Zapojení elektronického obvodu pro potlačení rázů v jednoduchých regulačních obvodech se servomotory

Číslo patentu: 258520

Dátum: 16.08.1988

Autor: Šimůnek Petr

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

(54) zapojení elektronického obvodu pro potlačou rázů v jednoduchých regulaćnlch obvodech se sorvomotoryÚčelem řešení je vytvoření jednoduchého elektronického zapojeni pro potlačeni parazitních rázů v jednoduchých regulačních obvodech se servomotory, realizovatelného bez nároků na speciální nebo přesné součástky. Uvedeného cíle je dosaženo tím způsobem, že výstup zdroje napětí řídící veličiny je připojen na neinvertujíci vstup prvního operačního zesilovače, jehož výstup je přes dva sériově zapojené odpory připojen na kondenzátor, z kterého je vedena záporná zpětná vazba do prvního mm,1 operačniho zesilovače, přičemž kondenzátor je současně připojen na invertující vstup druhého operačniho zesilovače, na jehož výstup je připojena sériová kombinace dvou proti sobě zapojených Zenerových diod, která je druhým koncem připojena do uzlu mezi dva sériově zapojené odpory,výstup druhého operačního zesilovače je připojen na vstup elektronického filtru,jehož výstup je připojen na vstup řídící veličiny regulačniho obvodu servomotoru.Vynález se týká zapojení elektronického obvodu pro potlačení parazitních rázů v jednoduchých regulačních obvodech se servomotory a to zejména v případech. je-li regulovatelnou veličínou dráha nebo úhel natočení servomotoru, přičemž elektornický obvod je zapojen před regulační obvod bez zásahu do regulátoru a lze jej tedy dodatečně pripojit k již hotovým regulačním obvodům.Nevýhodou jednoduchých regulačních obvodu se servomotory je ta skutečnost, že způsobujírázy v regulované soustavě při situacích, kdy servomotor svoji maximální rychlostí jižnestačí sledovat strmý nárůst řídící veličiny, čímž dojde k odchýlení žádané hodnotyregulované veličiny od skutečně hodnoty a tím i k nadměrnému zvětšení regulační odchýlkya když v této situaci řídicí veličina plynulým přechodem začne klesat. Na tuto změnu servomotor vlivem stále ještě kladné-regulační odchýlky nemůže reagovat a skutečná hodnota stále ještě maximální rychlostí narůstá, i když žádaná hodnota již klesá a to až do okamžiku, kdyse žämuú a skutečná hodnota setkají. Teprve nyní dojde ke komutaci regulační odchýlkya servomotor v maximální rychlosti skokem,změní směr pohybu, byt dle řídící veličiny tatozměna měla být plynulá.V takové situaci vzniká mechanický ráz, který může přstěžovat regulovanou soustsvu,zavédět do ní rušivé impulsy nebo přetěžovat servomotor. Napríklad u hydromotorů dochází k impulsnímu přetěžování tlakových hadic a k jejich prsskání.Uvedené nedostatky dosud známých řešení jsou odstraněny zapojením elektronického obvodu pro potlačení parazitních rázu v jednoduchých regulačních obvodech se servomotory tím způsobem, že výstup zdroje signálovéhc napětí řídící veličiny je připojen na neinvertující vstupprvního operačního zesilovače, jehož výstup je přes dva sériově zapojené odpcry připojen na kondenzátor, z kterého je vedena záporná zpětná vazba do prvního operačního zesilovače, přičemž kondenzátor je současně připojen na neinvertující vstup druhého operačního zesilovače, na jehož výstup je připojena sériová kombinace dvou proti sobě zapojených zenerových diod, jež je druhým koncem připojena do uzlu mezi dva sériově zapojené odpory,výstup druhého operačníhc zesilovače je připojen na vstup elektronického filtru, jehož výstup je připojen na vstup řídící veličiny requlačního obvodu servomotoru.Výhoda elektronického obvodu podle vynálezu spočívâ v tom, že je zapojen před regulační obvod do signälové cesty řídicí veličiny a regulátor v regulačním obvodu může zůstat v jednoduchém provedení. Elektronický obvod není tedy ve smyčce zpětné vazby regulačního obvodu a nemůže poškodit jeho stabilitu. Může být proto dodatečně připojen k již hotovým regulačním obvodüm bez jakýchkoliv dalších zásahu do těchto obvodu.Elektronické řešení obvodu pro potlačení rázu v regulačních obvodech je velmi jednoduché a snadno realizovatelne bez nároku na speciální nebo přesné součástky.Příklad zapojení elektronického obvodu podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese,zkde obr. 1 představuje schéma zapojení elektronického obvodu pro potlačení parazítních rázů v jednoduchých regulačních obvodech se servomotory, obr. 2 znázorňuje diagram časového průběhu původního elektrického signálu, upraveného signálu uvnitř obvodu a signálu na výstupu z elektronického obvodu.Elektronický obvod pro potlačování parazitních rázů v jednoduchých regulačních obvodech znézorněný na obr. 1 sestává se z prvního operačniho zesilovače g, na jehož neinvertující vstup l je připojen výstup zdroje řídicíhc napětí g, výstup prvního operačního zesilovače g je přes dva sériové zapojené odpcry g a 5 připojen na kondenzátor Q, z kterého je vedena zaporná zpětná vazba g do prvního operačního zesilovače g.Na kondenzátor § je dále připojen vstup druhého operačního zesilovače 1 se zesílením 1, na jehož výstup g je připojena sériová kombinace dvou proti sobě zapojených zenerových diod §, zapojených druhým koncem do uzlu mezi odpory g a 1.Výstup g druhého operačního zesilovače 1 je připojen na vstup lg elektronického filtru ll, jehož výstup je připojen k vstupu regulačního obvodu servomotoru.Funkce popsaného obvodu, který pracuje jakocmezovač rychlosti přeběhu elektrického signálu, je následující Vstupní řídící napětí 51 je působením záporné zpětné vazby Ě srovnáváno s napätím gz na kondenzátoru § a tím operační Zesilovač g pracuje tak, aby se napětí 32 shodovalo s napětím ul. Napětí uz na kondenzâtoru Ž je snímáno operačním zesilovačem 1 se zesílením 1 a převáděno na výstup lg. Napětí 52 na kondenzátoru á vzniká jeho nabíjením přes odpory Q a 5, na kterých vzniká napětový úbytek úměrný nabíjecímu proudu. se zvyšováním rychlosti změny vstupního napětí pl a tím i napětí E 2 na kondenzátoru § se musí zvyšovat a nabíjecí proud i kondenzátoru Q dle diferenciálního vztahui je nabíjecí proud kondenzátoru V A C je kapacita kondenzátoru ve F uz je napětí na kondenzátoru ve VTim se zvyšuje i úbytek napětí na odporu 3, které při dosažení určité hodnoty rychlosti změny vstupního napětí ul překročí otevírací napětí sériové kombinace Zenerových diod Q. Napětí na těchto diodách se vlivem jednotkového zesílení operačního zesilovače 1 přesně shoduje s úbytkem napětí na odporu 1.V okamžiku, kdy dojde k otevření diod Q, dojde ke svedení části nabíjecího proudu 3 z odporu g do velmi malého výstupního odporu operačního zesilovače 1. Proto nemůže úbytek napětí na odporu A překročit konstantní otevírací napětí diod Q a tím je i na konstantní hodnotu omezen maximální nabíjecí proud i max. kondenzátoru §. ze vztahuvyplývá, že je tím na konstantní hodnotu omezena i maximální rychlost změny napětí gz na kondenzátoru § a v důsledku toho i rychlost změny signálového napětí 33 na výstupu 2.Působení obvodu dle vynálezu na tvar elektrického signálu je znázorněn na příkladu na obr. 2. Předpokládejme, že časový průběh elektrického napětí 5 představující řídící veličina má ve vzestupně části větší strmost nárůstu, čili rychlost přehěhu, než je maximální rychlost přeběhu servomotoru, což bez použití obvodu dle vynálezu zpüsobí výše popsaný mechanický ráz. Přivedeme-li toto napětí do obvodu dle vynálezu, získáme V místě g časový průběh signálu Q, přičemž strmost jeho nárústu je omezena tak, aby servomotor stačil sledovat takto upravenou řídící veličinu a nedošlo k nadměrnému zvětšení regulační odchylky.Tento časový průběh Ě má však v bodě Q opět ostrou špičku, obdobnou, jakou by měla skutečná hodnota regulované veličiny bez použití obvodu dle vynálezu a která by způsobila rychlou změnu směru chodu servomotoru s výše popsaným nepříznivým rázem. Protože se však jedná 0 průběh elektrického napětí a nikoliv o skutečnou hodnotu regulované veličiny,která je mechanického charakteru, lze tuto špičku elektricky odstranit kmitočtovým filtrem - dolní prepustí ll, jehož výstupní napětí má tvar Q a ostrá špička Q je nahrazena plynulým předchodem § do opačného směru. Mezní kmitočet filtru je vhodné nastavit na horní hranici kmitočtového spektra původní řídící veličiny 5, přičemž je nutno počítat s tím, že filtr způsobí příslušné malé časové zpoždění 553. Výstupní napětí s časovým průběhem g se přivede jakožto upravená řídící veličina do regulačního obvodu a protože nemůže mít vyšší rychlost přeběhu než odpovídá maximální rychlosti přeběhu servomotoru, nemůže nikdy dojít ke vzniku výše popsaných mechanických rázü.zapojení elektronického obvodu pro potlačeni rázů v jednoduchých regulačnich obvodechse aervomotory, sestávajici se z operačnich zesilovačú a elektronického filtru, vyznačujíci se tim, že výstup zdroje (ul) řidici veličiny je připojen na neinvertujici vstup (1) prvního operačního zesilovače (2), jehož výstup je přes dva sériově zapojené odpory (3) a (4) připojen na kondenzátor (5), ze kterého je vedena záporná zpětná vazba (B) do prvního operačního zesilovače (2), přičemž kondenzátor (5) je současně připojen na neinvertujicí vstup druhého operačního zesilovače (7) s jednotkovým zesilenim, na jehož výstup je připojena sériová kombinace dvou, proti sobě zapojených Zenerových diod (6), jež je druhým koncam pŕipojena do uzlu mezi dva sériové zapojené odpory (3) a (4), výstup (9) druhého operačniho zesilovače (7) je připojen vstup (10) e 1 ektronickéhofiltru (11), jehož výstup je připojen na vstup řidicí veličiny regulačního obvodu servomotoru.

MPK / Značky

MPK: F15B 9/03, G05B 11/36

Značky: elektronického, servomotory, jednoduchých, potlačení, obvodů, zapojení, obvodech, regulačních, rázů

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-258520-zapojeni-elektronickeho-obvodu-pro-potlaceni-razu-v-jednoduchych-regulacnich-obvodech-se-servomotory.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zapojení elektronického obvodu pro potlačení rázů v jednoduchých regulačních obvodech se servomotory</a>

Podobne patenty