Устройство для измерения скорости подвижного элемента сервосистемы

 

Изобретение относится к измерению скоростей, в частности к измерению скорости подвижного элемента (датчика) в сервосистемах . Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство для измерения скорости подвижного элемента сервосистемы содержит 1 блок (1) переключения , 2 дифференцирующих элемента (2), 1 блок (3) деления, 1 выходную шину (4). 1 компаратор (5), 1 блок (6) формирования двух квадратных сигналов. 6-1-2-3-4. 6-5- 1-3, 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 P 3/42, 3/46

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4028602/10 (22) 09.12.86 (46) 23.02.93. Бюл. М 7 (31) 8530577 (32) 12.12,85 (33) GB (71) Рэнк Тейлор Хобсон Лимитед (GB) (72) Петер Дин Онион (GB) (56) Патент Великобритании N 1290090, кл. G 01 Р 3/42, 3/46, опублик, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОДВИЖНОГО ЭЛЕМЕНТА. Ж, 1797711 АЗ (57) Изобретение относится к измерению скоростей, в частности к измерению скорости подвижного элемента (датчика) в сервосистемах. Цель изобретения — повышение точности измерений. Устройство для измерения скорости подвижного элемента сервосистемы содержит 1 блок (1) переключения, 2 дифференцирующих элемента(2), 1 блок (3) деления, 1 выходную шину (4), 1 компаратор (5), 1 блок (6) формирования двух квадратных сигналов. 6-1 — 2-3-4, 6-51-3, 1 э.п, ф-лы, 4 ил.

1797711 ле управления скоростью, которую можно скомпенсировать лишь при условии нулевой погрешности скорости. В реальных устройствах это условие не соблюдается, что 25 приводит к возникновению пульсаций управляющего сигнала и, следовательно, снижение точности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения. 30

40 в виде оптической решетки и первого и вто-, рого преобразователей, установленных с 45

Изобретение относится к измерению скоростей, в частности к измерению скорости подвижного элемента (датчика) в сервосистемах..

Известно устройство для измерения относительной скорости перемещения двух элементов в сервосистеме, содержащее блок формирования двух квадратных сигналов скорости и схему обработки с использованием дифференцирующих элементов, коммутатора, компаратора,сумматора для выделения сигнала ошибки, используемого для управления двигателем, две обмотки на статоре и роторе которого используются в качестве датчика (блока формирования квадратурных сигналов)

Данное устройство наиболее близко к предлагаемому, однако данное устройство обладает дополнительной погрешностью, связанной с наличием пульсирующей составляющей в дифференцированном сигнаПоставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения скорости подвижного элемента сервосистемы, содержащее блок формирования двух квадратурных сигналов скорости, двумя выходами связанный с соответствующими входами блоков формирования первого и второго сигналов, компаратар, выходом соединенный с управляющим входом блока переключения, дифференцирующий элемент и выходную вину, введен блок деления, а блок формирования двух квадратурных сигналов скорости выполнен возможностью приема света от оптической решетки, блок формирования первого сигнала выполнен в виде первой группы блока переключения, выходами подключенной к входам дифференцирующега элемента, блок формирования второго сигнала выполнен в виде второй группы блока переключения и компаратора. при этом выходы первого и второго преобразователей блока формирования двух квадратурных сигналов скорости подключены соответственна к первым и вторым входам блока переключения, соединены соответственно с первым и вторым входами кампаратара блока формирования второго сигнала, а выход диффе10

20 ренцирующего элемента и выходы второй группы блока переключения соединены через блок деления с выходной шиной, Кроме того, решетка установлена на поворотном элементе или выполнена в виде линейной решетки.

На фиг,1 показана общая структурная схема устройства для измерения скорости; на фиг,2 — пример выполнения блока формирования двух квадратурных сигналов скорости; на фиг,3 — пример выполнения устройства с использованием микропроцессора; на фиг.4 — альтернативный вариант выполнения с использованием средств аналоговой техники.

Устройство для измерения скорости подвижного элемента применительно к микропроцессорному и аналоговому вариантам может быть выполнено в виде блока 1 переключения, подключенного выходами первой и второй групп соответственно к дифференцирующему элементу 2 и блоку 3 деления, соединенному выходам с выходной шиной

4. Компаратор 5 включен между соответствующими выходами блока 6 формирования двух квадратных сигналов скорости и управляющим входом блока 1 переключения.

Блок 6 может быть выполнен в виде оптической решетки 7 (фиг.2) и двух преобразователей 8, 9 установленных с возможностью приема света от решетки 7, падающего на нее от источника 10 света.

При этом решетка 7 может быть выполнена на диске 11, установленном на валу 12, На диске 11, используемом в качестве стола,, могут быть установлены обрабатываемые детали (на чертеже не показаны). Решетка 7 может быть выполнена в виде отражающих и неатражающих штрихов, равномерно распределенных по периферии диска 11.

Вал 12 приводится в действие при помощи электродвигателя 13 (фиг,3). Сигналы на выходах блока б передаются через переключатель 14 к аналого-цифровому преобразователю 15, Микропроцессор (МП) 16, управляющий посредством и ро граммы, хранимой в ЗУПВ 17, приводит в действие переключатель 14, передает сигналы от преобразователей в параллельной форме к постоянному запоминающему устройству (ПЗУ) 18 и параллельно цифровые сигналы регулирования скорости к цифровому преобразователю 19 (ЦАП), выход которого связан через усилитель 20 мощности с электродвигателем 13, МП 16 принимает последовательные цифровые командные сигналй задания скорости и вычисляет управляющий сигнал (шина 21). Выход 22

МП 16 предусмотрен для вывода цифровых

1797711 данных, показывающих, например, что вал

12 вращается с заданной скоростью.

На фиг.4 показан альтернативный вариант выполнения схемы с использованием аналоговых средств. Выходы блока 6 связа. ны через неинвертирующий и инвертирующий дифференцирующие элементы 23, 24 и переключатель 25 (его первую группу) с входом числителя блока 16 деления, вход знаменателя которого соединен через вторую группу переключателя 25 с соответствующими выходами блока 6. Коммутатор 27 управляет переключателем 25 и блоком 26 деления. Положение переключателя 25 позволяет исключить появление нулевых значений на выходах этого переключателя в моменты, когда один из выходных сигналов

Формула изобретения

1. Устройство для измерения скорости подвижного элемента сервосистемы, содержащее блок формирования двух квадратурных сигналов скорости, двумя выходами связанный с соответствующими входами блоков формирования первого и второго сигналов, компаратор, выходом соединенный с управляющим входом блока переключения, дифференцирующий элемент и выходную шину, отл ича ющеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок деления,,а блок формирования двух квадратурных сигналов скорости выполнен в виде оптической решетки и первого и второго. преобразователей, установленных с возможностью приема света от оптической решетки, блок формирования первого сигнала выполнен в виде первой группы блока переключения, блока 6 имеет максимальную величину, а другой — нулевую.

Выходной сигнал блока 26 деления поступает через усилитель 28 и усилитель 20

5 мощности к электродвигателю 13, Усилитель 28 также принимает сигнал запроса по шине 29.

В показанных вариантах вырабатывают непрерывные синусоидальные и косинусои10 дальные сигналы, однако достаточно сформировать требуемую часть сигнала из квадратных сигналов в момент, когда требу- ется вычисление скорости.

Изобретение может быть использовано

15 и для случая формирования квадратурных сигналов из неквадратурных, если известна погрешность фазировки. выходами подключенный к входам дифференцирующего элемента, блок формирования второго сигнала выполнен в виде второй группы блока переключения и компаратора, при этом выходы первого и второго преобразователей блока формирования двух квадратурных сигналов скорости подключены соответственно к первым и вторым входам двух групп блока переключения, соединены соответственно с первым и вторым входами компаратора блока формирования второго сигнала, а выход дифференцирующего элемента и выходы второй группы блока переключения соединены через блок делейия с выходной шиной.

2. Устройство по п1, отл ич а ющеес я тем, что оптическая решетка установлена на поворотном элементе или выполнена в аиде линейной решетки.

1797711

1797711

Составитель lO.Àëåøèí

Техред M.Mîðãåèòàë Корректор Н.Бучок

Редактор О.Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 669 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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