Следящая система Советский патент 1985 года по МПК G05B11/01 

9д

:о :о 1 Изобретение относится к электромеханическим следящим системам и может найти применение в системах автоматического управления станками устройствах наведения, системах дистанционного управления перемещениями. Цель изобретения - повьппение надежности работы следящей системы На фиг. 1 приведена структурная схема системы; на фиг. 2 - пример конкретной реализации; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы, иллюстрирующие работусистемы. Система содержит (фиг,J) генератор 1, датчик 2 обратной связи, первый формирователь 3 импульсов, триггер 4 с раздельньми входами, второй формирователь 5 импульсов задатчик 6 перемещения, фильтр 7, привод 8, формирователь 9 сигнала Меандр. Устройство конкретной реализации (рис.2) содержит, кроме указанных блоков, интерполятор 10, первый 11 и второй 12 узлы синхронизации, генератор 13 тактовых импульсов, делитель 14 частоты на N, узел 15 запрета, фазорасщепитель 16, полосовые фильтры 17 и 18. На фиг.З и 4 обозначены: а - сиг нал на выходе датчика 2; S - сигнал на выходе блока 6; 6 - импульсы на выходе первого формирователя 3 импульсов; 1 - импульсы на выходе вто рого формирователя 5 импульсов; широТно-импульсный сигнал на выходе триггера 4; е - сглаженный сигнал а;Ж - сигнал типа Меандр на выхо формирователя 9 сигнала Меандр ; J - сглаженный Меандр ; U - сигнал постоянного тока на выходе фильтра 7; - скорость перемещения Привода 8; н начальный фазовый сдвиг между сигналами q и S f-fp рассогласование, представленное фазовым сдвигом между сигналами а и & ; N коэффициент, указывающий во сколько раз рабочая частота ниже высокой частоты. Система работает следующим образ Скорость перемещения исполнитель ного органа (k) равна нулю. Задатчи 6 перемещений и датчик 2 обратной связи питаются от единого генератора I . Сдвиг фаз между сигналами о1 и постоянен и равен начальному значению (н 180. Импульсы & и , им 12 ющие тот же сдвиг фаз 180 , формируют на выходе триггера сигнал со скважностью 2. Сигнал ж, сформированный формирователем 9 сигнала Меандр, т.е. прямоугольного импульса со скважностью, равной двум, полностью идентичен сигналу а , Фильтр 7 сглаживанием .сигналов л и ( формирует сигналы е и Я соответственно. Разностный сигнал U 6- с выхода фильтра 7 поступает на-вход регулируемого привода 8. При идентичности сигналов аи , сигнал ц равен нулю. Поэтому регулируемый привод 8 неподвижен и сигнал к равен нулю. При исчезновении . и ;Ц , триггер 4 устанавливается в нулевое состояние, т.е. сигнал ( равен нулю. Следовательно сигналы и и к остаются равными нулю, и следящий привод не реагирует на исчезновение сигнала 01 . Скорость перемещения отлична от нуля. Сдвиг фаз между сигналами (Д и S постоянен и равен (f + tpp . Причем значение Cfp пропорционально величине скорости. Импульсы Б и -2 , имеющие тот же сдвиг фаз Ср + Чр формируют на выходе триггера 4 сигнал g со скважностью, отличающейся от двух. Сигнал % имеет скважность 2, т.е. отличается по скважности от сигнала д . Поэтому сигналы б и , полученные сглаживанием сигналов О и Ж соответственно , отличаются один от другого по. величине, а разностный сигнал il б-- пропорционален cfp. Привод 8 развивает скорость, пропорциональную (о , и перемещает датчик 2 с этой скоростью. В результате сигнал С| повторяет сигнал о с отставанием на величину угла Срр , пропорционального скорости перемещений. При исчезновении сигнала q исчезают сигналы о и , триггер 4 .устанавливается в нулевое состояние, т.е. сигнал d устанавливается равным нулю. Следящий привод останавливается и аварийной ситуации не возникает. С восстановлением сигнала а возобновляется слежение за сигналом 5 . Особенности работы следящей системы следуют из рассмотрения конкретного примера ее реализации (фиг.2)-, С выхода генератора 13-тактовые импульсы высокой частоты, пройдя через узел 15 и делитель 14, преобразуются в импульсы рабочей частоты и поступают на вход первого формирова теля -3 импульсов. С того же выхода генератора 13 тактовые импульсы высокой частоты поступают в фазорас щепитель 16, где преобразуются в гармонические прямоугольные сигналы рабочей ЧсГстоты со скважностью два, сдвинутые на угол 90 . На выходе фильтров 17 и 18.формируются синусо идальные сигналы, которые поступают на входы датчика обратной связи, выполненного в виде вращающегося трансформатора. С выходной его обмотки снимается синусоидальный сигнал и поступает на выходы второго формирователя 5 импульсов и формирователя 9 сигнала Меандр, выполленного на триггере Шмидта.. Меандр поступающий с выхода формирователя 9, и широтно-импульсный сигнал, сформированный RS - триггером 4, поступают на входы RC фильтра 7, где из этих сигналов вьщеляются постоянные составляющие. Постоянная составляющая выходного сигнала фор- мирователя 9 не зависит от сдвига фаз между выходными импульсами первого 3 и второго 5 формирователей, в то время как у выходного сигнала триггера 4 она определяется этим сдвигом фаз, причем при сдвиге фаз в 180 эти постоянные составляющие равны, С выхода фильтра 7 на вход привода 8 поступает разность постоянных составляющих выходных сигналов формирователя 9 и триггера 4. Если эта разность отлична от нуля, то привод 8 начинает вращаться. При этом изменяется положение ротора датчика 2 обратной связи. Изменение положения ротора изменяет фазовый сдвиг между выходными импульсами первого 3 и второго 5 формировател ей. Это изменение происходит до тех пор, пока разностный сигнал на входе привода 8 не окажется равным нулю. В задатчике 6 перемещений интерполятором 10 формируются перемещения в виде импульсов с ценой каждого импульса А . Это :означает, что при поступлении одного импульса с выхода интерполятора О на выход узла 11 синхронизации, следяпщй привод должен повернуть ротор датчика 2 обратной связи на величину ±3i, при поступлении одного импульса с выхода интерполятора 1-0 на вход узла 12, следящий привод должен повернуть ротор датчика 2 обратной связи на величину М2. Синхронизирующие высокочастотные импульсы, поступающие с выхода генератора 13 на входы узлов 11 и 12, сдвинуты на фазе относительно высокочастотных импульсов, поступающих на вход узла 15 с выхода генератора 13. Благодаря этому сдвигу выходные импульсы интерполятора 10, синхронизированные в узле II, суммируются с выходными высокочастотными импульсами узла 5, а каждый выходной импульс интерполятора 10, синхронизированный в узле 12, запрещает проход одного высокочастотного импульса с выхода генератора 13 через узел 15. В результате этого каждый импульс, поступающий с выхода интерполятора 10, изменяет сдвиг фаз между выходными импульсами первого 3 и второго 5 формирователей на 0°, Этот , N сдвиг отслеживается следящим приводом.

a

СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА, содержащая последрвательно соединенные генератор, датчик обратной связи, первый формирователь импульсов, триггер, фильтр, привод, с валом которого связан датчик обратной связи, задат- чик перемещения через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом триггера, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, в нее введен формирователь сигнала Меандр, выход которого подключен к второму входу фильтра, а вход - к выходу датчика обратной связи, второй выход генератора соединен с входом задатчика перемещения.

яII I I I