SU1164848A2 - Позиционный электропривод - Google Patents

Abstract

ПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД по авт.св. № 1064409, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, ч, целью повышени  точности позиционировани , в него дополнительно введены датчик.деформации , сочлененный с пьезоэлементом , апериодическое звено и пропорциональное звено, причем выход датчика деформации соединен с входом усилител , пропорциональное звено включено параллельно интегратору, а задатчик положени  соединен с входом сумматора через апериодическое звено. 1 (Л CD 4 00 Ntib СХ)

Description

1 Изобретение относитс  к электро технике, в частности к позиционном электроприводу. Из основного авт.св.№ 1064409 известен позиционный электропривод содержащий электродвигатель, сочле ненный с.подвижной платформой,  ко на  обмотка которого соединена с преобразователем, последовательносв занные задатчик положени , сумм тор, интегратор, усилитель, пьезоэлемент , сочлененный свободным кон цом с исполнительным органом, а другим концом закрепленньш на подвижной платформе, интерферометриче кий датчик положени  исполнительно органа, соединенный своим выходом вторым входом сумматора, дифференцирующее звено и нелинейное звено типа зоны нечувствительности, причем выход усилител  через нелинейное звено соедийен с входом преобразовател , а вход лнтерферомет- рического датчика положени  исполнительного органа через дифференцирующее звено соединен с входом усилител  ll , Недостатком известного позиционного электропривода  вл етс  его чувствительность к вибрационным возмущени м положени  исполнительного органа со стороны подвижной платформы. Вибрации исполнительного органа могут возникать при включении электродвигател  перемещени  платформы, могут вызыватьс  вибраци ми подвижной плат формы, св занными с работой постороннего механического оборудовани  с дрожанием опор и фундамента и т.д Такие возмущени  бьшают обычно незн чительными по величине и в грубых позиционных электроприводах могут не учитыватьс . Однако в известном электроприводе, оснащенном интерфероме рйческим датчиком положени  , облад 0ой);им высокой чувствительность вибрационные возмущени  могут оказатьс  йедопустимо большими. В тех случа х когда частоты вибрационных возмущений близки к резонансной час тоте пье оэлемента, в электроприводе может даже возникать режим усиле ни  этих вибрационных возмущений. Вибрационйые и направленные перемещени  платформы привод т к возникно вению дополнительной динамической погрешюсти позиционировани , ве482 личина которой тем больше, чем выше скорость платформы и отношение массы исполнительного органа к массе платформы. Цель изобретени  - повышение точности позиционировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в позиционный электропривод дополнительно введены датчик деформации, сочлененный с пьезоэлементом , апериодическое звено и пропорциональное звено, причем выход датчика деформации соединен с входом усилител , пропорциональное звено включено параллельно интегратору , а задатчик положени  соединен с входом сумматора через апериодическое звено. На чертеже приведена схема позиционного электропривода. Позиционньй электропривод содержит электродвигатель 1, сочлененный с подвижной платформой 2,  корна  обмотка которого соединена с преобразователем 3, задатчик положени  4, последовательно соединенные сумматор 5, интегратор 6, усилитель 7, нелинейный элемент 8, выход которого соединен с входом преобразовател  3, выход усилител  7 соединен с пьезоэлементом 9, сочлененным свободным концом с исполнительным органом 10, а другим концом закрепленным на подвижной платформе 2, интерферометрический- датчик положени  11 исполнительного органа 10, соединенный своим выходом с входом сумматора 5. и через дифференцирующее звено 12 - с входом усилител  7, датчик деформации 13, сочлененньй с пьезоэлементом 9, апериодическое звено .14 и. пропорциональное звено 15, причем выход датчика деформации 13 соединен с входом усилител  7, про- порциональное звено 15 включено параллельно интегратору 6, а задатчик положени  4 соединен с входом сумматора 5 через апериодическое звено 14. В качестве датчика деформации 13 пьезозлемента 9 могут быть использованы любые известные датчики малых перемещений, емкостные, индукционные , фотодатчики и т.д. От датчика деформации 13 не требуетс  высокой точности, поскольку она не вли ет на статическую точность системы в целом. Электропривод работает следующим образом. Задающий сигнал от задатчика положени  4 через апериодическое звено 14 поступает на вход сумматора 5, где алгебраически суммируетс  с имею 1ЧИМ обратный знак сигналом обратной св зи по положению исполнительного органа 10, поступающим от интерферометрического датчика положени  11; Сигнал рассогласовани  с выхода сумматора 5 поступает на входы включенных параллельно интегратора 6 и пропорционального звена 15. Сигнал с выхода параллельно включенных интегратора 6 и пропорционального звена 15 поступает на вход усилител  7, выходное напр жение которого управл ет положением пьезоэлемента 9. Пье зоэлемент 9 деформируетс  и перемещает исполнительный орган 10 на рассто ние , пропорциональное изменению напр жени  на выходе усилител  7. Од новременно напр жение с выхода усилите ,л  7 через нелинейный элемент 8 имеющий характеристику типа зоны нечувствительности, поступает на преобразователь 3, выходноенапр жение которого управл ет электродвигателем 1, предназначенным дл  перемещени  подвижной платформы.2 вместе с установленным на ней пьезоэлементом 9. Если напр жение, приложенное к пьезоэлементу 9, меньше зоны нечувствительности нелинейного элемента 8, то включени  электродвигател  1 перемещени подвижной п атформы 2 не происходит. В противном случае, на выходе нелинейного эле1 ента 8 по вл етс  сигнал, поступающий на вход преобразовател  3, управл ющего электродвигателем 1 перемещени  подвижной платформы 2, котора  перемещаетс  вместе с установленным на ней пьезоэлементом 9 и исполнительным органом 10, При этом напр жение на выходе усилител  7 умень- щаетс  и входит в зону нечувствител ности нелинейного элемента 8, после чего происходит от- ключение электродвигател  1. Сигнал по положению исполнительного органа 10 с выхода интерферометрического датчика положени  I1 поступает через дифференцирующее зве-

но 1,2 на вход усилител  7. При этом на выходе дифференцирующего звена 12 формируетс  корректирующий сигнал

Позиционный электропривод при соответствующей настройке нечувствителен к вибрационным возмущени м по скорости перемещени  исполнительного органа 10. Соответствующим выбором коэффициентов усилени  дифференцирующего звена 12, интегратора 6 и коэффициентов усилени  по входам сумматора 5 можно получить любую из известных оптимальных настроек системы. Вибрации подвижной платформы 2 вызывают смещение в пространстве закрепленного на ней конца пьезо- элемента 9 по отношению к его другому концу, на котором закреплен исполнительный орган 10. Относительное смещение концов пьезоэлемента 9 воспринимаетс  датчиком деформа11ЛИ 13, сочлененным с пьезоэлементом 9. Сигнал с выхода датчика деформации 13, пропорциональный деформации пьезоэлемента 9, поступает со знаком плюс на вход усилител  7. Такое выполнение электропривода позвол ет снизить чувствительность его к вибрационным возмущени м положени  исполнительного органа 10 со стороны подвижной платформы 2 за счет введени  компенсирующей положительной обратной св зи по деформации пьезоэлемента 9. I Однако введение одной только компенсирующей положителъной обратной св зи по деформации пьезоэлемента 9 снижает запас устойчивости системы. При полной нечувствительности электропривода к вибрационным воз ущени м со стороны подвиж-. ной платформ 1 система становитс  неустойчивой. Восстановление требуемого запаса устойчивости Осуществл етс  за счет введени  пропорционального звена 15, подключаемого параллельно интегратору 6, и соответствующего выбора коэффициента усилени  пропорционального звена 15. Однако пропорциональное звено 15 восстанав- лива  устойчивость электропривода, приводит к некоторой формировке переходных процессов в системе при отработке задани  по положению и может ухудщить их качество. Апериодическое звено 14, включенное межДу задатчиком положени  4 и сумматором 5, восстанавливает исходное качество динамических процессов отработки изменений заданного положени  испол55 нительного органа 10.

5 . 11648486

со стороны подвижной платформы 2.гана ГО, а такжезначительно лучше

Реакци  электропривода на изменениеотрабатываютс .возмущени .св занзадани  и на изменение нагрузки,ные с вй раци  ш интерферометричесприложенной к исполнительному рр-кого датчика положени  П.

гану 10, идентична реакции на эти5

воздействи  пьезоэлемент а 9, В пред-Таким образом, электропривод

лагаемом электроприводе отсутству-позвол ет в несколько раз повысить

ёт дополнительна  динамическа  ошиб-точность позиционировани  в услови х

ка по положению исполнительного ор-вибрации оборудовани .

Claims (1)

1. ПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД по авт.св. № 1064409, о т л и ч а тощи й с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, в него дополнительно введены датчик.деформации, сочлененный с пьезоэлементом, апериодическое звено и пропорциональное звено, причем выход датчика деформации соединен с входом усилителя, пропорциональное звено включено параллельно интегратору, а задатчик положения соединен с входом сумматора через апериодическое звено.

   тин ¹ . 1