Следящая система с отражением усилия

Авторы патента:

Изобретение относится к манипуляторостроению и может быть использовано преимущественно при создании телеуправляемых копирующих манипуляционных роботов, предназначенных для работы в опасных для человека зонах. Цель изобретения - повышение динамической точности дозирования усилий путем подавления автоколебаний при обеспечении высокого быстродействия системы в режиме дозирования усилий. Система содержит исполнительный элемент 1, усилители 2, 10, 12, 14, датчик 3 положения вала нагрузки, датчик 4 скорости вала нагрузки, датчик 5 момента вала нагрузки, сумматоры 8, 9, 11, 26, датчик 7 положения вала оператора, нелинейный элемент 13, фазочувствительный моментный загружатель 15 вала оператора, реле 16, 17, блоки 18, 19 выделения модуля сигнала, источник 20 постоянного тока. Система осуществляет отключение сигнала ошибки по положению в режиме дозирования усилий и подавление автоколебаний в этом режиме, обеспечивая тем самым ограничение момента нагрузки даже в случае выхода из строя фазочувствительного моментного загружателя вала оператора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 05 В 11/О1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4284470/24-24 (22) 15.07.87 (46) 23. 12.89. Вюл. Р 47 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза

Устинова Д.Ф. (72) Д.В. Дорохов (53) 62.50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 317039, кл. G 05 В 11/01, 1970.

Дорохов В.П. Основы робототехники. Учебное пособие, ч ° п.,-JI. ЛИИ, 1986, рис. 1.23, с. 28. (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА С ОТРАЖЕНИЕМ

УСИЛИЯ (57) Изобретение относится к манипуляторостроению и может быть использовано преимущественно при создании телеуправляемых копирующих манипуляционных роботов, предназначенных для работы в опасных для человека зонах. Цель изобретения повышение динамической точности до„„80„„1531070 А 1

2 зирования усилий путем подавления автоколебаний при обеспечении высокого быстродействия системы в режиме дозирования усилий. Система содержит исполнительный элемент 1, усилители 2, 10, 12, 14, датчик 3 положения вала нагрузки, датчик 4 скорости вала нагрузки, датчик 5 момента вала нагрузки, сумматоры 8, 9, 11, 26, датчик 7 положения вала оператора, нелинейный элемент 13, фазочувствительный моментный загружатель 15 вала оператора, реле 16, 17, блоки 18, 19 выделения модуля сигнала, источник 20 постоянного тока. Система осуществляет отключение сигнала ошибки по положению в режиме дозпрования усилий и подавление автоколебаний в этом режиме, обеспечивая тем самым ограничение момента нагрузки даже в случае выхода из строя фазочувствительного моментного загрукателя вала оператора. 1 ил.

1531070

Цель изобретения вЂ” повышение динамической точности доэирования усилий путем подавления автоколебаний при обеспечении высокого быстродействия системы в режиме доэирования усилий.

На чертеже представлена блок-схема

10 следящей системы с отражением усилия.

Следящая система с отражением усилия работает следующим образом.

Ошибка по положению, представляюцая собой разность сигналов с датчика 7 положения вала оператора и датчика Э положения вала нагрузки и вы40 деляемая на выходе первого сумматора

6, последовательно через контакт 25 первого реле и сумматор 8 поступает на вход контура скорости системы,который включает в себя датчик 4 ско45 рости вала нагрузки, второй ускпитель

10, третий сумматор 9 и первый усилитель 2, управляющий исполнительным

50 элементом 1. Вал нагрузки системы отслеживает перемещение вала оператора и, если сигнал с выхода датчика 5 момента вала нагрузки не превышает устанавливаеиой оператором перед началом работ эоны нечувствительности

55 нелинейного элемента 13, то оператор не оцущает отраженного момента. При

Система содержит исполнительный элемент 1, первый усилитель 2, датчик Э положения вала нагрузки, датчик 4 скорости вала нагрузки, датчик

5 момента вала нагрузки, первый сум- 2р матор 6, датчик 7 положения вала оператора, второй сумматор 8, третий сумматор 9, второй усилитель 10, четвертый сумматор 11, третий усилитель

12, нелинейный элемент 13, четвертый 25 усилитель 14, фазочувствительный моментный загружатель 15 вала оператора, первое реле 16, второе реле 17, первый блок 18 выделения модуля сигнала, второй блок 19 выделения модуля сигнала, источник 20 постоянного тока, обиотку 21 управления первого реле, замыкающий контакт 22 второго реле, обмотку 23 управления второго реле, замыкающий контакт 24 первого реле, размыкающий контакт 25 первого

35 реле пятый сумматор 26. возрастании момента нагрузки, измеряе Moro датчиком момента вала нагрузки, до величины, превышаюцей установленной оператором зоны нечувствительности нелинейного элемента 13, на его выходе появляется сигнал, который через четвертый усилитель 14 воздействует на фазочувствительный моментный загружатель 15 вала оператора, и оператор ощущает отраженный момент.

Сигнал с выхода нелинейного элемента

13 поступает также на вход второго сумматора 8 и через первый блок 18 выделения модуля сигнала на обмотку

21 управления первого реле.

Для повышения запаса устойчивости системы сигнал момента нагрузки,измеренный датчиком 5 момента нагрузки вала оператора, суммируется в четвертом сумматоре 11 с сигналом дополнительной обратноЦ связи о скорости, получаемой на выходе третьего усилиgens 12, а результирующий сигнал дей, ствует на вход нелинейного элемента 13, При поступлении на обмотку 21 управления первого реле сигнала размыкается контакт 25 первого реле, отключая тем самым сигнал ошибки по положению в системе в режиме дозирования усилий, т.е. на вход второго сумматора 8 в этом режиме будет действова rb только сигнал с выхода нелинейного элемента 13.При срабатывании первого реле 16 происходит также замыкание контакта 24 первого реле. Через блок 19 выделения модуля сигнала и контакт 24 первого реле на обмотку 23 управления второго реле поступает с выхода первого сумматора 6 сигнал ошибки по положению в системе, и, если этот сигнал отличен от нуля, ro второе реле 17 срабатывает и замыкает контакт 22.

При этом обмотка 21 управления первого реле через контакт 22 второго реле получает питание от источника постоянного тока, что в свою очередь обеспечивает разомкнутое состояние контакта 25 первого реле до тех пор, пока второе реле 17 эапитано. Поступающий с выхода нелинейного элемента

1Э на вход контура скорости системы сигнал обеспечивает торможение двигателя противовключением, что приводит к снижению момента нагрузки.После снижения момента нагрузки до уровня, меньшего установленной оператором soны нечувствительности нелинейного элемента 13, контакт 25 первого реле

6 остается разомкнутым, обеспечивая отключение сигнала ошибки по положению в системе до конца переходного процесса по моменту нагрузки.

Возврат системы в режим слежения осуществляется путем соответствующего перемещения вала оператора в сторону уменьшения ошибки по положению до нуля. Равенство ошибки по положению в системе нулю приводит к обесточиванию второго реле 17 и, соответственно, размыканию контакта 22 второго реле, обесточиванию первого реле

16 и, соответственно, замыканию контакта 25 первого реле, т.е. система включается в режим слежения.

Таким образом, система осуществляет отключение сигнала ошибки по положению в режиме дозирования усилий и 20 переход из режима доэирования в режим слежения только после снижения момента нагрузки до уровня, меньшего устанавливаемой оператором зоны нечувствительности нелинейного элемента 13 25 и перемещения вала оператора в сторону уменьшения ошибки по положению до нуля, что в результате приводит к подавлению автоколебаний в режиме доэирования усилий при обеспечении высокого быстродействия системы и, соответственно, динамическая точность доэирования усилий повышается, Обеспечение в системе подавления автоколебаний в отраженном на вал оператора сигнале момента нагрузки позволяет в значительной степени снизить утомляемость оператора и повысить достоверность воспринимаемой оператором в процессе работы силовой 4О инФормации. Формула изобретения

Следящая система с отражением уси 4 лия, содержащая исполнительный элемент, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход вЂ” с входами датчика положения вала нагрузки, датчика скорости вала нагрузки и датчика момента вала нагрузки,первьп1 сумматор, первый и второй входы которого. соединены соответственно с выходами датчика положения вала оператора и датчика положения вала нагрузки, второй сумматор, третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выходс входом первого усилителя, второй усилитель, вход которого соединен с выходом датчика скорости вала нагрузки, а выход вЂ” с вторым входом третьего сумматора, четвертый сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика момента вала нагрузки, третий усилитель, вход которого соединен с выходом датчика скорости ваЪ ла нагрузки,а выход - с вторым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с входом нелинейного элемента, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора и входом четвертого усилителя, фаэочувствительный моментный загружатель вала оператора, вход которого соединен с выходом четвертого усилителя, а выход вЂ” с входом датчика положения вала оператора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с ,целью повышения-динамической точности дозирования усилий, в нее введены первое и второе реле, первый и второй блоки выделения модуля сигнала,источ4 ник постоянного тока, пятый сумматор, причем обмотка управления первого реле соединена с выходом пятого сумматора, первый вход которого подключен к выходу первого блока выделения модуля сигнала, вход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен через pasмыкающий контакт первого реле с выходом первого сумматора и входом aropoго блока выделения модуля сигнала,подключенного выходом через замыкающий контакт первого реле к обмотке управления второго реле, выход источника постоянного тока соединен через замыкающий контакт второго реле к второму входу пятого сумматора.

Следящая система // 1529175

Многоканальное регулирующее устройство // 1529174

Изобретение относится к энергетике и может быть применено для регулирования нейтронной мощности водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР) атомной электростанции

Пьезопривод с коррекцией неоднозначной статической характеристики // 1524022

Следящая система // 1524021

Изобретение относится к автоматическому управлению, а именно к следящим системам приводов металлорежущих станков

Адаптивная система управления потенциально опасным объектом // 1513416

Изобретение относится к автоматическому управлению и защите потенциально опасных объектов, работающих в условиях неконтролируемых возмущений, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности

Система управления положением // 1513415

Изобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть использовано для управления положением нажимных винтов прокатных станов

Электрогидравлическая следящая система // 1509827

Изобретение относится к технике управления, регулирования и , в частности, к автоматическим следящим приводам

Система позиционного управления электроприводом // 1509826

Изобретение относится к станкостроению и робототехнике и может быть использовано, например, при управлении электроприводами промышленных роботов или прецизионных металлорежущих станков с ЧПУ, отрабатывающих монотонно изменяющиеся дозированные положительные (или отрицательные) задания на перемещение рабочего органа

Адаптивный следящий электропривод // 1500991

Изобретение относится к управлению электроприводами и может быть использовано в случаях, когда магнитный поток двигателя и момент инерции электропривода переменны , в частности, в приводе роботов

Способ управления и система для его осуществления // 2103713

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в образцах техники, работающих в условиях воздействия помех и пропадании информационных сигналов, а также в установках для научных исследований

Способ автоматического регулирования астатического объекта // 2103714

Изобретение относится к автоматическому регулированию астатических объектов с нелинейными корректирующими устройствами

Автоматический электрический регулятор // 2105339

Изобретение относится к области регулирования и может быть использовано в каналах управления летательного аппарата, электропривода робота и при автоматизации различных технологических процессов

Система регулирования объектов, например, прокатного производства // 2113003

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования и может быть использовано при построении систем регулирования объектами с несколькими управляющими и одним выходным воздействиями

Релейный регулятор // 2113004

Способ автоматического управления в системе с люфтом и следящая система для его осуществления // 2114455

Изобретение относится к области систем автоматического управления, в частности к технике формирования управляющих сигналов в системе с люфтом

Релейный регулятор // 2115150

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления различными инерционными объектами, например, поворотными платформами, промышленными роботами, летательными аппаратами

Система управления регистрацией статических характеристик магнитотвердых материалов // 2130634

Изобретение относится к автоматическим системам управления для магнитных измерений и исследования характеристик магнитотвердых материалов

Способ автоматического управления в системе с люфтом и следящая система для его осуществления // 2143719

Следящий привод // 2145724

Изобретение относится к области автоматического регулирования, а конкретно к приводам подъемных механизмов, работающих в условиях значительной неуравновешенности нагрузки, например, электрогидравлические приводы стрелового оборудования экскаваторов, кранов, подъемников и т.п