Силовой следящий привод Советский патент 1988 года по МПК G05B11/01 

ю ел

сд со 00

11А

Изобретение относитс:я к автоматическому управлению и можат быть использовано для квазяоптимального по быстродействию управления положением инерционных объектов управления.

Цель изобретения - повышение, быстродействия за счет реализации квази- оптимапьного закона управления при изменяющемся входном воздействии.,

На чертеже представлена фз нкцио- нальная схема силового следящего привода„

В силовой следящий ггривод входят задатчик 1 входного сигнала,, цифр-о- 1:юй измеритель 2 рассогласованияj ер-вый 3 и второй А цифроаналоговые греобразователи, усилитель Sj первый 5 и второй 7 Сумматоры, силовой привод 85 объект 9 управления, цифровой датчик 10 положенияэ датчик 11 ско«ости, первый (грубый) 12 и второй (точный) 13 релейные анализаторы cKopoCTHj релейный элемент 14, пер- 1:ый 15 к второй 16 алгебраические 1-;умматорЫ5, делитель 17 напряженияj .; елейньй анализатор 18 ошибки и блок i9 памяти

Силовой следящий привод работает следунщим образом

В следящем режиме при обработке мг1лых (до 2°) рассогласований с за датчика 1 входного сигнала подается цифровой сигнал управления в виде двоичного кода jb, на цифровой измери- тепь 2 рассогласования, который вы- 1:;абатываеТ цифровой сигнал рассогласования S, меж,ду управляющим, воздействием

и цифровым сигналом d, с цифрового датчика 10 положенияз преобразуемый в аналоговый, сигнал V на nepBOfs цифроанапоговом преобразователе 3 ошибки, усиливается на уси- лптеле 5, проходит через первый сумматор 6 и отрабатывается силовым приводом 8, поворачивая объект 9 :7тфавления: на заданный угол. Одновременно с этим входной сигнал /5, подает™ ся на 1щфроанапоговый щзеобразова- гель 4 входного сигнала, гфоходит на второй алгебраический су1 шатор 16 и. второй сумматор 7, ,

На алгебраические сзвдг- аторы 16, 15 и релейный анализатор 18 ошибки проходит также сигнал рассогласования и с первого цифроаналогового преобразователя 3 ошибки При мгшьгх (до 2°).рассогласованиях релейный диализатор 18 ошибки.не срабатывает

g

5 0

5

0

0

5

0

5

блок 19 памяти не осуществляет запоминания начального положения объекта управленияэ а сигнал с датчика 11 скорости настолько мал при отработке малых рассогласований, что первый (грубый) релейный анализатор 12 скорости (настроенный, например,, на срабатывание при скорости объекта управления 20-30 о/с) не срабатывает, и сигнал квазиоптимального управления Ug не проходит на второй вход первого сумматора 6. Второй (точный) релейный анализатор 13 скорости (настроен на срабатывание при скорости объекта 9 управления 1,5-2,0 о/с и вьпие) не может сработать, так как сигнал с датчика 11 скорости не проходит через нормально разомкнутые контакты релейного анализатора 18 ошибки,

При отработке больших рассогласований (от 2 до 180 ) с задатчика 1 входного сигнала подается, цифровой сигнал управления на -второй дифро- аналоговый преобразователь А входного сигнала и на цифровой измеритель 2 рассогласования По этому сигналу начинается движение объекта 9 управления благодаря прохождению управляющего сигнала jb, с задатчика 1 через первый цифроаналоговый преобразователь 3 ошибки, усилитель 5, первый су1Ф1атор 6 и силовой привод 8, Датчик 11 скорости при достижении объектом 9 управления скорости 20-30 о/с и вьше вьфабатывает такое напряжение , которое заставляет сработать релейный анализатор 12 скорости и подключить сигнал квазиоптимального управления через первый сумматор 6 к входу силового привода 8, При этом разгон объекта 9 управления происходит с максимальным ускорением, так как величина сигнала квазиоптимального управления U превышает величину сигнала усилителя 5,

Сигнал квазиоптимального управления иц формируется из сигнала управляющего воздействия /i, , идущего с задатчика 1 через цифроаналоговый преобразователь 4 входного сигнала, и сигнала ошибки рассогласования Uj, идущего с цифроаналогового преобразователя 3 ошибки. На выходе второго алгебраического сумматора 16 получается разностный сигнал входного сигнала и ошибки рассогласования, представляющий собой в начальный момент.

когда с задатчика 1 сигнал подан, а движение не началось, сигнал, определяющий начальное угловое положение нагрузки. Сигнал Uj. с выхода алгебраргческого сумматора 16 может быть представлен:

и.

Ku,2 /i, - Кц,(р.-,),

где |i,- входной сигнал-в виде цифрового двоичного кода; oi,- сигнал с датчика 10 положения в виде цифрового двоичного кода объекта 9 управле- ния;

Кц, Кц- коэффициенты преобразования дифроаналоговых преобразователей 3 и 4.

При К,Кц, ,.ot, .. Сигнал и запоминается на блоке 19 памяти при срабатывании анализатора 18 ошибки, которое происходит при отработке больших рассогласований, превьшающих 2 , и при срабатыва НИИ второго (точного) релейного анализатора 13 скорости, которое происходит при скорости объекта 9 управления 1,5-2,0 о/с.

При нулевом значении сигнала с цифрового датчика 10 положения, т.е. Ы, О, блок 19 памяти запомнит сигнал, равный нулю. Тогда сигнал квазиоптимального управления U , формируемый на первом алгебраическом сумма- ,;торе 15, определяется как разность сигнала управляющего воздействия р, задатчика 1, проходящего через цифро аналоговый преобразователь 4 входного сигнала, второй сумматор 7, дели- тель 17 с коэффициентом Кд, установленным около 0,5 и подбираемым при настройке силового следящего привода и сигнала рассогласования Uj, идущего с цифроанапогового преобразователя 3 ошибки. Далее сигнал квазиоптимального управления проходит через релейный элемент 14, который формирует релейную характеристику на выходе

и„, + 1 при иу-ир Кд 0 Uo, - 1 при иу-и„ Кд 0.

Этот сигнал и, через контакты первого (грубого) релейного анализатора 12 скорости когда они замкнуты, 55 проходит на второй вход первого сумматора 6 и управляет, силовым приводом 8. Так продолжается разгон на1425598

0

с

0 5

Q .Q

45

50

55

грузки до тех пор, пока ошибка рассогласования Uj., идущая с цифроана- логового преобразователя 3, не станет меньше, ,5 Un. При превышении сигналом, идущим с делителя 17, значения сигнала ошибки, идущего с цифроаналогового преобразователя 3 ошибки, на сумматоре 15 вырабатывается сигнал другого знака, соответствующий управляющему сигналу торможения, т.е. сигнал Ug меняет знак.

Если положение объекта 9 управления не соответствуюет нулевому положению цифрового датчика 10 положения, происходит запоминание сигнала U , , и этот сигнал учитывается при формировании сигнала квазиопти- мального управления.

При наведении объекта 9 управле- ния из произвольного положения, т.е. когда цифровой датчик 10 положения находится не в нулевом положении, сигнал с второго сумматора 16 U oLjK запоминается в блоке 19 памяти после срабатывания релейного анализатора 18 опшбки и второго релейного анализатора 13 скорости. Сигнал Un, идущий с выхода цифроаналогового преобразователя 4 входного сигнала, и сигнала с блока 19 памяти поступают на второй сумматор 7, а далее сум- марньй сигнал поступает через делитель 17 на второй алгебраический сумматор 16, где сравнивается с сигналом ошибки Uj , идущим с цифроаналогового преобразователя 3 ошибки, и в релейном элементе 14 вырабатывается сигнал квазиоптимального управления Ug .

Таким образом, в силовом след}щем приводе обеспечивается максимальна по быстродействию отработка больших рассогласований при изменяющемся входном воздействии в процессе наведения за счет реализации квазиоптц- мального закона управления.

Формула изобретения

Силовой следящий привод, содержащий задатчик входного сигнала, цифровой измеритель рассогласования, подключенный первым входом к выходу задатчика входного сигнала, а выхо- - к входу первого цифроаналогового преобразователя, первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу усилителя, выход через последоаыельно соединенные силовой привод, объект управления, вьгАоц которого нвляется выходом силового следящего приводаJ и цифровой датчик положения - к второму входу цифрового измерителя рассогласования, а второй вход - к выходу первого релейного анализатора скорости,управляющий йход которого соединен через датчик скорости с выходом СИЛОВОГО следя- ijqero привода J а информационный вход через релейный элемент с выходом лбрвого алгебраического сумматрра, второй цифроаналоговый преобразова- гель, блок памятИл релейньй анализа- t-op ошибки, управлякнций вход которо- о соединен с выходом первого цифро- налогового преобразователя, а инфор | ационный вход - с выходом датчика tKOjpocTH, отличающийся it-eMs что, с целью повышения быстродействия за счет реализации квази- Оптимального закона i пpaвпeния при йзменянщемся входиом воздействии.

в него дополнительно введены второй релейный анализатор скорости, второй сумматор, второй алгебраический сумматор и делитель напряжения, подключенный вьпсодом к первому входу первого алгебраического сумматора, второй вход которого, соединенный с входом усилителя, подсоединен к выходу первого цифроакалогового преобразователя, а вход делителя напряжения подсоединен к выходу второго сумматора, первый вход которого подсоединен к выходу задатчика входного сигнала через второй цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с первым входом второго алгебраического сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого цифроаналргового преобразователя, а выход - к второму входу второго сумматора через блок памяти, соединенный управляющим входом через второй релейный анализатор скорости с выходом релейноге анализатора ошибки.

Изобретение относится к автоматическому управлению и.может быть использовано для квазиоптимального по быстродействию управления положением инерционных объектов управления, Цель изобретения - повышение быстродействия за счет реализации квазиоптимального закона управления при изменяющемся входном воздействии. В силовой следящий привод входят задат- чик 1 входного сигнала, цифровой измеритель 2 рассогласования, первый 3 и второй 4 цифроаналоговые преобразователи, усилитель 5, первый 6 и второй 7 сумматоры, силовой привод 8, объект 9 управления, цифровой датчик 10 положения, датчик 11 скорости, первый (грубый) 12 и второй (точный) 13 релейные анализаторы скорости, релейный элемент 14, первый 15 и второй 16 алгебраические сумматоры, делитель 17 напряжения, релейный ана лизатор 18 ошибки и блок 19 памяти. 1 ил.