Следящая система Советский патент 1983 года по МПК G05B13/02 

(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к снсгемам автоматического управления с переключением скоростных обратных связей и можетбыть использовано при ущгавлении летательными аппаратами, объектами электротехники, технологическими про цессами и т.д. Известна следящая система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, усилитель, усилитель мощности и исполнительный ме ханизм, выход которого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, датчика скорости и дифференциатора, йыход датчика скорости через: переключател соединен с вторым входсы усилителя, выход измерителя рассогласования через масштабирующий блок соединен с першлм входом блока сравнения, второй вход которого соединен с ВЫХОДЯУ дифферейцва гора, а выход - с первым входом умно5 -жителя, второй вход которого подключав к выходу дифференциатора, а еыход - к управляющему входу переключателя tl3. Недостатком известной системы явля- ется ее сложность. Известна такмсе следящая система, содержащая последо.вательно соединенные измеритель рассогласования, усилительограничитель, усилитель, усилитель мощ ноет и и исполнительный механизм, выход которого соединен-с одним из входов измерителя рассогласования и входом дат чнка скорости, ЕЫХОД которого через пер вый функциональный преобразователь со&динен с вторым входом усилителя, через первый пороговый блок - с первым вхо дом первого элемента И, а «Еерез второй функциональный преобразователь - с пер вым входом KOMnafSTopa, ныход измерителя рассогласования соединен с вторым входе компаратора, а нереа второй пороговый блок - с вторым входом первое го элемента И s первым входам второго элемента И, второй вход которого соеден вен с выходом компаратора и входом элемента НЕ, а выход с вторым входом первого функционального преобразователя. выход элемента НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого функционального преобразователя 2 } Недостатком этой системы является ее сложность. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является следующая система, содержащая последователь но соединенные измеритель рассогласова НИН, усилитель, переключатель, усилитель мощности и исподнительныл механизм, . выход которого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, выход которого через пороговый блок соединен с первым управляющи л входом переключа тел, через усилитель-ограничитель - с вторым сигнальным входом переключауеля, через блок сравнения - с вторым управляющим входом переключателя, датчшс нагрузки через согласующий преобразователь соединен с вторым входом усилите ля мощности, второй выход которого через тахогенератор соединен с вторым входом блока сравнения и вторым входом усилителя V3j. Недостатком системы яепяетса ее сложность. Цель изобретения упрощение сястем Поставленная цель достигается тем что в следящей системе, содержащей измеритель рассогласования, через пороговый блок подключенный выходом к пер« вому управ.пяющему входу переключателя через блок сравнения ™ к второму упра& пяющему входу переключателя, а через усилитель - к первому входу усилителя мощности, вторым входом через согласующий преобразователь подключенного к №)1ходу датчика внешней нагрузки, а вы-ходом - к входу исполнительного механизма, подключенного выходом к одному ИЗ входов измерителя рассогласования и через датчик скорости - ко второму вход блока сравнения, сигнальнь й вход nepe-ключателя соединен с выходом датчика скорости, а выход с вторым входом усилителя„ На фиг. 1 предстазлека блок--схека системы; на фиг, 2 принципиалькйя ске ма переключателя. Схема включает измеритель 1 рассогласования, усилитель 2, усилитепь мощ ности 3, исполнительный мэханнзм 4, пороговый блок 5, блок 6 сравнении, пе реключатель 7, цатчизг 8 внешней ки, согласующий преобразователь 9, аат.Ж 10 скорости, первое и второе реле I и 12, первые и вторые размыкающие онтакты 1-3 и 14, общую шину 15. Предлагаемая система работает еле- ующим образом. Сигнал рассогласования Е с выхода змерителя 1 рассогласования, равный т.е. равный разности исполнительного одного сигнала 8ЫХ еханизма 4 и входного сигнала системы g,поступает на входы порогового бло а 5j блока 6 сравнения и усилителя 2. силитель 2 имеет большой коэффициент силенуш и два входа: один по сигналу ассогласования g , второй по сигналу трицательной обратной связи uu с датика 10 скорости, причем ш подается для стабилизации системы через переключатель 7 при определенных со- отношениях сигналов Е , g -UJ. Пороговый блок 5 выдает сигнал Ug ка первый управляющий вход переключателя 7, если модуль сигнала рассогласования Е с выхода измерителя 1 превысит заданный порог срабатывания U|-)op 5 порогового блока 5, т„е, при tE Ufippj . Блок 6 сравнения сравнивает величину сигнала рассогна сова ния С выхода юмеритепя 1и величину сигнала UJ с выхода датчика 10, характеризующего скорость иамене ния выходного сигнала ©,ц,- к выдает сигнал У для управления, вторым управляющим входом переключатепя 7, Переклю--чатель 7 по сигналу с порогового блока 5 отключает от второго входа усипитепя 2выход датчика 10, а по сигналу с блока 6 сравнения подключает выход датчика 10 к второму входу усилителя 2, Выходкой сигнал усилителя 2 поступает на усилитель мои1ности 3. Усилитег1Ь мощности 3 управляет исполнительным механизмом 4, Датчик 1О вырабатывает сиг- нал, величина которого пропорциональна скорости отработки Lu выходного сигнала QQU, Устшитель мощности 3 имеет дополнительный вход для сигнала компенсации внешней нагрузки. Этот сигнал поступает через согласующий преобразователь 9 от датчика 8 внешней нагрузки (например, гироскопа, реагирующего на изменение положения платформы, где расположена система), При работе следящей системь с малыми рассогласован 1ями , т,е, вблизи установившегося значения Qg,, порого ВЫЙ блок 5 не иыдает сигнал Uj на переключатель 7 и сигнал to не откпю а-ется от второго входа усилителя 2, т.е. не в-пияет на работу системы. В этом s случае усилитель 2 и усилитель кости 3 усушивают сигнал -ш выходе усилителя мощности 3 формируется сигнал (, -1и) К2, который уги равляет исполнительным механизмом 4 таким образом, чтобы сигнал рассогла сования стремился к нулю. Обеспечение высокой точности отработки входного сигнала и быстродействия системы при больших рассогласованиях осуществляется отключением сигнала ш от второго входа усилителя 2 при значениях больших, чем порог срабатывания и f,gp 5 порогового блока 5. Отключение сигнала ы обеспечивает на выходе усилителя 2 ( его большого коэффициента усиления) и на выходе усилителя мощности 3 постоянный и максимальный по амплитуде сигнал при поступлении на вход усилителя 2 сигнала рассогласования , изменяющего амплитудуот ма лых значений до максимальных, что зывает работу системы с максимальной скоростью в переходном режиме. Подключение сигнала uj при выбранном соот- ношении сигналов g - uj производится тогда, когда система приближается к установившемуся значению. Таким образом обеспечение высокой точност 1 и быстродействия в переходном режиме осуществляется работой следящей системы с максимальной скоростью в переходном режиме при больших рассогласованиях по сигналу ошибки и по скорости, и работой системы в линейном режиме, при малых рассогласованиях, так как при значительной величине сигнала рассогласования, Е пороговый блок 5 выдает, сигнал tsa nepes ключатель 7, с помощью которого сигнал обратной связи Ui датчика 1О отключает ся от второго входа усилителя 2, кото- рый за счет большого усиления переходит в режим ограничения. Обратное подключение сигнала обратной связи ш обеспечивается сигналом с выхода блока 6 сравне ния, который выдает сигнал U при определенном соотношении величин сигналов рассогласования и скорости отработки, переключающий переключатель 7 в поло жение, при котором сигнал со подается, на второй вход усилителя 2„ Параметры усилителя 2, порогового блока 5 и блока 6 сравнения выбираются таким образом, чтобы отключение пороговым блоком 5 сигнала обратной связи U) с датчика 1О вызывало режим огранЕ™ чения усилителя 2, а включение сигнала обратной связи ш блоком 6 сравнения происходило при режиме ограничения jc&iooioofeмощ- лйтеля 2, что исключает работу системы и нана линейном участке при отключении датчика 10. Один иэ вариантов выполнения переклкь чателя 7 приведен на фиг. 2 и работает следующлм образом. В установившемся режиме сигнал на выходе блоков 5 и 6 отсутствует, реле 11-и 12 переключателя 7 обосточены, контакты 13 и 14 реле 11 и 12 замкнуты ( 2), сигнал проходит с выхода датчика 10 на вход усилителя 2 и следящая система работает в линейном режиме. В переходном режиме при наличии сигнала , вызывающего срабатывание порогового блока 5,последний выдает сш над Uc, вызывающий срабатывание реле 11 переключателя 7, размыкание ко тактов 13 реле 11, снятие сигнала скорости uj входа усштетеля 2, насыщение системы и отработку следящей системой входного сигнала с максимальной скорое-тью. Когда в блоке 6 сравнения сигнал |. - ю достигнет величины, при которой выдается сигнал U,, последний вызывает срабатывание реле 12 переключателя 7 н.размьшание контактов 14 реле 12, разрыв цепи прохожде1шя тока через обмотку реле 11 и замыкание контактов 13 реле 11 для прохождения сигнала ш с выхода датчика 10 на вход усилителя2 (гголожение контактов 13 реле 11 для этого у1сазано на фиг. 2). Использование изобретения позволит упростить следящую систему за счет йсключен гя усилителя-ограничите ля на входе усилителя мощности, что приводит к повышению надежности, сокращению времени на настройку и к улучшению гекнологичностн. Формула изобретения Следящая система, содержащая изм&ритель рассогласования, через пороговый блок подключенный выходом k первому управляющему входу переключателя, через блок сравнения « к второму управляюще 1у входу переключателя,- а через yci-tяятель - к первому входу усилителя мощности, вторым входом через согласующий преобразователь подключенного к выходу датчика внешней нагрузки, а 1а 1ходом - к входу исподшггельного механизма, поц. ключенного выходом к одному вз входов измерителя рассогласования и через дат-ч

71661

чик скорости - к второму входу блока сравнения, о тпвч. ающаяся тем, что, с целью упрощения, в ней ст нальный вход переключателя соединен с выходом датчика скорости, а -.j

с вторбмм входом усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 673979, кл. G 05 В 11/01, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР № 378798, кя. Q OS В 11/12, 1971 (прототип).