УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГРАММЫ ДЛЯ СРЕДНИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА МЕХАНИЗМА, УПРУГО СОЕДИНЕННОГО С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ, ПОДКЛЮЧЕННЫМ К ИНЕРЦИОННОМУ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЮ

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в промышленных установках для формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю.
Аналогом разработанного устройства является устройство для формирования рациональной диаграммы для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к безынерционному преобразователю /Пат. ПМ №42717 от 10.12.2004, бюл. №34/.
Аналог реализует диаграмму для малых перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к безынерционному преобразователю.
Наиболее близким к заявленному устройству для формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю является устройство для формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к безынерционному преобразователю /Пат. ПМ №40121 от 27.08.2004, бюл. №24/.
Прототип содержит: первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока ограничения, выход первого блока ограничения соединен с первым входом второго пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с входом второго блока ограничения, выход второго блока ограничения соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом второго интегрального блока, с входом третьего пропорционального блока и с первым входом первого блока произведения, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока, с входом четвертого пропорционального блока и с первым входом второго блока произведения, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, со вторым входом второго пропорционального блока и с первым входом третьего блока произведения, выход четвертого пропорционального блока соединен с третьим входом второго пропорционального блока, выход третьего пропорционального блока соединен с четвертым входом второго пропорционального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом пятого интегрального блока и с первым входом четвертого блока произведения, выход пятого интегрального блока соединен со вторым входом первого пропорционального блока, второй задатчик, выход которого соединен с входом блока вычисления модуля, выход блока вычисления модуля соединен с входом пятого пропорционального блока, выход пятого пропорционального блока соединен с входом первого блока арифметических функций, выход первого блока арифметических функций соединен с входом блока функции возведения в степень, выход блока функции возведения в степень соединен с входом второго блока арифметических функций, выход второго блока арифметических функций соединен с входом третьего блока арифметических функций, с входом четвертого блока арифметических функций, с входом пятого блока арифметических функций, с входом шестого блока арифметических функций, с входом седьмого блока арифметических функций и с входом восьмого блока арифметических функций, выход третьего блока арифметических функций соединен с входом шестого пропорционального блока, выход шестого пропорционального блока соединен со вторым входом четвертого блока произведения, выход четвертого блока произведения соединен с третьим входом первого пропорционального блока, выход четвертого блока арифметических функций соединен с входом седьмого пропорционального блока, выход седьмого пропорционального блока соединен со вторым входом третьего блока произведения, выход третьего блока произведения соединен с четвертым входом первого пропорционального блока, выход пятого блока арифметических функций соединен с входом восьмого пропорционального блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с первым входом пятого блока произведения, выход шестого блока арифметических функций соединен с входом девятого пропорционального блока, выход девятого пропорционального блока соединен с первым входом шестого блока произведения, выход седьмого блока арифметических функций соединен с входом десятого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с первым входом седьмого блока произведения, выход восьмого блока арифметических функций соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с первым входом восьмого блока произведения, двенадцатый пропорциональный блок, вход которого соединен с выходом второго задатчика, первый блок алгебраического сумматора, первый вход которого соединен с выходом пятого интегрального блока, второй вход соединен с выходом первого задатчика, третий вход соединен с выходом двенадцатого пропорционального блока, выход первого блока алгебраического сумматора соединен с первым входом девятого блока произведения, второй вход девятого блока произведения соединен с выходом второго задатчика, выход девятого блока произведения соединен с входом блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), и с входом блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен нулю (единице), выход блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), соединен со вторым входом пятого блока произведения и со вторым входом седьмого блока произведения, выход блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен нулю (единице), соединен со вторым входом шестого блока произведения и со вторым входом восьмого блока произведения, выход шестого блока произведения соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора, выход пятого блока произведения соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора, выход второго блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с пятым входом первого пропорционального блока, выход восьмого блока произведения соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход седьмого блока произведения соединен со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход третьего блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с шестым входом первого пропорционального блока.
Прототип реализует рациональную диаграмму для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к безынерционному преобразователю, поэтому его использование не позволяет достичь высокой точности позиционирования исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю.
Задачей полезной модели является разработка устройства, формирующего рациональную диаграмму для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности позиционирования исполнительного органа механизма за счет учета математическим обеспечением заявляемого устройства инерционности преобразователя.
Технический результат достигается устройством для формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю тем, что из известного устройства выведены соединения между выходом второго блока ограничения и входом первого интегрального блока, между выходом седьмого пропорционального блока и вторым входом третьего блока произведения, между выходом второго блока алгебраического сумматора и вторым входом второго блока произведения, между выходом восьмого пропорционального блока и первым входом пятого блока произведения, между выходом девятого пропорционального блока и первым выходом шестого блока произведения; в которое дополнительно введены тринадцатый пропорциональный блок, первый вход которого соединен с выходом второго блока ограничения, выход тринадцатого пропорционального блока соединен с входом третьего блока ограничения, выход третьего блока ограничения соединен с входом шестого интегрального блока, выход шестого интегрального блока соединен с входом первого интегрального блока, с входом четырнадцатого пропорционального блока, с входом пятнадцатого пропорционального блока и с первым входом десятого блока произведения, выход первого интегрального блока соединен с входом шестнадцатого пропорционального блока, выход второго интегрального блока соединен со вторым входом тринадцатого пропорционального блока, выход шестнадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом тринадцатого пропорционального блока, выход четырнадцатого пропорционального блока соединен с четвертым входом тринадцатого пропорционального блока, выход пятнадцатого пропорционального блока соединен с пятым входом второго пропорционального блока, выход седьмого пропорционального блока соединен с первым входом пятого блока произведения, выход восьмого пропорционального блока соединен с первым входом шестого блока произведения, выход второго блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом третьего блока произведения, выход девятого пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока произведения, девятый блок арифметических функций, вход которого соединен с выходом второго блока арифметических функций, выход девятого блока арифметических функций соединен с входом семнадцатого пропорционального блока, выход семнадцатого пропорционального блока соединен с первым входом одиннадцатого блока произведения, десятый блок арифметических функций, вход которого соединен с выходом второго блока арифметических функций, выход десятого блока арифметических функций соединен с входом восемнадцатого пропорционального блока, выход восемнадцатого пропорционального блока соединен с первым входом двенадцатого блока произведения, выход блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), соединен со вторым входом одиннадцатого блока произведения, выход блока, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен нулю (единице), соединен со вторым входом двенадцатого блока произведения, выход двенадцатого блока произведения соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора, выход одиннадцатого блока произведения соединен со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора, выход четвертого блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом десятого блока произведения, выход десятого блока произведения соединен с седьмым входом первого пропорционального блока.
Рациональная диаграмма для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю состоит из двадцати шести этапов, при этом пятая производная скорости исполнительного органа механизма изменяется скачкообразно. На первом, третьем, пятом, девятом, одиннадцатом, тринадцатом, пятнадцатом, семнадцатом, девятнадцатом, двадцать первом, двадцать третьем и двадцать пятом этапах пятая производная скорости исполнительного органа механизма равна максимальному значению ; на втором, четвертом, шестом, восьмом, десятом, двенадцатом, четырнадцатом, шестнадцатом, восемнадцатом, двадцать втором, двадцать четвертом и двадцать шестом этапах пятая производная скорости исполнительного органа механизма равна - ; на седьмом и двадцатом этапах пятая производная скорости исполнительного органа механизма равна нулю. В конце третьего и двадцать третьего этапов вторая производная скорости исполнительного органа механизма достигает максимально допустимого значения ; в конце десятого и шестнадцатого этапов вторая производная скорости исполнительного органа механизма достигает значения - . На седьмом этапе первая производная скорости исполнительного органа механизма равна максимально допустимому значению ; на двадцатом этапе первая производная скорости исполнительного органа механизма равна - . Для диаграммы справедливы соотношения /1/:
;
;
;
;
;
;
,
1
где t - длительность первого, третьего, четвертого, шестого, восьмого, десятого, одиннадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, шестнадцатого, семнадцатого, девятнадцатого, двадцать первого, двадцать третьего, двадцать четвертого и двадцать шестого этапов;
1
2t - длительность второго, пятого, девятого, двенадцатого, пятнадцатого, восемнадцатого, двадцать второго и двадцать пятого этапов;
2
t - длительность седьмого и двадцатого этапов;
Т - длительность цикла;
- максимальное значение четвертой производной скорости исполнительного органа механизма;
- максимальное значение третьей производной скорости исполнительного органа механизма;
- максимальное значение скорости исполнительного органа механизма.
Условие существования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю
гр.1
кон
нач
гр.2
φ≤(φ-φ)≤φ,
где ;
.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства для формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю.
Устройство для формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю содержит первый задатчик 1, выход которого соединен с первым входом первого пропорционального блока 2, выход первого пропорционального блока 2 соединен с входом первого блока ограничения 3, выход первого блока ограничения 3 соединен с первым входом второго пропорционального блока 4, выход второго пропорционального блока 4 соединен с входом второго блока ограничения 5, выход второго блока ограничения 5 соединен с первым входом тринадцатого пропорционального блока 6, выход тринадцатого пропорционального блока 6 соединен с входом третьего блока ограничения 7, выход третьего блока ограничения 7 соединен с входом шестого интегрального блока 8, выход шестого интегрального блока 8 соединен с входом первого интегрального блока 9, с входом четырнадцатого пропорционального блока 14, с входом пятнадцатого пропорционального блока 16 и с первым входом десятого блока произведения 19, выход первого интегрального блока 9 соединен с входом второго интегрального блока 10, с входом шестнадцатого пропорционального блока 15, с входом третьего пропорционального блока 17 и с первым входом первого блока произведения 20, выход второго интегрального блока 10 соединен с входом третьего интегрального блока 11, со вторым входом тринадцатого пропорционального блока 6, с входом четвертого пропорционального блока 18 и с первым входом второго блока произведения 21, выход шестнадцатого пропорционального блока 15 соединен с третьим входом тринадцатого пропорционального блока 6, выход четырнадцатого пропорционального блока 14 соединен с четвертым входом тринадцатого пропорционального блока 6, выход третьего интегрального блока 11 соединен с входом четвертого интегрального блока 12, со вторым входом второго пропорционального блока 4 и с первым входом третьего блока произведения 22, выход четвертого пропорционального блока 18 соединен с третьим входом второго пропорционального блока 4, выход третьего пропорционального блока 17 соединен с четвертым входом второго пропорционального блока 4, выход пятнадцатого пропорционального блока 16 соединен с пятым входом второго пропорционального блока 4, выход четвертого интегрального блока 12 соединен с входом пятого интегрального блока 13 и с первым входом четвертого блока произведения 23, выход пятого интегрального блока 13 соединен со вторым входом первого пропорционального блока 2, второй задатчик 29, выход которого соединен с входом блока вычисления модуля 30, выход блока вычисления модуля 30 соединен с входом пятого пропорционального блока 31, выход пятого пропорционального блока 31 соединен с входом первого блока арифметических функций 32, выход первого блока арифметических функций 32 соединен с входом блока функции возведения в степень 33, выход блока функции возведения в степень 33 соединен с входом второго блока арифметических функций 34, выход второго блока арифметических функций 34 соединен с входом третьего блока арифметических функций 58, с входом четвертого блока арифметических функций 55, с входом пятого блока арифметических функций 51, с входом шестого блока арифметических функций 49, с входом седьмого блока арифметических функций 46, с входом восьмого блока арифметических функций 42, с входом девятого блока арифметических функций 39 и с входом десятого блока арифметических функций 35, выход третьего блока арифметических функций 58 соединен с входом шестого пропорционального блока 59, выход шестого пропорционального блока 59 соединен со вторым входом четвертого блока произведения 23, выход четвертого блока произведения 23 соединен с третьим входом первого пропорционального блока 2, выход четвертого блока арифметических функций 55 соединен с входом седьмого пропорционального блока 56, выход седьмого пропорционального блока 56 соединен с первым входом пятого блока произведения 57, выход пятого блока арифметических функций 51 соединен с входом восьмого пропорционального блока 52, выход восьмого пропорционального блока 52 соединен с первым входом шестого блока произведения 53, выход шестого блока арифметических функций 49 соединен с входом девятого пропорционального блока 50, выход девятого пропорционального блока 50 соединен со вторым входом второго блока произведения 21, выход седьмого блока арифметических функций 46 соединен с входом десятого пропорционального блока 47, выход десятого пропорционального блока 47 соединен с первым входом седьмого блока произведения 48, выход восьмого блока арифметических функций 42 соединен с входом одиннадцатого пропорционального блока 43, выход одиннадцатого пропорционального блока 43 соединен с первым входом восьмого блока произведения 44, выход девятого блока арифметических функций 39 соединен с входом семнадцатого пропорционального блока 40, выход семнадцатого пропорционального блока 40 соединен с первым входом одиннадцатого блока произведения 41, выход десятого блока арифметических функций 35 соединен с входом восемнадцатого пропорционального блока 36, выход восемнадцатого пропорционального блока 36 соединен с первым входом двенадцатого блока произведения 37, двенадцатый пропорциональный блок 24, вход которого соединен с выходом второго задатчика 29, первый блок алгебраического сумматора 25, первый вход которого соединен с выходом пятого интегрального блока 13, второй вход соединен с выходом первого задатчика 1, третий вход соединен с выходом двенадцатого пропорционального блока 24, выход первого блока алгебраического сумматора 25 соединен с первым входом девятого блока произведения 26, второй вход девятого блока произведения 26 соединен с выходом второго задатчика 29, выход девятого блока произведения 26 соединен с входом блока 27, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), и с входом блока 28, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен нулю (единице), выход блока 27, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен единице (нулю), соединен со вторым входом пятого блока произведения 57, со вторым входом седьмого блока произведения 48 и со вторым входом одиннадцатого блока произведения 41, выход блока 28, выходной сигнал которого при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала равен нулю (единице), соединен со вторым входом шестого блока произведения 53, со вторым входом восьмого блока произведения 44 и со вторым входом двенадцатого блока произведения 37, выход шестого блока произведения 53 соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора 54, выход пятого блока произведения 57 соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора 54, выход второго блока алгебраического сумматора 54 соединен со вторым входом третьего блока произведения 22, выход третьего блока произведения 22 соединен с четвертым входом первого пропорционального блока 2, выход второго блока произведения 21 соединен с пятым входом первого пропорционального блока 2, выход восьмого блока произведения 44 соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора 45, выход седьмого блока произведения 48 соединен со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора 45, выход третьего блока алгебраического сумматора 45 соединен со вторым входом первого блока произведения 20, выход первого блока произведения 20 соединен с шестым входом первого пропорционального блока 2, выход двенадцатого блока произведения 37 соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора 38, выход одиннадцатого блока произведения 41 соединен со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора 38, выход четвертого блока алгебраического сумматора 38 соединен со вторым входом десятого блока произведения 19, выход десятого блока произведения 19 соединен с седьмым входом первого пропорционального блока 2.
кон
6
1
9
1
2
2
кон
нач
2
1
2
кон
нач
кон
кон
нач
1
21
22
3
41
42
51
52
1
21
22
3
41
42
51
52
кон
нач
Устройство для формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю работает следующим образом. На входы первого пропорционального блока 2 подают сигнал с первого задатчика 1, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа механизма φ и сигналы отрицательных обратных связей: по углу поворота исполнительного органа механизма с единичным коэффициентом; по скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом ; по первой производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом  (на первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма) или с коэффициентом  (на второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма); по второй производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом ; по третьей производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом  (на первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма) или с коэффициентом  (на второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма); по четвертой производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом  (на первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма) или с коэффициентом  (на второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма). Первый пропорциональный блок 2 суммирует сигналы, поступающие на его входы, и усиливает результирующий сигнал. Первый блок ограничения 3 ограничивает сигнал, поступающий с выхода первого пропорционального блока 2, до величины ±. На входы второго пропорционального блока 4 подают сигнал с выхода первого блока ограничения 3 и сигналы отрицательных обратных связей: по первой производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом К=2t (реализуется четвертым пропорциональным блоком 18); по третьей производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом  (реализуется третьим пропорциональным блоком 17); по четвертой производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом  (реализуется пятнадцатым пропорциональным блоком 16). Второй пропорциональный блок 4 суммирует сигналы, поступающие на его входы, и усиливает результирующий сигнал. Второй блок ограничения 5 ограничивает сигнал, поступающий с выхода второго пропорционального блока 4, до величины ±. На входы тринадцатого пропорционального блока 6 подают сигнал с выхода второго блока ограничения 5 и сигналы отрицательных обратных связей: по второй производной скорости исполнительного органа механизма с единичным коэффициентом; по третьей производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом K=2t (реализуется шестнадцатым пропорциональным блоком 15); по четвертой производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом  (реализуется четырнадцатым пропорциональным блоком 14). Тринадцатый пропорциональный блок 6 суммирует сигналы, поступающие на его входы, и усиливает результирующий сигнал. Третий блок ограничения 7 ограничивает сигнал, поступающий с выхода тринадцатого пропорционального блока 6, до величины ±. На выходе третьего блока ограничения 7 формируется зависимость пятой производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t. Шестой интегральный блок 8 интегрирует сигнал, поступающий с выхода третьего блока ограничения 7. На выходе шестого интегрального блока 8 формируется зависимость четвертой производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t. Первый интегральный блок 9 интегрирует сигнал, поступающий с выхода шестого интегрального блока 8. На выходе первого интегрального блока 9 формируется зависимость третьей производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t. Второй интегральный блок 10 интегрирует сигнал, поступающий с выхода первого интегрального блока 9. На выходе второго интегрального блока 10 формируется зависимость второй производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t. Третий интегральный блок 11 интегрирует сигнал, поступающий с выхода второго интегрального блока 10. На выходе третьего интегрального блока 11 формируется зависимость первой производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t. Четвертый интегральный блок 12 интегрирует сигнал, поступающий с выхода третьего интегрального блока 11. На выходе четвертого интегрального блока 12 формируется зависимость скорости исполнительного органа механизма ω от времени t. Пятый интегральный блок 13 интегрирует сигнал, поступающий с выхода четвертого интегрального блока 12. На выходе пятого интегрального блока 13 формируется зависимость угла поворота исполнительного органа механизма φ от времени t. Выходной сигнал второго задатчика 29, равный величине (φ-φ), поступает на вход блока вычисления модуля 30. Выходной сигнал блока вычисления модуля 30 поступает на вход пятого пропорционального блока 31. Выходной сигнал пятого пропорционального блока 31, равный величине , поступает на вход первого блока арифметических функций 32. Выходной сигнал первого блока арифметических функций 32, равный величине , поступает на вход блока функции возведения в степень 33, который возводит в степень одна вторая. Выходной сигнал блока функции возведения в степень 33 поступает на вход второго блока арифметических функций 34. Выходной сигнал второго блока арифметических функций, равный величине t, поступает: на вход третьего блока арифметических функций 58; на вход четвертого блока арифметических функций 55; на вход пятого блока арифметических функций 51; на вход шестого блока арифметических функций 49; на вход седьмого блока арифметических функций 46; на вход восьмого блока арифметических функций 42; на вход девятого блока арифметических функций 39; на вход десятого блока арифметических функций 35. Выходной сигнал третьего блока арифметических функций 58, равный величине (16t+t), поступает на вход шестого пропорционального блока 59. Выходной сигнал шестого пропорционального блока 59 равен величине . Выходной сигнал четвертого блока арифметических функций 55, равный величине , поступает на вход седьмого пропорционального блока 56. Выходной сигнал седьмого пропорционального блока 56 равен величине . Выходной сигнал пятого блока арифметических функций 51, равный величине  поступает на вход восьмого пропорционального блока 52. Выходной сигнал восьмого пропорционального блока 52 равен величине . Выходной сигнал шестого блока арифметических функций 49, равный величине , поступает на вход девятого пропорционального блока 50. Выходной сигнал девятого пропорционального блока 50 равен величине . Выходной сигнал седьмого блока арифметических функций 46, равный величине , поступает на вход десятого пропорционального блока 47. Выходной сигнал десятого пропорционального блока 47 равен величине . Выходной сигнал восьмого блока арифметических функций 42, равный величине , поступает на вход одиннадцатого пропорционального блока 43. Выходной сигнал одиннадцатого пропорционального блока 43 равен величине . Выходной сигнал девятого блока арифметических функций 39, равный величине , поступает на вход семнадцатого пропорционального блока 40. Выходной сигнал семнадцатого пропорционального блока 40 равен величине . Выходной сигнал десятого блока арифметических функций 35, равный величине , поступает на вход восемнадцатого пропорционального блока 36. Выходной сигнал восемнадцатого пропорционального блока 36 равен величине . Выходной сигнал второго задатчика 29, равный величине (φ-φ) поступает на вход двенадцатого пропорционального блока 24. Выходной сигнал двенадцатого пропорционального блока 24 равен величине . На входы первого блока алгебраического сумматора 25 поступают сигналы: первого задатчика 1, равный φ, со знаком плюс; с выхода двенадцатого пропорционального блока 24, равный величине , со знаком минус; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа механизма. Девятый блок произведения 26 осуществляет умножение выходного сигнала первого блока алгебраического сумматора 25 на величину (φ-φ). Выходной сигнал девятого блока произведения 26 на первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма положительный, а на второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма отрицательный. На первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма выходной сигнал блока 27 равен единице, а выходной сигнал блока 28 равен нулю. На второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма выходной сигнал блока 28 равен единице, а выходной сигнал блока 27 равен нулю. Пятый блок произведения 57, шестой блок произведения 53, седьмой блок произведения 48, восьмой блок произведения 44, одиннадцатый блок произведения 41 и двенадцатый блок произведения 37 работают в режиме ключа (при подаче на их второй вход сигнала равного единице они пропускают сигнал, поступивший на их первый вход). На входы второго блока алгебраического сумматора 54 поступают: выходной сигнал пятого блока произведения 57; выходной сигнал шестого блока произведения 53. На входы третьего блока алгебраического сумматора 45 поступают: выходной сигнал седьмого блока произведения 48; выходной сигнал восьмого блока произведения 44. На входы четвертого блока алгебраического сумматора 38 поступают: выходной сигнал одиннадцатого блока произведения 41; выходной сигнал двенадцатого блока произведения 37. Четвертый блок произведения 23 осуществляет умножение скорости исполнительного органа механизма на величину выходного сигнала шестого пропорционального блока 59. Выходной сигнал четвертого блока произведения 23 является сигналом отрицательной обратной связи по скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом K. Третий блок произведения 22 осуществляет умножение первой производной скорости исполнительного органа механизма на величину выходного сигнала второго блока алгебраического сумматора 54. Выходной сигнал третьего блока произведения 22 является сигналом отрицательной обратной связи по первой производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом K (на первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма) или с коэффициентом K (на второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма). Второй блок произведения 21 осуществляет умножение второй производной скорости исполнительного органа механизма на величину выходного сигнала девятого пропорционального блока 50. Выходной сигнал второго блока произведения 21 является сигналом отрицательной обратной связи по второй производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом K. Первый блок произведения 20 осуществляет умножение третьей производной скорости исполнительного органа механизма на величину выходного сигнала третьего блока алгебраического сумматора 45. Выходной сигнал первого блока произведения 20 является сигналом отрицательной обратной связи по третьей производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом K (на первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма) или с коэффициентом K (на второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма). Десятый блок произведения 19 осуществляет умножение четвертой производной скорости исполнительного органа механизма на величину выходного сигнала четвертого блока алгебраического сумматора 38. Выходной сигнал десятого блока произведения 19 является сигналом отрицательной обратной связи по четвертой производной скорости исполнительного органа механизма с коэффициентом K (на первой половине цикла перемещения исполнительного органа механизма) или с коэффициентом K (на второй половине цикла перемещения исполнительного органа механизма). Величины коэффициентов K, K, K, K, K, K, K и K зависят от модуля разности между значениями конечного угла поворота исполнительного органа механизма φ и начального угла поворота исполнительного органа механизма φ.
кон
кон
нач
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
При подаче с задатчика 1 сигнала, равного конечному значению угла поворота исполнительного органа механизма φ, на первый вход первого пропорционального блока 2 и при подаче со второго задатчика 29 сигнала, равного разности значений конечного угла поворота исполнительного органа механизма (φ-φ), на вход блока вычисления модуля 30, на вход двадцатого пропорционального блока 24 и на вход девятого блока произведения 26 в интервале времени 0≤t≤t выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен .В момент времени t=t сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени t≤t≤3t выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограни-чения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=3t, сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени 3t≤t≤4t выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=4t сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени 4t≤t≤5t выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=5t сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени 5t≤t≤7t выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=7t сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени 7t≤t≤8t выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=8t, сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 равна нулю, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени 8t≤t≤(8t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен нулю и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен нулю. В момент времени t=8t+t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (8t+t)≤t≤(9t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения, 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=9t+t сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (9t+t)≤t≤(11t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен -  выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=11t+t сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (11t+t)≤t≤(12t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=12t+t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (12t+t)≤t≤(13t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=13t+t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (13t+t)≤t≤(15t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=15t+t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (15t+t)≤t≤(16t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=16t+t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (16t+t)≤t≤(17t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=17t+t сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (17t+t)≤t≤(19t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=19t+t сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (19t+t)≤t≤(20t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен -  выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=20t+t сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (20t+t)≤t≤(21t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=21t+t сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (21t+t)≤t≤(23t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=23t+t сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (23t+t)≤t≤(24t+t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен -  выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=24t+t сумма входных сигналов второго пропорционального блока 4 равна нулю, поэтому происходят переключения во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (24t+t)≤t≤(24t+2t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен -  выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен нулю и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен нулю. В момент времени t=24t+2t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (24t+2t)≤t≤(25t+2t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=25t+2t сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (25t+2t)≤t≤(27t+2t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=27t+2t сумма входных сигналов тринадцатого пропорционального блока 6 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходит переключение в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (27t+2t)≤t≤(28t+2t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени t=28t+2t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (28t+2t)≤t≤(29t+2t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=29t+2t сумма входных сигналов первого пропорционального блока 2 меняет свой знак с минуса на плюс, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (29t+2t)≤t≤(31t+2t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен . В момент времени f=31t+2t сумма входных сигналов первого блока ограничения 3 меняет свой знак с плюса на минус, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. На интервале времени (31t+2t)≤t≤(32t+2t) выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен - , выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен -  и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен - . В момент времени t=32t+2t сумма входных сигналов первого блока ограничения 3 равна нулю, поэтому происходят переключения в первом блоке ограничения 3, во втором блоке ограничения 5 и в третьем блоке ограничения 7. После окончания цикла перемещения исполнительного органа механизма (32t+2t)≤t выходной сигнал первого блока ограничения 3 равен нулю, выходной сигнал второго блока ограничения 5 равен нулю и выходной сигнал третьего блока ограничения 7 равен нулю.
2
2
нач
кон
На фиг.2 представлена рациональная диаграмма для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю (зависимости: угла поворота исполнительного органа механизма φ от времени t; скорости исполнительного органа механизма ω от времени t; первой производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t; второй производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t; третьей производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t; четвертой производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t; пятой производной скорости исполнительного органа механизма  от времени t) при ограничениях первой, второй и пятой производных скорости исполнительного органа механизма (ф=0рад; φ=256 рад; ; ; ).
кон
нач
Рассмотрен вопрос формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю при выполнении условия φ>φ.
кон
нач
Предлагаемое устройство позволяет формировать рациональную диаграмму для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю при выполнении условия φ<φ.
Предлагаемое устройство обеспечивает формирование рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю и моментами сопротивления различного типа.
Точность формирования рациональной диаграммы для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю определяется настройкой блоков предлагаемого устройства.
Разработан, реализован и экспериментально исследован задатчик интенсивности на базе программируемого контроллера, формирующий рациональную диаграмму для средних перемещений исполнительного органа механизма, упруго соединенного с электродвигателем, подключенным к инерционному преобразователю.