SU1241190A1 - Relay-pulse servo system - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано при управлении электроприводом. Цель, изобретени  - повышение быстродействи  и точности управлени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в систему введены нелинейное корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные датчик скорости, инвертор , ключ и инвертирующий усилитель , соединенный своим выходом с одним из входов сумматора. Система содержит также два преобразовател  угол- напр жение, компаратор, второй ключ и генератор импульсов. В качестве объекта управлени  используетс  либо электродвигатель посто нного тока,либо шаговый двигатель. 2 ил. ю This invention relates to automation and can be used in controlling electric drives. The goal of the invention is to increase speed and accuracy of control. This goal is achieved by the fact that a nonlinear correction device is inserted into the system, containing a velocity sensor connected in series, an inverter, a switch and an inverting amplifier connected by its output to one of the inputs of the adder. The system also contains two angle-voltage converters, a comparator, a second key, and a pulse generator. The control object is either a DC motor or a stepper motor. 2 Il. Yu

Description

I1I1

Изобретение отчюситс  к автоматике и может быть использовано при управлении электроприводом в робототех- нических системах, не допусканлцих перерегулирований и требующих высоко- го быстродействи .The invention is automatic and can be used to control the electric drive in robotic systems that do not allow overshoots and require high speed.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности управлени .The purpose of the invention is to increase speed and accuracy of control.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема след щей системы; на фиг, 2 - временные диаграммы, по сн - -принцип действи  системы при посто нном значении задающего воздействи .FIG. 1 is a functional diagram of the follow system; Fig. 2 shows timing diagrams, ref - the principle of the action of the system with a constant value of the driving force.

След ща  система состоит из перво- го и второго преобразователей угол- напр жение 1 и 2, датчика 3 углового положени , объекта управлени  4, представл ющего собой исполнительный двигатель посто нного тока или щаго- вый двигатель, датчика 5 скорости, инвертора 6, первого ключа 7, инвертирующего усилител  8, сумматора 9, компаратора 10, генератора импульсов П., второго ключа 12, разделител  импуль- сов 13 и усилител  мощности 14.The following system consists of the first and second angle-voltage transducers 1 and 2, the angle position sensor 3, the control object 4, which is an executive DC motor or scap motor, the speed sensor 5, the inverter 6, the first key 7, inverting amplifier 8, adder 9, comparator 10, pulse generator P., second key 12, pulse separator 13 and power amplifier 14.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В период разгона исполнительного устройства до уровн  Рз(интервал вре мени 0-t ), углова  скорость со вращени  двигател  4 имеет положительное значение (см. фиг, 2) и отрицательна  обратна  св зь по скорости должна быть отключена, чтобы не преп т- ствовать разгону с максимально возможным нарастанием скорости. Это требование выполн етс  введением в схему ключа 7, который находитс  на интервале времени 0-tj, в разомкнутом состо нии под действием отрицательного напр жени  инвертора Uu и положительного напр жени  U компаратора. В момент времени t необходимо обеспечить преп тствие дальнейшему воз- растанию управл емой координаты М , превышающей заданный уровень J. Это достигаетс  замыканием ключа 7 в момент времени t под действием отрицательного уровн  напр жени  Ut компа- ратора, поскольку на второй вход ключа продолжает подаватьс  отрицательное значение напр жени  V с выхода инвертора 6. During the acceleration of the actuator to the level of Pz (time interval 0-t), the angular velocity from the rotation of the engine 4 has a positive value (see Fig. 2) and the negative feedback on speed must be turned off so as not to hinder Acceleration with the highest possible increase in speed. This requirement is fulfilled by introducing into the circuit a key 7, which is on the time interval 0-tj, in the open state under the action of the negative voltage of the inverter Uu and the positive voltage U of the comparator. At time t, it is necessary to provide an obstacle to the further increase in the controlled coordinate M, exceeding a predetermined level J. This is achieved by closing the key 7 at time t under the action of the negative voltage level Ut of the comparator, since the second input of the key continues to be supplied the voltage value V from the output of the inverter 6.

Так как ключ выполнен на опера- ционном усилителе, инвертирующем знак входного сигнала, то дл  создани  в интервале t -t глубокой отрицатель902Since the key is made on an operational amplifier that inverts the sign of the input signal, to create a deep negative in the interval t -t

ной обратной св зи по скорости используетс  инв ертирующий усилитель 8, обеспечивающий знак сигнала скоростной обратной св зи, противоположный знаку входного задающего воздействи .The speed feedback uses an inverting amplifier 8 that provides the sign of the speed feedback signal opposite to the sign of the input driver.

Итак, в начале переходного процесса при больших отклонени х системы от установившегос  состо ни  (интервал времени O-t) коэффициент демфировани  мал. В момент достижени  выходной величиной заданного значени  коэффициет демпфировани  возрастает скачком, и перерегулирование исключаетс .Thus, at the beginning of the transition process, with large deviations of the system from the steady state (O-t time interval), the damping coefficient is small. When the output value reaches the specified value, the damping coefficient increases abruptly and overshoot is eliminated.

Таким образом, на выходе инвертирующего усилител  8 формируетс  сигнал Uuy, который, суммиру сь, с сигналом ошибки рассогласовани  Ф , измен ет характер протекани  переходного процесса системы в интервалы времени , tj-Ц , tg.-tg и. т.д. в сторону значительного уменьшени  выбросов над линией установившегос  значени , а в интервале времени tj.- tj , и т.д. в сторону снижени  отклонени  регулируемой координаты под линией устано.вившегос  значени  (пунктирна  крива  на фиг. 2(3).Thus, at the output of the inverting amplifier 8, a signal Uuy is generated, which, summing up with the error error signal F, changes the nature of the system’s transition process at time intervals, tj-C, tg.-tg and. etc. towards a significant reduction in emissions above the steady-state line, and in the time interval tj.- tj, etc. in the direction of reducing the deviation of the adjustable coordinate under the line of the established value (dotted curve in Fig. 2 (3).

С целью улучшени  энергетических показателей процесса управлени  исполнительным механизмом, а также повышени  помехоустойчивости системы применено импульсное управление, которое обеспечиваетс  благодар  вве дению в структуру генератора 11 разнопол  рных пр моугольных импульсов, подаваемых на ключ 12, аналогичный ключу 7, и заполн ющих пачками пр моугольные импульсы U|(, поступающие на второй вход ключа 12. Таким образом , с выхода ключа 12 на распределитель импульсов 13, осуществл ющий поочередное подключение соответствующих обмоток шагового исполнительного механизма, поступают пачки им- пульсов (фиг. 2z) положительной, и отрицательной пол рности, вызыва  соответственно пр мой ход или реверс исполнительного устройства 4.In order to improve the energy performance of the control mechanism of the actuator, as well as improve the noise immunity of the system, pulse control is applied, which is provided by introducing 11 polarized rectangular pulses fed to key 12, similar to key 7, and filling packs, to rectangular pulses U | (, coming to the second input of the key 12. Thus, from the output of the key 12 to the pulse distributor 13, carrying out the alternate connection of the corresponding windings w pulling the actuator, received burst pulses (FIG. 2z) positive and negative polarity, respectively, causing the forward or reverse stroke of the actuator 4.

Усилитель мощности 14 предназначен дл  обеспечени  требуемого уровн  мощности импульсной последовательности , достаточной дл  приведени  в движение исполнительного механизма.The power amplifier 14 is designed to provide the required power level of the pulse sequence, sufficient to set in motion the actuator.

В случае импульсного управлени  исполнительным механизмом непрерывного типа (двигателем посто нногоIn the case of pulsed control of a continuous-type actuator (a permanent motor

тока) распределитель импульсов 13 и усилитель мощности 14 с исполнительным двигателем 4 посто нного тока, управл емым по  корной цепи, могут быть объединены в единый блок,current) pulse distributor 13 and power amplifier 14 with a DC-driven executive engine 4 can be combined into a single unit,

Claims (1)

Формула изобрет е н и  Formula of the invention Релейно-импульсна  след ща  сие- тема, содержаща  два преобразовател  угол-напр жение,вход первого из которых  вл етс  входом задающего воздействи , а вход второго св зан с выходом датчика углового положени , соединенного входом с выходом объекта управлени  , отличающа с  темA relay relay sequence contains two angle-voltage transducers, the input of the first of which is the input of the driver, and the input of the second is connected to the output of the angular position sensor connected to the output of the control object, 9аг./9ag./ что, с целью повьшени  быстродействи  и точности управлени , введены последовательно соединенные датчик скорости, инвертор, первый ключ, инвертирующий усилитель, сумматор и компаратор, последовательно соединенные генератор импульсов, второй ключ, распределитель импульсов и усипитель мощности, соединенный с входом объекта управлени , причем выходы первого и второго преобразователей угол- напр жение соединены с вторым и третьим входами сумматора, управл ющие входы первого и второго ключей подключены к выходу компаратора, а вход датчика скорости соединен с выходом объекта управлени .that, in order to improve speed and accuracy of control, serially connected speed sensor, inverter, first key, inverting amplifier, adder and comparator, serially connected pulse generator, second key, pulse distributor and power booster connected to the input of the control object, and outputs the first and second angle-voltage converters are connected to the second and third inputs of the adder, the control inputs of the first and second keys are connected to the output of the comparator, and the date input ika speed control connected to the output object. tt VjVj уat Фиг.22 Составитель П.Кудр вцев Редактор М.Бандура Техред о.СопкоКорректор А. ЗимокосовCompiled by P. Kudr vtsev Editor M. Bandura Tehred o.SopkoKorrektor A. Zimokosov Заказ 3485/41 Тираж 836ПодписноеOrder 3485/41 Circulation 836 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4