которого соединен с выходом седьмого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом седьмого суммирующего блока, тринадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом восьмого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), четырнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом девятого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), пятнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом десятого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом шестого суммирующего блока, шестнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом одиннадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом седьмого суммирующего блока, семнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двенадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), восьмой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом десятого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого блока произведения, девятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом двенадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом тринадцатого блока произведения, десятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом четырнадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом пятнадцатого блока произведения, одиннадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом шестнадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом семнадцатого блока произведения, двенадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом восьмого суммирующего блока, а второй вход которого соединен с выходом девятого суммирующего блока, тринадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом десятого суммирующего блока, а второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого суммирующего блока, второй вход восемнадцатого блока произведения соединен с выходом третьего пропорционального блока, второй вход третьего блока произведения соединен с выходом четвертого пропорционального блока, второй вход второго блока произведения соединен с выходом двенадцатого суммирующего блока, второй вход первого блока произведения соединен с выходом тринадцатого суммирующего блока.

Прототип формирует сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящей из одиннадцати этапов. Недостаток прототипа - в существующем устройстве предусмотрено изменение величин коэффициентов обратных связей в зависимости от заданного перемещения, что приводит к ухудшению динамических характеристик устройства, а в некоторых случаях, не позволяет достичь его устойчивости.

Задачей является улучшение динамических характеристик устройства для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока (состоящей из одиннадцати этапов).

Техническим результатом полезной модели является повышение точности формирования сигнала, соответствующего заданной диаграмме перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока.

Технический результат достигается тем, что из устройства для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, выведены блок, формирующий на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, блок, формирующий на выходе значение корня пятой степени своего входного сигнала, с первого по восемнадцатый блоки произведения, блок, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), с первого по третий блоки, выходные сигналы которых при подаче на их входы отрицательных (положительных) сигналов равны единице (нулю), все соединения, исключая соединение между выходом первого задатчика и первым входом первого суммирующего блока, соединение между выходом первого суммирующего блока и входом первого пропорционального блока, соединение между выходом первого пропорционального блока и входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединение между выходом первого интегрального блока и входом второго интегрального блока, соединение между выходом второго интегрального блока и входом третьего интегрального блока, соединение между выходом третьего интегрального блока и входом четвертого интегрального блока, соединение между выходом четвертого интегрального блока и входом пятого интегрального блока; и дополнительно введены с шестнадцатого по тридцать пятый пропорциональные блоки, со второго по одиннадцатый блоки, ограничивающие значения своего входного сигнала, четырнадцатый суммирующий блок, выход первого задатчика соединен с входом второго пропорционального блока, с входом третьего пропорционального блока, с входом четвертого пропорционального блока, с входом пятого пропорционального блока, с входом шестого пропорционального блока, с входом седьмого пропорционального блока, с входом восьмого пропорционального блока, с входом девятого пропорционального блока, с входом десятого пропорционального блока и с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход второго задатчика соединен с входом двенадцатого пропорционального блока, с входом тринадцатого пропорционального блока, с входом четырнадцатого пропорционального блока, с входом пятнадцатого пропорционального блока, с входом шестнадцатого пропорционального блока, с входом семнадцатого пропорционального блока, с входом восемнадцатого пропорционального блока, с входом девятнадцатого пропорционального блока, с входом двадцатого пропорционального блока и с входом двадцать первого пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с первым входом второго суммирующего блока, блока, выход третьего пропорционального блока соединен с первым входом третьего суммирующего блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом четвертого суммирующего блока, выход пятого пропорционального блока соединен с первым входом пятого суммирующего блока, выход шестого пропорционального блока соединен с первым входом шестого суммирующего блока, выход седьмого пропорционального блока соединен с первым входом седьмого суммирующего блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с первым входом восьмого суммирующего блока, выход девятого пропорционального блока соединен с первым входом девятого суммирующего блока, выход десятого пропорционального блока соединен с первым входом десятого суммирующего блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с первым входом одиннадцатого суммирующего блока, выход пятого интегрального блока соединен с первым входом двенадцатого суммирующего блока, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика, выход двенадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом второго суммирующего блока, со вторым входом третьего суммирующего блока, со вторым входом четвертого суммирующего блока, со вторым входом пятого суммирующего блока, со вторым входом шестого суммирующего блока, со вторым входом седьмого суммирующего блока, со вторым входом восьмого суммирующего блока, со вторым входом девятого суммирующего блока, со вторым входом десятого суммирующего блока и со вторым входом одиннадцатого суммирующего блока, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом второго суммирующего блока, выход тринадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом третьего суммирующего блока, выход четырнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом четвертого суммирующего блока, выход пятнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом пятого суммирующего блока, выход шестнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом шестого суммирующего блока, выход семнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом седьмого суммирующего блока, выход восемнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом восьмого суммирующего блока, выход девятнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом девятого суммирующего блока, выход двадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом десятого суммирующего блока, выход двадцать первого пропорционального блока соединен с третьим входом одиннадцатого суммирующего блока, выход второго суммирующего блока соединен с входом двадцать второго пропорционального блока, выход третьего суммирующего блока соединен с входом двадцать третьего пропорционального блока, выход четвертого суммирующего блока соединен с входом двадцать четвертого пропорционального блока, выход пятого суммирующего блока соединен с входом двадцать пятого пропорционального блока, выход шестого суммирующего блока соединен с входом двадцать шестого пропорционального блока, выход седьмого суммирующего блока соединен с входом двадцать седьмого пропорционального блока, выход восьмого суммирующего блока соединен с входом двадцать восьмого пропорционального блока, выход девятого суммирующего блока соединен с входом двадцать девятого пропорционального блока, выход десятого суммирующего блока соединен с входом тридцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого суммирующего блока соединен с входом тридцать первого пропорционального блока, выход двадцать второго пропорционального блока соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать третьего пропорционального блока соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать четвертого пропорционального блока соединен с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать пятого пропорционального блока соединен с входом пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать шестого пропорционального блока соединен с входом шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать седьмого пропорционального блока соединен с входом седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать восьмого пропорционального блока соединен с входом восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать девятого пропорционального блока соединен с входом девятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцатого пропорционального блока соединен с входом десятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцать первого пропорционального блока соединен с входом одиннадцатого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом тринадцатого суммирующего блока, выход второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом тринадцатого суммирующего блока, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом тринадцатого суммирующего блока, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с четвертым входом тринадцатого суммирующего блока, выход пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с пятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с шестым входом тринадцатого суммирующего блока, выход седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с седьмым входом тринадцатого суммирующего блока, выход восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с восьмым входом тринадцатого суммирующего блока, выход девятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с девятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход десятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с десятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход одиннадцатого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с одиннадцатым входом тринадцатого суммирующего блока, выход тринадцатого суммирующего блока соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом тридцать второго пропорционального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом тридцать третьего пропорционального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом тридцать четвертого пропорционального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом тридцать пятого пропорционального блока, выход тридцать второго пропорционального блока соединен с первым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать третьего пропорционального блока соединен со вторым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать четвертого пропорционального блока соединен с третьим входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать пятого пропорционального блока соединен с четвертым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход двенадцатого суммирующего блока соединен с пятым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход четырнадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом первого суммирующего блока.

Предложено разделить функции устройства на логические и демпфирующие: логические блоки формируют диаграмму; дополнительно введенные демпфирующие блоки обеспечивают высокое качество переходных процессов в устройстве. Это позволит реализовать предлагаемому устройству совместно с системой автоматического регулирования угла поворота исполнительного органа механизма высокую точность отработки заданной диаграммы перемещения.

Точность формирования сигнала, соответствующего заданной диаграмме перемещения исполнительного органа механизма достигается за счет выполнения устройства одноконтурным и дополнительного введения четырех варьируемых параметров: постоянной времени отрицательной обратной связи по первой производной угла поворота исполнительного органа механизма; постоянной времени во второй степени отрицательной обратной связи по второй производной угла поворота исполнительного органа механизма; постоянной времени в третьей степени отрицательной обратной связи по третьей производной угла поворота исполнительного органа механизма; постоянной времени в четвертой степени отрицательной обратной связи по четвертой производной угла поворота исполнительного органа механизма.

Оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, сформирована следующим образом. На первом, третьем, пятом, седьмом, девятом и одиннадцатом этапах четвертая производная частоты вращения исполнительного органа механизма равна максимально допустимому значению ; на втором, четвертом, шестом, восьмом и десятом этапах четвертая производная частоты вращения исполнительного органа механизма равна максимально допустимому значению со знаком минус . Длительность первого, третьего, четвертого, восьмого, девятого и одиннадцатого этапов равна t₁; длительность второго, пятого, шестого, седьмого и десятого этапов равна 2t ₁. В моменты времени t₁, 7t₁, 11t ₁ и 13t₁ третья производная частоты вращения исполнительного органа механизма достигает максимального значения ; в моменты времени 3t₁, 5t₁, 9t₁ и 15t₁ третья производная частоты вращения исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком минус . В моменты времени 2t₁, и 14t₁ вторая производная частоты вращения исполнительного органа механизма достигает максимального значения ; в моменты времени 6t₁, и 10t₁ вторая производная частоты вращения исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком минус . В момент времени 4t₁, первая производная частоты вращения исполнительного органа механизма достигает максимального значения ; в момент времени 12t₁, первая производная частоты вращения исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком минус . В момент времени 8t₁ частоты вращения исполнительного органа механизма достигает максимального значения _max.

Для данной диаграммы справедливы соотношения:

где _нач - начальное значение угла поворота исполнительного органа механизма;

_кон - конечное значение угла поворота исполнительного органа механизма;

Т - длительность цикла.

Оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящая из одиннадцати этапов, справедлива при выполнении условия

Если условие не выполняется, то необходимо перейти к оптимально по быстродействию диаграмме для небольших перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, состоящей из девятнадцати этапов.

Передаточная функция по каналу управления прототипа имеет вид

₁ - коэффициент усиления первого пропорционального блока;

₂ - угол поворота исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока;

К₁ - коэффициент отрицательной обратной связи по частоте вращения исполнительного органа механизма;

К₂ - коэффициент отрицательной обратной связи по первой производной частоты вращения исполнительного органа механизма;

К₃ - коэффициент отрицательной обратной связи по второй производной частоты вращения исполнительного органа механизма;

К₄ - коэффициент отрицательной обратной связи по третьей производной частоты вращения исполнительного органа механизма.

Коэффициенты К₃ и К ₄ за время цикла меняют свое значение четыре раза при неизменном задании по перемещению исполнительного органа механизма. При изменении задания на перемещение исполнительного органа механизма изменяется длительность этапов и, как следствие, изменяются коэффициенты обратных связей К₁, К₂, К₃, К₄ и постоянные времени передаточной функции прототипа T₁, Т₂, T₃, Т₄, что приводит к ухудшению динамических характеристик устройства, а в некоторых случаях, к нарушению его устойчивости.

Передаточная функция по каналу управления заявляемого устройства имеет вид

Передаточная функция заявляемого устройства по каналу управления является эталонной, т.е. по каналу управления система имеет наилучшие динамические характеристики. При изменении угла поворота исполнительного органа механизма постоянные времени передаточной функции не изменяются, т.е. остаются неизменными динамические характеристики заявляемого устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока.

Устройство с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, содержит первый задатчик 1, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока 2, выход первого суммирующего блока 2 соединен с входом первого пропорционального блока 3, выход первого пропорционального блока 3 соединен с входом первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход тринадцатого суммирующего блока 5 соединен с входом первого интегрального блока 6, выход первого интегрального блока 6 соединен с входом второго интегрального блока 7, выход второго интегрального блока 7 соединен с входом третьего интегрального блока 8, выход третьего интегрального блока 8 соединен с входом четвертого интегрального блока 9, выход четвертого интегрального блока 9 соединен с входом пятого интегрального блока 10, выход пятого интегрального блока 10 соединен с первым входом двенадцатого суммирующего блока 11, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика 61, выход первого задатчика 1 соединен с входом второго пропорционального блока 12, с входом третьего пропорционального блока 17, с входом четвертого пропорционального блока 22, с входом пятого пропорционального блока 27, с входом шестого пропорционального блока 32, с входом седьмого пропорционального блока 37, с входом восьмого пропорционального блока 42, с входом девятого пропорционального блока 47, с входом десятого пропорционального блока 52 и с входом одиннадцатого пропорционального блока 57, выход второго задатчика 61 соединен с входом двенадцатого пропорционального блока 16, с входом тринадцатого пропорционального блока 21, с входом четырнадцатого пропорционального блока 26, с входом пятнадцатого пропорционального блока 31, с входом шестнадцатого пропорционального блока 36, с входом семнадцатого пропорционального блока 41, с входом восемнадцатого пропорционального блока 46, с входом девятнадцатого пропорционального блока 51, с входом двадцатого пропорционального блока 56 и с входом двадцать первого пропорционального блока 62, выход второго пропорционального блока 12 соединен с первым входом второго суммирующего блока 13, выход третьего пропорционального блока 17 соединен с первым входом третьего суммирующего блока 18, выход четвертого пропорционального блока 22 соединен с первым входом четвертого суммирующего блока 23, выход пятого пропорционального блока 27 соединен с первым входом пятого суммирующего блока 28, выход шестого пропорционального блока 32 соединен с первым входом шестого суммирующего блока 33, выход седьмого пропорционального блока 37 соединен с первым входом седьмого суммирующего блока 38, выход восьмого пропорционального блока 42 соединен с первым входом восьмого суммирующего блока 43, выход девятого пропорционального блока 47 соединен с первым входом девятого суммирующего блока 48, выход десятого пропорционального блока 52 соединен с первым входом десятого суммирующего блока 53, выход одиннадцатого пропорционального блока 57 соединен с первым входом одиннадцатого суммирующего блока 58, выход двенадцатого суммирующего блока 11 соединен со вторым входом второго суммирующего блока 13, со вторым входом третьего суммирующего блока 18, со вторым входом четвертого суммирующего блока 23, со вторым входом пятого суммирующего блока 28, со вторым входом шестого суммирующего блока 33, со вторым входом седьмого суммирующего блока 38, со вторым входом восьмого суммирующего блока 43, со вторым входом девятого суммирующего блока 48, со вторым входом десятого суммирующего блока 53 и со вторым входом одиннадцатого суммирующего блока 58, выход двенадцатого пропорционального блока 16 соединен с третьим входом второго суммирующего блока 13, выход тринадцатого пропорционального блока 21 соединен с третьим входом третьего суммирующего блока 18, выход четырнадцатого пропорционального блока 26 соединен с третьим входом четвертого суммирующего блока 23, выход пятнадцатого пропорционального блока 31 соединен с третьим входом пятого суммирующего блока 28, выход шестнадцатого пропорционального блока 36 соединен с третьим входом шестого суммирующего блока 33, выход семнадцатого пропорционального блока 41 соединен с третьим входом седьмого суммирующего блока 38, выход восемнадцатого пропорционального блока 46 соединен с третьим входом восьмого суммирующего блока 43, выход девятнадцатого пропорционального блока 51 соединен с третьим входом девятого суммирующего блока 48, выход двадцатого пропорционального блока 56 соединен с третьим входом десятого суммирующего блока 53, выход двадцать первого пропорционального блока 62 соединен с третьим входом одиннадцатого суммирующего блока 58, выход второго суммирующего блока 13 соединен с входом двадцать второго пропорционального блока 14, выход третьего суммирующего блока 18 соединен с входом двадцать третьего пропорционального блока 19, выход четвертого суммирующего блока 23 соединен с входом двадцать четвертого пропорционального блока 24, выход пятого суммирующего блока 28 соединен с входом двадцать пятого пропорционального блока 29, выход шестого суммирующего блока 33 соединен с входом двадцать шестого пропорционального блока 34, выход седьмого суммирующего блока 38 соединен с входом двадцать седьмого пропорционального блока 39, выход восьмого суммирующего блока 43 соединен с входом двадцать восьмого пропорционального блока 44, выход девятого суммирующего блока 48 соединен с входом двадцать девятого пропорционального блока 49, выход десятого суммирующего блока 53 соединен с входом тридцатого пропорционального блока 54, выход одиннадцатого суммирующего блока 58 соединен с входом тридцать первого пропорционального блока 59, выход двадцать второго пропорционального блока 14 соединен с входом второго блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать третьего пропорционального блока 19 соединен с входом третьего блока 20, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать четвертого пропорционального блока 24 соединен с входом четвертого блока 25, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать пятого пропорционального блока 29 соединен с входом пятого блока 30, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать шестого пропорционального блока 34 соединен с входом шестого блока 35, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать седьмого пропорционального блока 39 соединен с входом седьмого блока 40, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать восьмого пропорционального блока 44 соединен с входом восьмого блока 45, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать девятого пропорционального блока 49 соединен с входом девятого блока 50, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцатого пропорционального блока 54 соединен с входом десятого блока 55, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцать первого пропорционального блока 59 соединен с входом одиннадцатого блока 60, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход третьего блока 20, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход четвертого блока 25, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с четвертым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход пятого блока 30, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с пятым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход шестого блока 35, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с шестым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход седьмого блока 40, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с седьмым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход восьмого блока 45, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с восьмым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход девятого блока 50, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с девятым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход десятого блока 55, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с десятым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход одиннадцатого блока 60, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с одиннадцатым входом тринадцатого суммирующего блока 5, выход первого интегрального блока 6 соединен с входом тридцать второго пропорционального блока 64, выход второго интегрального блока 7 соединен с входом тридцать третьего пропорционального блока 65, выход третьего интегрального блока 8 соединен с входом тридцать четвертого пропорционального блока 66, выход четвертого интегрального блока 9 соединен с входом тридцать пятого пропорционального блока 67, выход тридцать второго пропорционального блока 64 соединен с первым входом четырнадцатого суммирующего блока 63, выход тридцать третьего пропорционального блока 65 соединен со вторым входом четырнадцатого суммирующего блока 63, выход тридцать четвертого пропорционального блока 66 соединен с третьим входом четырнадцатого суммирующего блока 63, выход тридцать пятого пропорционального блока 67 соединен с четвертым входом четырнадцатого суммирующего блока 63, выход двенадцатого суммирующего блока 11 соединен с пятым входом четырнадцатого суммирующего блока 63, выход четырнадцатого суммирующего блока 63 соединен со вторым входом первого суммирующего блока 2.

Устройство с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока, работает следующим образом. Первый задатчик 1 формирует сигнал, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа механизма _кон. Второй задатчик 61 формирует сигнал, равный начальному значению угла поворота исполнительного органа механизма _нач. На входы первого суммирующего блока 2 поступают сигнал с первого задатчика 1, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа механизма _кон, и сигналы отрицательных обратных связей: по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице; по частоте вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени равной 4 (реализует тридцать пятый пропорциональный блок 67); по первой производной частоты вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени во второй степени равной 8² (реализует тридцать четвертый пропорциональный блок 66); по второй производной частоты вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени в третьей степени равной 8³ (реализует тридцать третий пропорциональный блок 65); по третьей производной частоты вращения исполнительного органа механизма с постоянной времени в четвертой степени равной 4 (реализует тридцать второй пропорциональный блок 64). Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход первого пропорционального блока 3. Первый пропорциональный блок 3 усиливает результирующий сигнал. Первый блок 4, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с первого пропорционального блока 3, до величины . На входы второго суммирующего блока 13 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует второй пропорциональный блок 12); со второго задатчика 61, равный величине (реализует двенадцатый пропорциональный блок 16); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы второго суммирующего блока 13 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце десятого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать второго пропорционального блока 14. Двадцать второй пропорциональный блок 14 усиливает результирующий сигнал. Второй блок 15, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать второго пропорционального блока 14, до величины . На входы третьего суммирующего блока 18 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует третий пропорциональный блок 17); со второго задатчика 61, равный величине (реализует тринадцатый пропорциональный блок 21); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы третьего суммирующего блока 18 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце девятого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать третьего пропорционального блока 19. Двадцать третий пропорциональный блок 19 усиливает результирующий сигнал. Третий блок 20, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать третьего пропорционального блока 19, до величины . На входы четвертого суммирующего блока 23 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует четвертый пропорциональный блок 22); со второго задатчика 61, равный величине (реализует четырнадцатый пропорциональный блок 26); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы четвертого суммирующего блока 23 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце восьмого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать четвертого пропорционального блока 24. Двадцать четвертый пропорциональный блок 24 усиливает результирующий сигнал. Четвертый блок 25, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать четвертого пропорционального блока 24, до величины . На входы пятого суммирующего блока 28 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует пятый пропорциональный блок 27); со второго задатчика 61, равный величине (реализует пятнадцатый пропорциональный блок 31); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы пятого суммирующего блока 28 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце седьмого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать пятого пропорционального блока 29. Двадцать пятый пропорциональный блок 29 усиливает результирующий сигнал. Пятый блок 30, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать пятого пропорционального блока 29, до величины . На входы шестого суммирующего блока 33 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует шестой пропорциональный блок 32); со второго задатчика 61, равный величине (реализует шестнадцатый пропорциональный блок 36); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы шестого суммирующего блока 33 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце шестого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать шестого пропорционального блока 34. Двадцать шестой пропорциональный блок 34 усиливает результирующий сигнал. Шестой блок 35, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать шестого пропорционального блока 34, до величины . На входы седьмого суммирующего блока 38 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует седьмой пропорциональный блок 37); со второго задатчика 61, равный величине (реализует семнадцатый пропорциональный блок 41); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы седьмого суммирующего блока 38 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце пятого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать седьмого пропорционального блока 39. Двадцать седьмой пропорциональный блок 39 усиливает результирующий сигнал. Седьмой блок 40, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать седьмого пропорционального блока 39, до величины На входы восьмого суммирующего блока 43 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует восьмой пропорциональный блок 42); со второго задатчика 61, равный величине (реализует восемнадцатый пропорциональный блок 46); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы восьмого суммирующего блока 43 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце четвертого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать восьмого пропорционального блока 44. Двадцать восьмой пропорциональный блок 44 усиливает результирующий сигнал. Восьмой блок 45, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать восьмого пропорционального блока 44, до величины . На входы девятого суммирующего блока 48 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует девятый пропорциональный блок 47); со второго задатчика 61, равный величине (реализует девятнадцатый пропорциональный блок 51); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы девятого суммирующего блока 48 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце третьего этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход двадцать девятого пропорционального блока 49. Двадцать девятый пропорциональный блок 49 усиливает результирующий сигнал. Девятый блок 50, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с двадцать девятого пропорционального блока 49, до величины . На входы десятого суммирующего блока 53 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине (реализует десятый пропорциональный блок 52); со второго задатчика 61, равный величине (реализует двадцатый пропорциональный блок 56); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы десятого суммирующего блока 53 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце второго этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход тридцатого пропорционального блока 54. Тридцатый пропорциональный блок 54 усиливает результирующий сигнал. Десятый блок 55, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с тридцатого пропорционального блока 54, до величины . На входы одиннадцатого суммирующего блока 58 поступают сигналы: с первого задатчика 1, равный величине реализует одиннадцатый пропорциональный блок 57); со второго задатчика 61, равный величине (реализует двадцать первый пропорциональный блок 62); отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма с коэффициентом равным единице. Сумма двух сигналов, поступающих на входы одиннадцатого суммирующего блока 58 с первого и второго задатчиков, равна величине угла поворота исполнительного органа механизма в конце первого этапа Алгебраическая сумма сигналов поступает на вход тридцать первого пропорционального блока 59. Тридцать первый пропорциональный блок 59 усиливает результирующий сигнал. Одиннадцатый блок 60, ограничивающий значение своего входного сигнала, ограничивает сигнал, поступающий с тридцать первого пропорционального блока 59, до величины . На входы тринадцатого суммирующего блока 5 поступают сигналы: со знаком плюс с первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком минус со второго блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком плюс с третьего блока 20, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком минус с четвертого блока 25, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком плюс с пятого блока 30, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком минус с шестого блока 35, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком плюс с седьмого блока 40, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком минус с восьмого блока 45, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком плюс с девятого блока 50, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком минус с десятого блока 55, ограничивающего значение своего входного сигнала; со знаком плюс с одиннадцатого блока 60, ограничивающего значение своего входного сигнала. Тринадцатый суммирующий блок 5 формирует на выходе зависимость четвертой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени Первый интегральный блок 6 интегрирует зависимость четвертой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость третьей производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени Второй интегральный блок 7 интегрирует зависимость третьей производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость второй производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени Третий интегральный блок 8 интегрирует зависимость второй производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени Четвертый интегральный блок 9 интегрирует зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа механизма от времени и формирует зависимость частоты вращения исполнительного органа механизма от времени ₂(t). Пятый интегральный блок 10 интегрирует зависимость частоты вращения исполнительного органа механизма от времени. На входы двенадцатого суммирующего блока 11 поступают сигналы: со знаком плюс с выхода пятого интегрального блока 10 и со знаком плюс со второго задатчика 61. Двенадцатый суммирующий блок 11 формирует на выходе зависимость угла поворота исполнительного органа механизма от времени ₂(t).

При увеличении угла поворота исполнительного органа механизма выполняется условие _кон>_нач. При этом в интервале времени 0<t<t ₁ угол поворота исполнительного органа механизма меньше конечного значения угла поворота ₂<_кон, поэтому выходной сигнал первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце десятого этапа ₂<₂₁₀, поэтому выходной сигнал второго блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце девятого этапа ₂<_29, поэтому выходной сигнал третьего блока 20, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце восьмого этапа ₂<₂₈, поэтому выходной сигнал четвертого блока 25, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце седьмого этапа ₂<₂₇, поэтому выходной сигнал пятого блока 30, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце шестого этапа ₂<₂₆, поэтому выходной сигнал шестого блока 35, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце пятого этапа ₂<_25, поэтому выходной сигнал седьмого блока 40, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце четвертого этапа ₂<_24, поэтому выходной сигнал восьмого блока 45, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце третьего этапа ₂<_23, поэтому выходной сигнал девятого блока 50, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце второго этапа ₂<_22, поэтому выходной сигнал десятого блока 55, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; угол поворота исполнительного органа механизма меньше значения угла поворота в конце первого этапа ₂<₂₁, поэтому выходной сигнал одиннадцатого блока 60, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=t₁₂=_21, поэтому сумма входных сигналов одиннадцатого суммирующего блока 58 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в одиннадцатом блоке 60, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени t₁<t<3t ₁ выходной сигнал одиннадцатого блока 60, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=3t₁₂=_22, поэтому сумма входных сигналов десятого суммирующего блока 53 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в десятом блоке 55, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 3t₁<t<4t ₁ выходной сигнал десятого блока 55, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=4t₁₂=_23, поэтому сумма входных сигналов девятого суммирующего блока 48 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в девятом блоке 50, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 4t₁<t<5t ₁ выходной сигнал девятого блока 50, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=5t₁₂=_24, поэтому сумма входных сигналов восьмого суммирующего блока 43 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в восьмом блоке 45, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 5t₁<t<7t ₁ выходной сигнал восьмого блока 45, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=7t₁₂=_25, поэтому сумма входных сигналов седьмого суммирующего блока 38 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в седьмом блоке 40, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 7t₁<t<9t ₁ выходной сигнал седьмого блока 40, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=9t₁₂=_26, поэтому сумма входных сигналов шестого суммирующего блока 33 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в шестом блоке 35, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 9t₁<t<11t₁ выходной сигнал шестого блока 35, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=11t₁₂=_27, поэтому сумма входных сигналов пятого суммирующего блока 28 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в пятом блоке 30, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 11t₁<t<12t₁ выходной сигнал пятого блока 30, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=12t₁₂=_28, поэтому сумма входных сигналов четвертого суммирующего блока 23 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в четвертом блоке 25, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 12t₁<t<13t ₁ выходной сигнал четвертого блока 25, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=13t₁₂=_29, поэтому сумма входных сигналов третьего суммирующего блока 18 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в третьем блоке 20, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 13t₁<t<15t ₁ выходной сигнал третьего блока 20, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=15t_{1 2}=_210, поэтому сумма входных сигналов второго суммирующего блока 13 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение во втором блоке 15, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 15t₁<t<16t ₁ выходной сигнал второго блока 15, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен ; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен . В момент времени t=16t_{1 2}=_кон, поэтому сумма входных сигналов первого суммирующего блока 2 становится равной нулю и происходит переключение в первом блоке 4, ограничивающем значение своего входного сигнала. В интервале времени 16t₁<t выходной сигнал первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, равен нулю; выходной сигнал тринадцатого суммирующего блока 5 равен нулю. Наличие отрицательных обратных связей по частоте вращения исполнительного органа механизма и ее первой, второй и третьей производным позволяет обеспечить переходный процесс в интервале времени 16t₁<t с улучшенными динамическими характеристиками.

В описании рассмотрен вариант, при котором увеличивается угол поворота исполнительного органа механизма (_кон>_нач). Заявляемое устройство обеспечивает формирование сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока и при уменьшении угла поворота исполнительного органа механизма (_кон<_нач). Предлагаемое устройство качественно обеспечивает формирование сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока.

Точность формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока определяется настройкой линейных блоков: пропорциональных, суммирующих и интегральных, а также блоков, ограничивающих значение своего входного сигнала.

Разработано, реализовано и экспериментально исследовано устройство на базе программируемого контроллера, формирующего сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем постоянного тока.

Устройство с улучшенными динамическими характеристиками для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа механизма, упругосоединенного с электродвигателем постоянного тока, содержащее первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока, выход первого суммирующего блока соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, первый интегральный блок, выход которого соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом пятого интегрального блока, второй задатчик, со второго по пятнадцатый пропорциональные блоки, со второго по тринадцатый суммирующие блоки, отличающееся тем, что в устройство введены с шестнадцатого по тридцать пятый пропорциональные блоки, со второго по одиннадцатый блоки, ограничивающие значения своего входного сигнала, четырнадцатый суммирующий блок, выход первого задатчика соединен с входом второго пропорционального блока, с входом третьего пропорционального блока, с входом четвертого пропорционального блока, с входом пятого пропорционального блока, с входом шестого пропорционального блока, с входом седьмого пропорционального блока, с входом восьмого пропорционального блока, с входом девятого пропорционального блока, с входом десятого пропорционального блока и с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход второго задатчика соединен с входом двенадцатого пропорционального блока, с входом тринадцатого пропорционального блока, с входом четырнадцатого пропорционального блока, с входом пятнадцатого пропорционального блока, с входом шестнадцатого пропорционального блока, с входом семнадцатого пропорционального блока, с входом восемнадцатого пропорционального блока, с входом девятнадцатого пропорционального блока, с входом двадцатого пропорционального блока и с входом двадцать первого пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с первым входом второго суммирующего блока, выход третьего пропорционального блока соединен с первым входом третьего суммирующего блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом четвертого суммирующего блока, выход пятого пропорционального блока соединен с первым входом пятого суммирующего блока, выход шестого пропорционального блока соединен с первым входом шестого суммирующего блока, выход седьмого пропорционального блока соединен с первым входом седьмого суммирующего блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с первым входом восьмого суммирующего блока, выход девятого пропорционального блока соединен с первым входом девятого суммирующего блока, выход десятого пропорционального блока соединен с первым входом десятого суммирующего блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с первым входом одиннадцатого суммирующего блока, выход пятого интегрального блока соединен с первым входом двенадцатого суммирующего блока, второй вход которого соединен с выходом второго задатчика, выход двенадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом второго суммирующего блока, со вторым входом третьего суммирующего блока, со вторым входом четвертого суммирующего блока, со вторым входом пятого суммирующего блока, со вторым входом шестого суммирующего блока, со вторым входом седьмого суммирующего блока, со вторым входом восьмого суммирующего блока, со вторым входом девятого суммирующего блока, со вторым входом десятого суммирующего блока и со вторым входом одиннадцатого суммирующего блока, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом второго суммирующего блока, выход тринадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом третьего суммирующего блока, выход четырнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом четвертого суммирующего блока, выход пятнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом пятого суммирующего блока, выход шестнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом шестого суммирующего блока, выход семнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом седьмого суммирующего блока, выход восемнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом восьмого суммирующего блока, выход девятнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом девятого суммирующего блока, выход двадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом десятого суммирующего блока, выход двадцать первого пропорционального блока соединен с третьим входом одиннадцатого суммирующего блока, выход второго суммирующего блока соединен с входом двадцать второго пропорционального блока, выход третьего суммирующего блока соединен с входом двадцать третьего пропорционального блока, выход четвертого суммирующего блока соединен с входом двадцать четвертого пропорционального блока, выход пятого суммирующего блока соединен с входом двадцать пятого пропорционального блока, выход шестого суммирующего блока соединен с входом двадцать шестого пропорционального блока, выход седьмого суммирующего блока соединен с входом двадцать седьмого пропорционального блока, выход восьмого суммирующего блока соединен с входом двадцать восьмого пропорционального блока, выход девятого суммирующего блока соединен с входом двадцать девятого пропорционального блока, выход десятого суммирующего блока соединен с входом тридцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого суммирующего блока соединен с входом тридцать первого пропорционального блока, выход двадцать второго пропорционального блока соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать третьего пропорционального блока соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать четвертого пропорционального блока соединен с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать пятого пропорционального блока соединен с входом пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать шестого пропорционального блока соединен с входом шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать седьмого пропорционального блока соединен с входом седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать восьмого пропорционального блока соединен с входом восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход двадцать девятого пропорционального блока соединен с входом девятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцатого пропорционального блока соединен с входом десятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход тридцать первого пропорционального блока соединен с входом одиннадцатого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом тринадцатого суммирующего блока, выход второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом тринадцатого суммирующего блока, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом тринадцатого суммирующего блока, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с четвертым входом тринадцатого суммирующего блока, выход пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с пятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с шестым входом тринадцатого суммирующего блока, выход седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с седьмым входом тринадцатого суммирующего блока, выход восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с восьмым входом тринадцатого суммирующего блока, выход девятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с девятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход десятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с десятым входом тринадцатого суммирующего блока, выход одиннадцатого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с одиннадцатым входом тринадцатого суммирующего блока, выход тринадцатого суммирующего блока соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом тридцать второго пропорционального блока, выход второго интегрального блока соединен с входом тридцать третьего пропорционального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом тридцать четвертого пропорционального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом тридцать пятого пропорционального блока, выход тридцать второго пропорционального блока соединен с первым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать третьего пропорционального блока соединен со вторым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать четвертого пропорционального блока соединен с третьим входом четырнадцатого суммирующего блока, выход тридцать пятого пропорционального блока соединен с четвертым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход двенадцатого суммирующего блока соединен с пятым входом четырнадцатого суммирующего блока, выход четырнадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом первого суммирующего блока.