УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА МЕХАНИЗМА, УПРУГО СОЕДИНЕННОГО С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, С ОГРАНИЧЕНИЕМ ВТОРОЙ И ЧЕТВЕРТОЙ ПРОИЗВОДНЫХ СКОРОСТИ

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться для формирования диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом с ограничением второй и четвертой производных скорости.
Наиболее близким к заявляемому устройству для формирования диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением второй и четвертой производных скорости является устройство для формирования диаграмм изменения скорости исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением ее второй и четвертой производных (см. Пат. на полезную модель 33472, МПК 7 Н 02 Р 7/80. Устройство для формирования диаграмм изменения скорости исполнительного органа механизма, упруго соединенною с электродвигателем, с ограничением ее второй и четвертой производных /Ю.П.Добробаба. В.А.Мурлина, Г.А.Кошкин, С.В.Добробаба, О.П.Соловей, А.Н.Благодырь// от 20.10.03, бюл. №29.), которое принимается за прототип.
Прототип содержит: задатчик, первый суммирующий блок. выход которою соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своею входного сигнала соединен с первым входом второго суммирующего блока, выход которого соединен с входом второго пропорционального блока, выход второго пропорциональною блока соединен с входом второю блока, ограничивающею значение своего входного сигнала, выход второго блока, ограничивающею значение своего входного сигнала соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом второго интегрального блока, выход которого соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока и соединен со вторым входом второго суммирующего блока, третий пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом первого интегрального блока, а выход которою соединен с третьим входом второго суммирующего блока, первый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом первого интегрального блока, второй блок произведения, первый вход которого соединен с выходом второго интегрального блока, третий юлок произведения, первый вход которого соединен с выходом третьего интегрального блока, четвертый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом четвертого интегрального блока.
Существующий прототип не позволяет реализовать диаграмму перемещения электропривода с упругим валопроводом с ограничением второй и четвертой производных скорости.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в формировании рациональной диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом с ограничением второй и четвертой производных скорости, что позволяет совместно с системой автоматического регулирования положения электропривода достичь необходимой
интенсивности перемещения, и как следствие, увеличить производительность промышленных установок, которым по техническим требованиям необходимо ограничение второй и четвертой производных скорости.
Техническим результатом от использования полезной модели является устройство, формирующее рациональную диаграмму перемещения электропривода с упругим валопроводом с ограничением второй и четвертой производных скорости. Указанный технический результата достигается тем, что в известное устройство введены пятый интегральный блок, вход которого соединен с выходом четвертого интегрального блока, а выход которого соединен со вторым входом первого суммирующего блока, второй задатчик, выход которого соединен с входом блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, соединен с входом четвертого пропорционального блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с входом пятого пропорционального блока, с первым и вторым входами пятого блока произведения и с входом первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, третий суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом пятого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом пятого блока произведения, выход третьего суммирующего блока соединен с входом блока, формирующего на выходе значение корня второй степени своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе значение корня второй степени своего входного сигнала, соединен с первыми входами четвертого и пятого суммирующих блоков, выход первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен со вторыми входами четвертого и пятого суммирующих блоков, выход четвертого суммирующего блока соединен с входом первого блока, формирующего на выходе значение корня третьей степени своего входного сигнала, выход которого соединен с первым входом шестого суммирующего блока, выход пятого суммирующего блока соединен с входом второго блока, формирующего на выходе значение корня третьей степени своего входного сигнала, выход которого соединен со вторым входом шестого суммирующего блока, выход шестого суммирующего блока соединен с входом второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с первым и вторым входами шестого блока произведения, с первым входом седьмого блока произведения, с входом третьего блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного н опорного сигналов, с входами шестого, восьмого, десятого, двенадцатого, четырнадцатого, шестнадцатого, восемнадцатого, двадцать первого пропорциональных блоков, выход шестого блока произведения соединен с входами седьмого, девятого, одиннадцатого, тринадцатого, пятнадцатого, семнадцатого, девятнадцатого, двадцать второго пропорциональных блоков, выход седьмого блока произведения соединен с входом двадцатого пропорционального блока, выход седьмого блока произведения соединен с входом двадцатого пропорционального блока, седьмой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом шестого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом седьмого пропорционального блока, восьмой суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом восьмого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом девятого
пропорционального блока, девятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом десятого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого пропорционального блока, а третий вход которого соединен с выходом седьмого блока произведения, десятый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом двенадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом тринадцатого пропорционального блока, одиннадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом четырнадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом пятнадцатого пропорционального блока, двенадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом шестнадцатого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом семнадцатого пропорционального блока, тринадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом восемнадцатого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом девятнадцатого пропорционального блока, а третий вход которого соединен с выходом двадцатого пропорционального блока, четырнадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом двадцать первого пропорционального блока, а второй вход которого соединен с выходом двадцать второго пропорционального блока, выход седьмого суммирующего блока соединен с входом четвертого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход восьмого суммирующего блока соединен с входом пятого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход девятого суммирующего блока соединен с входом шестого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход десятого суммирующего блока соединен с входом седьмого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход одиннадцатого суммирующего блока соединен с входом восьмого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход двенадцатого суммирующего блока соединен с входом девятого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход тринадцатого суммирующего блока соединен с входом десятого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход четырнадцатого суммирующего блока соединен с входом одиннадцатого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход третьего блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать третьего пропорционального блока, выход четвертого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать четвертого пропорционального блока, выход пятого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать пятого пропорционального блока, выход шестого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать шестого пропорционального блока, выход седьмого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать седьмого пропорционального блока, выход восьмого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать восьмого
пропорционального блока, выход девятого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать девятого пропорционального блока, выход десятого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом тридцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом тридцать первого пропорционального блока, тридцать второй пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, а выход которого соединен с первым входом двадцать третьего суммирующего блока, второй вход двадцать третьего суммирующего блока соединен с выходом пятого интегрального блока, выход двадцать третьего суммирующего блока соединен с входом первого блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), и с входом первого блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), девятый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом первого блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), второй вход которого соединен с выходом второго интегрального блока, десятый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом первого блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), а второй вход которого соединен с выходом второго интегрального блока, выход девятого блока произведения соединен с входом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), и с входом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), выход десятого блока произведения соединен с входом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), и с входом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), одиннадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двадцать пятого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), двенадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двадцать шестого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), тринадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двадцать седьмого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), четырнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двадцать восьмого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), пятнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двадцать девятого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного)
сигнала равен единице (нулю), шестнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом тридцатого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом второго блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), семнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом двадцать девятого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), восемнадцатый блок произведения, первый вход которого соединен с выходом тридцать первого пропорционального блока, второй вход которого соединен с выходом третьего блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), пятнадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом одиннадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом двенадцатого блока произведения, шестнадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом тринадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом четырнадцатого блока произведения, семнадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом шестнадцатого блока произведения, восемнадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом семнадцатого блока произведения, а второй вход которого соединен с выходом восемнадцатого блока произведения, девятнадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого суммирующего блока, а второй вход которого соединен с выходом шестнадцатого суммирующего блока, двадцатый суммирующий блок, первый вход которого соединен с выходом семнадцатого суммирующего блока, а второй вход которого соединен с выходом восемнадцатого суммирующего блока, выход двадцать третьего пропорционального блока соединен со вторым входом первого блока произведения, выход двадцать четвертого пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока произведения, выход девятнадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом третьего блока произведения, выход двадцатого суммирующего блока соединен со вторым входом четвертого блока произведения, выход первого блока произведения соединен со вторым входом первого суммирующего блока, выход второго блока произведения соединен с третьим входом первого суммирующего блока, выход третьего блока произведения, соединен с четвертым входом первого суммирующего блока, выход четвертого блока произведения соединен с пятым входом первого суммирующего блока.
Перемещение электропривода осуществляют с рациональным законом при ограничениях второй и четвертой производных скорости, обусловленных технологическими требованиями промышленных установок.
Рациональный закон перемещения электропривода с упругим валопроводом с ограничением второй и четвертой производных скорости состоит из девятнадцати этапов.
На фиг.1, фиг.2 представлена структурная схема устройства для формирования диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением второй и четвертой производных скорости.
Диаграмма перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением второй и четвертой производных
(1)
(2)
(3)
(4)
скорости представлена на фиг.3, где соответственно приведены: зависимость угла поворота электропривода от времени φ(t), зависимость скорости электропривода от времени ω(t), зависимость первой производной скорости электропривода от времени ω(t), зависимость второй производной скорости электропривода от времени ω(t), зависимость третьей производной скорости исполнительного органа механизма от времени ω(t), зависимость четвертой производной скорости исполнительного органа механизма от времени ω(t).
зад
доп
доп
зад
4
зад
зад.min
зад.max
4
4max
(4)
При движении вперед (назад) четвертая производная скорости исполнительного органа механизма на этапах первом, пятом, седьмом, девятом, одиннадцатом, тринадцатом, пятнадцатом и девятнадцатом этапах равна положительному (отрицательному) максимально допустимому значению ; на этапах втором, четвертом, шестом, десятом, четырнадцатом, шестнадцатом и восемнадцатом равна отрицательному (положительному) максимально допустимому значению -. На третьем, восьмом, двенадцатом, и семнадцатом этапах четвертая производная скорости равно  нулю. Третья производная скорости исполнительного органа механизма на этапах третьем, восьмом, двенадцатом и семнадцатом равны нулю. Первая производная скорости исполнительного органа механизма на десятом этапе равна нулю. При этом скорость исполнительного органа механизма и ее первая и третья производная не достигают своих максимально допустимых значений. Длительности первого, второго, четвертого, пятого, шестого, седьмого, девятого, одиннадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого, восемнадцатого, и девятнадцатого этапов равны . Длительности третьего, девятого, тринадцатого и девятнадцатого этапов равны . Длительности и этапов шестого и шестнадцатого этапов равны , где φ - заданное значение угла поворота электропривода. При заданной интенсивности перемещения, величина которой зависит от ω, ω , для получения заданного перемещения φ необходимо изменять длительность шестого этапа t. Заданное значение перемещения исполнительного органа механизма φ может принимать значения от минимального φ до максимального φ при этом длительность шестого этапа t принимает значения от нуля до максимального значения t.
Таким образом, заявляемое устройство для формирования диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением второй и четвертой производных скорости обеспечивает необходимую интенсивность перемещения исполнительного органа механизма, что позволяет достичь максимальной производительности промышленных установок.
Устройство для формирования диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением второй и четвертой производных скорости содержит: задатчик 1, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока 2, выход которого соединен с
входом первого пропорционального блока 3, выход первого пропорционального блока 3 соединен с входом первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока 4, ограничивающего значение своего входного сигнала соединен с первым входом второго суммирующего блока 5, выход которого соединен с входом второго пропорционального блока 6, выход второго пропорционального блока 6 соединен с входом второго блока 7, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока 7, ограничивающего значение своего входного сигнала соединен с входом первого интегрального блока 8, выход первого интегрального блока 8 соединен с в входом второго интегрального блока 9, выход которого соединен со вторым входом второго суммирующего блока бис входом третьего интегрального блока 10, выход третьего интегрального блока 10 соединен с входом четвертого интегрального блока 11, пятый интегральный блок 12, вход которого соединен с выходом четвертого интегрального блока 11, а выход которого соединен со вторым входом первого суммирующего блока 2, третий пропорциональный блок 13, вход которого соединен с выходом первого интегрального блока 8, а выход которого соединен с третьим входом второго суммирующего блока 5, первый блок произведения 14, первый вход которого соединен с выходом первого интегрального блока 8, второй блок произведения 15, первый вход которого соединен с выходом второго интегрального блока 9, третий блок произведения 16, первый вход которого соединен с выходом третьего интегрального блока 10, четвертый блок произведения 17, первый вход которого соединен с выходом четвертого интегрального блока 11, второй задатчик 18, выход которого соединен с входом блока 19, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, выход блока 19, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, соединен с входом четвертого пропорционального блока 20, выход четвертого пропорционального блока соединен с входом пятого пропорционального блока 21, с первым и вторым входами пятого блока произведения 22 и с входом первого блока 23, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, третий суммирующий блок 24, первый вход которого соединен с выходом пятого пропорционального блока 21, а второй вход которого соединен с выходом пятого блока произведения 22. выход третьего суммирующего блока 24 соединен с входом блока 25, формирующего на выходе значение корня второй степени своего входного сигнала, выход блока 25, формирующего на выходе значение корня второй степени своего входного сигнала, соединен с первыми входами четвертого 26 и пятого суммирующих блоков 27, выход первого блока 23, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен со вторыми входами четвертого 26 и пятого 27 суммирующих блоков, выход четвертого суммирующего блока 26 соединен с входом первого блока 28, формирующего на выходе значение корня третьей степени своего входного сигнала, выход которого соединен с первым входом шестого суммирующего блока 30, выход пятого суммирующего блока 28 соединен с входом второго блока 29, формирующего на выходе значение корня третьей степени своего входного сигнала, выход которого соединен со вторым входом шестого суммирующего блока 30, выход шестого суммирующего блока 30 соединен с входом второго блока 31, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход второго блока 31, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с первым и вторым входами шестого блока произведения 32, с первым
входом седьмого блока произведения 33, с входом третьего блока 59, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, с входами шестого 34, восьмого 36, десятого 38, двенадцатого 40, четырнадцатого 42, шестнадцатого 44, восемнадцатого 46, двадцать первого 49 пропорциональных блоков, выход шестого блока произведения 32 соединен с входами седьмого 35, девятого 37, одиннадцатого 39, тринадцатого 41, пятнадцатого 43, семнадцатого 45, девятнадцатого 47, двадцать второго 50 пропорциональных блоков, выход седьмого блока произведения 33 соединен с входом двадцатого пропорционального блока 48, седьмой суммирующий блок 51, первый вход которого соединен с выходом шестого пропорционального блока 34, а второй вход которого соединен с выходом седьмого пропорционального блока 35, восьмой суммирующий блок 52, первый вход которого соединен с выходом восьмого пропорционального блока 36, а второй вход которого соединен с выходом девятого пропорционального блока 37, девятый суммирующий блок 53, первый вход которого соединен с выходом десятого пропорционального блока 38, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого пропорционального блока 39, а третий вход которого соединен с выходом седьмого блока произведения 33, десятый суммирующий блок 54, первый вход которого соединен с выходом двенадцатого пропорционального блока 40, а второй вход которого соединен с выходом тринадцатого пропорционального блока 41, одиннадцатый суммирующий блок 55, первый вход которого соединен с выходом четырнадцатого пропорционального блока 42, а второй вход которого соединен с выходом пятнадцатого пропорционального блока 43, двенадцатый суммирующий блок 56, первый вход которого соединен с выходом шестнадцатого пропорционального блока 44, а второй вход которого соединен с выходом семнадцатого пропорционального блока 45, тринадцатый суммирующий блок 57, первый вход которого соединен с выходом восемнадцатого пропорционального блока 46, второй вход которого соединен с выходом девятнадцатого пропорционального блока 47, а третий вход которого соединен с выходом двадцатого пропорционального блока 48, четырнадцатый суммирующий блок 58, первый вход которого соединен с выходом двадцать первого пропорционального блока 49, а второй вход которого соединен с выходом двадцать второго пропорционального блока 50, выход седьмого суммирующего блока 51 соединен с входом четвертого блока 60, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход восьмого суммирующего блока 52 соединен с входом пятого блока 61, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход девятого суммирующего блока 53 соединен с входом шестого блока 62, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход десятого суммирующего блока 54 соединен с входом седьмого блока 63, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход одиннадцатого суммирующего блока 55 соединен с входом восьмого блока 64, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход двенадцатого суммирующего блока 56 соединен с входом девятого блока 65, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход тринадцатого суммирующего блока 57 соединен с входом десятого блока 66, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход четырнадцатого суммирующего блока 58 соединен с входом одиннадцатого блока 67, формирующего на выходе алгебраическую сумму
значений своего входного и опорного сигналов, выход третьего блока 59, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать третьего пропорционального блока 68, выход четвертого блока 60, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать четвертого пропорционального блока 69, выход пятого блока 61, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать пятого пропорционального блока 70, выход шестого блока 62, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать шестого пропорционального блока 71, выход седьмого блока 63, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать седьмого пропорционального блока 72, выход восьмого блока 64, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать восьмого пропорционального блока 73, выход девятого блока 65, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом двадцать девятого пропорционального блока 74, выход десятого блока 66, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом тридцатого пропорционального блока 75, выход  одиннадцатого блока 67, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом тридцать первого пропорционального блока 76, тридцать второй пропорциональный блок 77, вход которого соединен с выходом второго задатчика 18, а выход которого соединен с первым входом двадцать третьего суммирующего блока 78, второй вход двадцать третьего суммирующего блока 78 соединен с выходом пятого интегрального блока 12, выход двадцать третьего суммирующего блока 78 соединен с входом первого блока 79, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), и с входом первого блока 80, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), девятый блок произведения 81, первый вход которого соединен с выходом первого блока 79, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), второй вход которого соединен с выходом второго интегрального блока 9, десятый блок произведения 82, первый вход которого соединен с выходом первого блока 80, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), а второй вход которого соединен с выходом второго интегрального блока 9, выход девятого блока произведения 81 соединен с входом второго блока 83, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), и с входом второго блока 84, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), выход десятого блока произведения 82 соединен с входом третьего блока 85, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), и с входом третьего блока 86. выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), одиннадцатый блок произведения 87, первый вход которого соединен с выходом двадцать пятого пропорционального блока 70, второй вход которого соединен с выходом второго блока 83, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного
(отрицательного) сигнала равен единице (нулю), двенадцатый блок произведения 88, первый вход которого соединен с выходом двадцать шестого пропорционального блока 71, второй вход которого соединен с выходом второго блока 84, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), тринадцатый блок произведения 89, первый вход которого соединен с выходом двадцать седьмого пропорционального блока 72, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 85, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), четырнадцатый блок произведения 90, первый вход которого соединен с выходом двадцать восьмого пропорционального блока 73, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 86, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), пятнадцатый блок произведения 91, первый вход которого соединен с выходом двадцать девятого пропорционального блока 74, второй вход которого соединен с выходом второго блока 83, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), шестнадцатый блок произведения 92, первый вход которого соединен с выходом тридцатого пропорционального блока 75, второй вход которого соединен с выходом второго блока 84, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), семнадцатый блок произведения 93, первый вход которого соединен с выходом двадцать девятого пропорционального блока 74, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 85, выходной сигнал которого при подаче на его вход отрицательного (положительного) сигнала равен единице (нулю), восемнадцатый блок произведения 94, первый вход которого соединен с выходом тридцать первого пропорционального блока 76, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 86, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), пятнадцатый суммирующий блок 95, первый вход которого соединен с выходом одиннадцатого блока произведения 87, а второй вход которого соединен с выходом двенадцатого блока произведения 88, шестнадцатый суммирующий блок 96, первый вход которого соединен с выходом тринадцатого блока произведения 89, а второй вход которого соединен с выходом четырнадцатого блока произведения 90, семнадцатый суммирующий блок 97, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого блока произведения 91, а второй вход которого соединен с выходом шестнадцатого блока произведения 92, восемнадцатый суммирующий блок 98, первый вход которого соединен с выходом семнадцатого блока произведения 93, а второй вход которого соединен с выходом восемнадцатого блока произведения 94, девятнадцатый суммирующий блок 99, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого суммирующего: блока 95, а второй вход которого соединен с выходом шестнадцатого суммирующего блока 96, двадцатый суммирующий блок 100, первый вход которого соединен с выходом семнадцатого суммирующего блока 97, а второй вход которого соединен с выходом восемнадцатого суммирующего блока 98, выход двадцать третьего пропорционального блока 68 соединен со вторым входом первого блока произведения 14, выход двадцать четвертого пропорционального блока 69 соединен со вторым входом второго блока произведения 15, выход девятнадцатого суммирующего блока 99 соединен со вторым входом третьего блока произведения 16, выход двадцатого суммирующего блока 100 соединен со вторым входом четвертого блока произведения 17, выход первого блока произведения 14
соединен со вторым входом первого суммирующего блока 2, выход второго блока произведения 15 соединен с третьим входом первого суммирующего блока 2, выход третьего блока произведения 16, соединен с четвертым входом первого суммирующего блока 2, выход четвертого блока произведения 17 соединен с пятым входом первого суммирующего блока 2.
Устройство для формирования диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением второй и четвертой производных скорости работает следующим образом.
На входы первого суммирующего блока 2 подаются сигнал с задатчика 1, пропорциональный величине заданного перемещения электропривода, и сигналы обратных отрицательных связей: по напряжению, пропорциональному углу поворота электропривода; по напряжению, пропорциональному скорости электропривода; по напряжению пропорциональному первой производной скорости электропривода; по напряжению пропорциональному второй производной скорости электропривода; по напряжению пропорциональному третьей производной скорости электропривода. Первый пропорциональный блок 3 усиливает сигнал, поступающий с выхода первого суммирующего блока 2. Первый блок 4, ограничивающий значение своего входного сигнала 4, ограничивает сигнал, поступающий с первого пропорционального блока 3. На входы второго суммирующего блока 5 подаются сигнал с первого блока ограничения 3 и сигналы отрицательных обратных связей: по напряжению, пропорциональному третьей производной скорости электропривода; по напряжению, пропорциональному второй производной скорости электропривода. Второй пропорциональный блок 6 усиливает суммарное напряжение, второй блок ограничения 7 ограничивает сигнал, поступающий со второго пропорционального блока 6. Выходной сигнал второго блока ограничения 7. пропорциональный четвертой производной скорости электропривода, интегрируется первым интегральным блоком 8. Выходной сигнал первого интегрального блока 8, пропорциональный третьей производной скорости электропривода интегрируется вторым интегральным блоком 9. Выходной сигнал второго интегрального блока 9, пропорциональный второй производной скорости электропривода интегрируется третьим интегральным блоком 10. Выходной сигнал третьего интегрального блока 10, пропорциональный первой производной скорости электропривода интегрируется четвертым интегральным блоком 11. Выходной сигнал четвертого интегрального блока 11, пропорциональный скорости электропривода интегрируется пятым интегральным блоком 12. Выходной сигнал второго задатчика 18, пропорциональный величине приращения заданного перемещения исполнительного органа механизма, поступает на вход блока 19, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала. Выходной сигнал блока 19, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала поступает на вход четвертого пропорционального блока 20. Далее сигнал поступает на пятый пропорциональный блок 21, на первый и второй входы пятого блока произведения, на вход первого блока 23, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего s входного и опорного сигналов. Сигнал с пятого пропорционального блока 21 поступает на третий суммирующий блок 24, а на второй вход которого поступает сигнал с выхода пятого блока произведения 22, сигнал с выхода третьего суммирующего блока 24 поступает на вход блока 25, формирующего на выходе значение корня, второй степени своего входного сигнала, выходной сигнал блока 25, формирующего па выходе значение корня второй степени своего входного сигнала, поступает на первый
вход четвертого 26 и пятого суммирующих блоков 27, выходной сигнал первого блока 23, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, поступает на второй вход четвертого 26 и пятого 27 суммирующих блоков, выходной сигнал четвертого суммирующего блока 26 поступает на вход первого блока 28, формирующего на выходе значение корня третьей степени своего входного сигнала, выходной сигнал которого поступает на первый вход шестого суммирующего блока 30, выходной сигнал пятого суммирующего блока 28 поступает на вход второго блока 29, формирующего на выходе значение корня третьей степени своего входного сигнала, выходной сигнал которого поступает на второй вход шестого суммирующего блока 30, выходной сигнал шестого суммирующего блока 30 поступает на вход второго блока 31, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов. Выходной сигнал второго блока 31, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, поступает на первый и второй входы шестого блока произведения 32, на первый вход седьмого блока произведения 33, на вход третьего блока 59, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, на входы шестого 34, восьмого 36, десятого 38, двенадцатого 40, четырнадцатого 42, шестнадцатого 44, восемнадцатого 46, двадцать первого 49 пропорциональных блоков, выход шестого блока произведения 32 соединен с входами седьмого 35, девятого 37, одиннадцатого 39, тринадцатого 41, пятнадцатого 43. семнадцатого 45, девятнадцатого 47, двадцать второго 50 пропорциональных блоков. Выходной сигнал с седьмого блока произведения 33 поступает на вход двадцатого пропорционального блока 48. Шестой 34, седьмой 35, восьмой 36, девятый 37, десятый 38, одиннадцатый 39, двенадцатый 40, тринадцатый 41, четырнадцатый 42, пятнадцатый 43, шестнадцатый 44, семнадцатый 45, восемнадцатый 46, девятнадцатый 47, двадцатый 48, двадцать первый 49, двадцать второй 50 пропорциональные блоки выполняют функцию усиления входящего сигнала. Все следующие блоки произведения осуществляют операцию умножения сигналов, поступающих на их первый и второй входы. Далее сигнал поступает согласно описанным выше связям.
Таким образом, изменение сигнала со второго задатчика 18, выходной сигнал которого пропорционален величине приращения заданного перемещения электропривода, осуществляется регулированием коэффициентов отрицательных обратных связей по напряжениям, пропорциональным скорости электропривода, первой производной скорости электропривода, второй производной скорости электропривода, третьей производной скорости электропривода.
Знаки сигналов на выходах первого и второго суммирующих блоков, при подаче положительного сигнала с задатчика на первый вход первого суммирующего блока, на каждом из этапах движения представлены в таблице 1.
Таблица 1
Этапы
Суммарный сигнал на выходе первого суммирующего блока
Суммарный сигнал на выходе второго суммирующего блока
1
+
+
2
+
-
3
+
0
4
-
-
5
+
+
6
-
-
7
-
+
8
-
0
9
+
+
10
-
-
11
*
+
12
-
0
13
+
+
14
-
-
15
+
+
16
+
-
17
- +
0
18
-
•
19
+
+
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
1
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
1
3
вх.min
вх
вх.max
3
3max
В моменты времени (2t+t), (3t+t), (4t+t), (6t+2t), (7t+2t), (10t+3t), (11t+3t), (12t+3t), (14t+4t), (15t+4t). (16t+4t) напряжение на входе первого блока ограничения равно нулю. В моменты времени t, 2t, (5t+t), (6t+t), (9t+2t), (10t+2t), (13t+3t), (14t+3t) напряжение на входе второго блока ограничения равно нулю. При изменении входного напряжения в интервале U≤U≤U длительность десятого этапа изменяется соответственно 0≤t≤t.
Минимальное и максимальное значения входного напряжения определяются соответственно по формулам:
;
.
В зависимости от величины максимальных напряжении на выходе интегральных блоков, ограничивающего напряжения на выходе второго блока ограничения и от максимальных длительностей этапов технологического процесса определяются соответственно постоянные времени:
;
;
;
;
,
где ,
1max
U - максимальное значение напряжения на выходе первого интегрального блока;
2max
U - максимальное значение напряжения на выходе второго интегрального блока;
3max
U - максимальное значение напряжения на выходе третьего интегрального блока;
4mах
U - максимальное значение напряжения на выходе четвертого блока ограничения;
ωшах
U - максимальное значение напряжения на выходе четвертого интегрального блока;
φmах
U - максимальное значение напряжения на выходе пятого интегрального блока.
1
2
С увеличением коэффициента первого пропорционального блока К, коэффициента второго пропорционального блока К повышается точность формирования рациональных диаграмм перемещения исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, с ограничением второй и четвертой производных скорости.
Коэффициенты остальных пропорциональных блоков определяются соответственно по формулам:
11
, , , , , , , , K=1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , .
Значения величин опорных сигналов блоков, формирующих на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов определяются соответственно по формулам:
, , , , , , , , , .
Таким образом, точность формируемой диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом с ограничением с ограничением второй и четвертой производных скорости определяется настройкой линейных блоков: пропорциональных и интегральных; а так же нелинейных блоков, ограничивающего значение своего входного сигнала, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, формирующего на выходе значение корня второй степени своего входного сигнала, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, произведения.