Следящая система двустороннего действия

 

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создании копирующих манипуляторов . Целью изобретения является упрощение устройства и повьш1ение его динамической точности за счет исключения датчиков нагрузки. Устройство содержит сумматор, блок интегрирования , два регулятора, преобразователь тока, двигатель, электрогидропреобразователь, гидродвигатель и два датчика положения. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (б!)4 В 25 .) 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3862648/25-08 (22) 04.03.85 (46) 15.03.87. Бюл. В 10 (71) Донецкое отделение Института

"Гипроуглеавтоматизация" (72) Ю.М.Барац, А.А.Белоцерковский и Ю.П.Жуков (53) 621-229.72(088 ° 8), (56) Электрогидравлические следящие системы./ Под ред. В.А.Хохлова. М.:

Машиностроение, 1971, с. 145 °

Проектирование следящих систем двустороннего действия/ Под ред.

В.С.Кулешова. М.: Машиностроение, 1980, с ° 71. (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА ДВУСТОРОННЕГО

ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано при создании копирующих манипуляторов ° Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его динамической точности за счет исключения датчиков нагрузки. Устройство содержит сумматор, блок интегрирования, два регулятора, преобразователь тока, двигатель, электрогидропреобразователь, гидродвигатель и два датчика положения. 1 ил.

1296404

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании копирующих манипуляторов.

Цель изобретения — упрощение и повышение динамической точности устройства эа счет исключения датчиков давления.

На чертеже изображена функциональная схема следящей системы двустороннего действия.

Система содержит задающий 1 и исполнительный 2 следящие приводы, блок

3 интегрирования, первый 4 и второй

5 регуляторы, исполнительные части

6 и 7, преобразователь 8 тока, двигатель 9, электрогидропреобразователь

10, гидродвигатель 11, первый 12 и второй 13 датчики положения, сумматор 14.

Следящая система двухстороннего действия работает следующим образом.

При отсутствии нагрузки привод 1 находится в согласованном положении, сигналы U на выходе регулятора 4 и

I на выходе преобразователМ 8 тока нулевые, величина выходной координаты х с,А равна уставке х, ошибка равна нулю.

При возникновении момента внешней нагрузки на выходном валу привода 1 в первый момент времени эа счет люфтов и упругости кинематической передачи выходная координата х незначительно "проседает" в сторойу действия момента внешней нагрузки. При этом возникает ненулевое рассогласование на входе регулятора 4 (напри- 40 мер ПИД-регулятора), который вырабатывает сигнал U, воздействующий на преоброзователь 8 тока. Последний создает в двигателе 9 (например двигателе постоянного тока) ток I, опре-45 деляющий момент противодействия на валу двигателя 9 моменту внешней нагрузки. Ток I растет до тех пор, пока моменты: приложенный к валу задающего органа оператором (момент нагрузки задающего следящего привода 1) и противодействующий ему со стороны двигателя 9, не уравновесятся. Увеличение "проседания", а вместе с ним и ошибки рассогласования на входе регулятора 4 прекращается.

Таким образом, указанная ошибка отрабатывается регулятором 4 так, что момент на выходном валу компенсирует приложенную извне нагрузку. При этом статическая ошибка задающего следящего привода 1 может остаться ненулевой (если привод 1 не обладает ас-. татизмом) либо исчезнуть в случае астатического привода 1. В любом иэ описанных случаев привод 1 переходит в новое установившееся состояние.

Для того, чтобы на выходном валу поддерживать уравновешивающий внешнюю нагрузку момент, постоянная составляющая тока I а следовательно, и выходного сигнала регулятора 4 — U (при условии линейности характеристики преобразователя 8) независимо от алгоритма его функционирования и ошибки в установившемся режиме должна быть пропорциональна внешней нагрузке на валу следящего привода 1.

Работа исполнительного следящего привода 2 прн: компенсации внешних нагрузок, вызванных перемещаемым гру" зом, аналогична описанной с той лишь разницей, что преобразователь 10 преобразует выходной сигнал U> ðåãóлятора 5 в пропорциональный перепад давлений аР в полостях гидродвигателя 11, который создает пропорциональный перепаду Ь P момент противодействия нагрузке на выходном валу исполнительного следящего привода 2.

Таким образом, при приложении к выходным валам следящих приводов 1 и 2 внешних нагрузок на выходе регуляторов 4 н. 5 возникают сигналы

U и U, постоянные составляющие которых содержат информацию об этих нагрузках, а точнее им пропорциональны..

В зависимости от разности сигна-. лов U и П„, выделяемой в сумматоре 14, блок 3 интегрирования (например блок двойного интегрирования) изменяет уставку х в направлении и . со скоростью, пропорциональной указанной разности. Скорость движения выходных валов исполнительного 2 и задающего 1 следящих приводов пропорциональна разности моментных воздействий со стороны оператора и перемещаемой нагрузки.

В случае наличия в сигналах U и

Uä высокочастотных составляющих, присутствующих при широтно- или частотноимпульсном управлении исполнительными частями 6 и 7 приводов 1 и 2, указанные составляющие не оказывают влияния на систему двустороннего действия, поскольку ослабляются в блоке

04 предлагаемой системы ни по функциям, ни по достигаемому результату не отличается от описанной.

Формула изобретения

Составитель Е.Политов

Техред Л.Олейник Корректор Л.Пилипенко

Редактор Е.Копча

Заказ 708/20 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12964

3 интегрирования, имеющем свойства фильтра нижних частот, а также в самих следящих приводах 1 и 2 за счет их линейных, нелинейных искажений и ограниченности частотного спектра полосы пропускания.

Реальные исполнительные части 6 и 7 всегда имеют запаздывание (инерцию), поэтому общие передаточные функции замкнутых по положению сле- 10

: дящих приводов 1 и 2 от сигнала Х к сигналам U и U будут иметь фазовое опережение, поскольку исполнительные части 6 и 7 включены в обратную связь при формировании ука,!5 занных передаточных функций, т.е. сигналы U и U âîçíèêàþò чуть раньше, чем компенсирующие моменты на валах следящих приводов 1 и 2, что благотворно сказывается на устойчивости внешнего контура системы двустороннего действия.

При необходимости реализации задающего следящего привода 1 в виде электрогидро- либо электропневматического необходимо выполнить его исполнительную часть 6 аналогично исполнительной части 7 исполнительного следящего привода 2. При этом работа

Следящая система двустороннего действия, содержащая на задающей стороне последовательно соединенные первый регулятор, преобразователь тока и двигатель, связанный с первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого регулятора, на исполнительной стороне последовательно соединенные второй регулятор, электрогидропреобразователь и гидродвигатель, связанный с вторым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу второго регулятора, а также последовательно соединенные сумматор и блок интегрирования, подключенный выходом к второму входу первого и второго регулятора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения и повышения динамической точности системы, в ней первый и второй входы сумматора соединены соответственно с выходом первого и второго регулятора.