Импульсный регулятор положения пьезодвигателя
Изобретение относится к импульсным устройствам систем автоматического управления и может быть использовано для релейного, импульсного и пропорционального регулирования положения пьезодвигателя. Повышение надежности регулятора обеспечивается уменьшением пиковых токов, протекающих через элементы усилителя мощностей и пьезодвигатель, за счет.введения датчика производной тока, соединенного последовательно с пьезодвигателем и параллельно с входами интегрирующего контура, введение которого позволяет увеличить динамическую точность регулятора. 1 ил. со сл | со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 В 11/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
I g
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3922137/24-24 (22) 04.07.85 (46) 07.12.87. Бюл. У 45 (72) Г. П. Тарасов и А, Е. Конюхов (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 847270, кл. G 05 В 11/16, 1979.
Авторское свидетельство СССР
Р 1023278, кл. G 05 В 11/16, 1982. (54) ИМПУЛЬСНЫИ РЕГУЛЯТОР ПОЛОЖЕНИЯ
ПЬЕЗОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к импульсным устройствам систем автоматичес„„SU„„1 57915 А1 кого управления и может быть использовано для релейного, импульсного и пропорционального регулирования положения пьезодвигателя, Повышение надежности регулятора обеспечивается уменьшением пиковых токов, протекающих через элементы усилителя мощностей и пьезодвигатель, за счет введения датчика производной тока, соединенного последовательно с пьезодвигателем и параллельно с входами интегрирующего контура, введение которого позволяет увеличить динамическую точность регулятора. 1 ил, 135
= bNU;
U = — l idt
С 1 а1 е = L —;
15
<" CL
bN где
Ь
U
Б
Изобретение относится к импульсным устройствам систем автоматического управления и может быть использовано для релейного, импульсного и пропорционального регулирования положения пьеэодвигателя.
Целью изобретения является повышение динамической точности и надежности регулятора.
На чертеже представлена структурная схема импульсного регулятора по« ложения пьезодвигателя.
Регулятор содержит элемент 1 сравнения, генератор 2 опорной частоты, релейный элемент 3, усилитель 4 мощ« ности, интегрирующий контур 5, датчик
6 производной тока, например дроссель и: пьеэодвигатель 7.
Регулятор работает следующим образом.
Задающий сигнал через элемент 1 сравнения поступает на первый вход релейного элемента 3, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 2 опорной частоты. Релейный элемент (например, двухвходовый компаратор напряжения) осуществляет широтно-импульсную модуляцию задающего сигнала. Затем модулированный задающий сигнал поступает на вход усилителя 4 мощности, который может быть построен по мостовой схеме, усиливается по мощности и подается на пьезодвигатель 7, последовательно с которым соединен датчик б производной тока, Так как пьезодвигатель 7 электрически представляет собой емкость, максиМальный ток, протекающий через него и элементы усилителя мощности, не . превышает значения где I — максимальное значение тока, протекающего через пьезодвигатель 7, А;
U — напряжение источника питания, В; — индуктивность датчика 6, Гн;
С - емкость пьезодвигателя 7, Ф.
Последовательно соединенные датчик производной тока и пьезодвигатель представляют собой фильтр высокой частоты. Частота генератора 2 опорной частоты фильтруется этим контуром. Таким образом, на пьезо7915 2 двигателе выделяется постоянное напряжение, пропорциональное величине задающего сигнала.
Электрически и механически пара5 метры регулятора связаны между собои соотношениями
- перемещение пьезодвигателя, м; пьеэомодуль, мВ; число пластин пьеэодвигателя; напряжение на пьезодвигателе, В; .
С вЂ” емкость пьеэодвигателя, Ф; — ток, протекающий через пьезодвигатель, А; — время, с;
30 е " падение напряжения на датчиL ке, В;
L — индуктивность датчика, Гн;
- ускорение пьезодвигателя, м/с
Из приведенных соотношений видно, 35 что падение напряжения на датчике 6 производной тока пропорционально ускорению пьезодвигателя (", Падение напряжения на датчике производной тока е> подается на вход интегрирующего контура 5, который выполняет две функции.
Интегрирующий контур 5 фильтрует
45 частоту генератора 2, выделяя постоянную составляющую производной от тока, и формирует частотную характеристику регулятора, обеспечивающую необходимую динамическую точность. Корректирующий сигнал с выхода интегрирующего контура 5 поступает на второй вход элемента 1 сравнения.
Для того, чтобы величина корректирующего сигнала е была достаточна для для обеспечения требуемой динамической точности регулятора, статический коэффициент передачи интегрирующего контура должен подчиняться соотношению
1357
ЬС
К) 1
У где К
Формула из об р ет ения
С
Составитель Г. Нефедова
Редактор И. Шулла Техред М. Ходанич Корректор С. Черни
Тираж 863 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 5997/48
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 статический коэффициент передачи интегрирующего контура; индуктивность датчика, Гн; емкость пьезодвигателя, Ф; эквивалентный статический 10 коэффициент передачи от первого входа релейного элемента до выхода усилителя мощности.
В предлагаемом импульсном регуля- . торе положения пьезодвигателя за счет введения датчика, последовательно соединенного с пьезодвигателем и параллельно с входами интегрирующего 20 контура, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, достигается уменьшение пиковых токов, протекающих через элементы усилителя мощности и пьезодвигатель, что обеспечивает увеличение его надежности; за счет введения в цепь обратной свя9)5 а зи интегрирующего контура достигается увеличение его динамической точности.
Кроме того, за счет упрощения регулятора снижаются аппаратурные затраты и уменьшаются потери мощности, Импульсный регулятор положения пьезодвигателя, содержащий элемент сравнения, первый вход которого является входом регулятора, выход соединен с первым входом релейного элемента, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, выход — с входом усилителя мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической точности и надежности регулятора, в него введены датчик производной тока и интегрирующий контур, вход которого соединен с выходом датчика производной тока, включенного между выходом усилителя мощности и пьезодвигателем, выход — с вторым входом элемента ср авн ения .
