Следящая система Советский патент 1993 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к следящим системам и может быть использовано в различных устройствах автоматики в качестве исполнительных следящих систем.

Цель изобретения состоит в повышении быстродействия и динамической точности следящей системы.

Цель достигается тем, что следящая система, содержащая последовательно соеди- ненныепервый измеритель рассогласования 1, суммирующий вход которого служит входом задающего воздействия, первый усилитель 2, первый блок выделения модуля 3, сумматор 4, второй блок умножения 5, второй вход которого через первый релейный элемент 6 соединен с выходом первого усилителя 2, усилитель мощности 7, электродвигатель 8, датчик углового положения 9, выход которого соединен с вычитающим входом первого измерителя рассогласования 1 и входом первого блока дифференцирования 10, а также второй блок дифференцирования 11, вход которого соединен с суммирующим

входом первого измерителя рассогласования 1, а выход через второй блок выделения модуля 12 и второй усилитель 13 соединен с первым блоком умножения 14, второй вход которого подключен к выходу второго релейного элемента 15, а выход - ко второму входу сумматора 4, дополнительно снабжена вторым измерителем рассогласования 16 и третьим блоком умножения 17, причем суммирующий вход второго измерителя рассогласования 16 соединен с выходом второго блока дифференцирования 11, вычитающий - с выходом первого блока дифференцирования 10, а выход - через третий блок умножения 17, второй вход которого соединен с выходом второго блока дифференцирования 11, подключен ко входу второго релейного элемента 15.

Сущность изобретения, таким образом, состоит в том, что при изменении знака скорости задающего воздействия, при котором абсолютное значение заданной скорости меньше абсолютного значения текущей скорости, второй релейный элемент включен с

ел С

со

о ел

N 4

о

момента изменения знака заданной скорости до тех пор, пока текущая скорость не станет равной заданной, в то время как в системе прототипа релейный элемент включается только когда абсолютное значение текущей скорости станет равно абсолютному значению заданной, следовательно реверсирование двигателя будет происходить более интенсивно, повысятся быстродействие и динамическая точность,

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемой следящей системы; на фиг. 2 - эпюры основных координат системы-прототипа и заявляемой при отработке пилообразного входного сигнала.

На фигурах и в тексте описания приняты следующие условные обозначения и сокращения:

Оз - задающее воздействие;

От, От - выходной угол в предлагаемой и системе-прототипе;

Л/з - производная от задающего воздействия;

WT, WT- производная от выходного угла в предлагаемой и системе-прототипе;

U, U - сигнал на выходе второго блока умножения в предлагаемой и системе-прототипе,

Следящая система работает следующим образом,

В измерителе рассогласования определяется величина ошибки по положению между Оз и От, которая усиливается усилителем 2, выпрямляется первым блоком выделения модуля 3 и поступает на вход сумматора 4, на второй вход которого подан сигнал U. В зависимости от того, какой сигнал на выходе второго релейного элемента 15, U равен либо нулю, либо выпрямленному во втором блоке выделения модуля 12 и усиленному вторым усилителем 13 сигналу Л/з, который определяет заданную скорость вращения электродвигателя 8. В зависимости от знака ошибки по положению выходной сигнал сумматора 4 умножается на +1 или -1 в блоке умножения 5, усиливается в усилителе 7 и поступает на электродвигатель 8. При отработке линейно-изменяющегося задающего воздействия на интервале 0-ti, второй измеритель рассогласования 15 вычисляет разность Ws - WT, которая перемножается в третьем блоке умножения 17 на Ws. Следовательно, на выходе второго релейного элемента будет 1, если Ws 0 и W3 WT или Ws 0 и Ws WT, и О, если Ws 0 и Ws WT или Wa 0 и Ws WT, т.е. если I Ws I I WT I второй релейный элемент 15 переводится в положение О, сигнал U становится равным нулю и двигатель начинает тормозиться. Однако, как только

IWa I I WT I , вновь подключается инвариантный вход и двигатель разгоняется. Таким образом, при идеальном релейном элементе 15 устанавливается скользящий

режим, при котором инвариантный вход подключается с бесконечно большой частотой, а система без ошибки отрабатывает задающее воздействие. В момент времени ti происходит изменение скорости задающего

воздействия, Wa 0, Wa WT и на выходе второго релейного элемента 15 будет 1, на вход сумматора 4 поступит сигнал U, пропорциональный Wa, который будет сохраняться до момента ta, пока Wa не станет

равной WT (фиг. 2г). На интервале ta - t4 инвариантный вход будет подключен, так как Ws WT, а с момента t4 установится скользящий режим, описанный выше. В системе прототипе инвариантный вход подключится лишь в момент ts, когда |Ws I I WT I (фиг. 26), т.е. на интервале ti-ta U 0 (фиг. 2в).

Таким образом, по сравнению с системой-прототипом в предлагаемой системе

происходит интенсивное реверсирование электродвигателя, которое ведет к повышению быстродействия и динамической точности и обусловлено тем, что инвариантный вход подключается сразу после изменения

знака скорости задающего воздействия, в то время как в системе-прототипе подключение инвариантного входа происходит только когда I WT I SlWs I ,т.е. реверсирование двигателя осуществляется только за

счет сигнала ошибки по положению.

Формула изобретения Следящая система, содержащая последовательно соединенные первый измеритель рассогласования, суммирующий вход которого является входом задающего воздействия системы, первый усилитель, первый блок выделения модуля, сумматор, а также первый релейный элемент, вход которого соединен с выходом первого усилителя, электродвигатель, первый блок дифференцирования, первый блок умножения, первый вход которого соединен с выходом второго релейного элемента, выход - с

вторым входом сумматора, второй блок дифференцирования, вход которого соединен с суммирующим входом первого измерителя рассогласования, выход - с входом второго блока выделения модуля, отличающаяс я тем, что, с целью повышения быстродействия и динамической точности систем, в нее введены два блока умножения, второй измеритель рассогласования, второй усилитель, датчик положения, усилитель мощности, выход которого соединен с входом

электродвигателя, вход- с выходом второго блока умножения, входы которого соединены соответственно с выходами сумматора и первого релейного элемента, вычитающий вход второго измерителя рассогласования соединен с выходом первого блока дифференцирования, вход которого соединен с выходом связанного входом с электродвигателем датчика положения, и соединенного с вычитающим входом первого измерителя рассогласования, выход второ0

го измерителя рассогласования соединен с первым входом третьего блока умножения, выход которого соединен с входом второго релейного элемента, второй вход третьего блока умножения и суммирующий вход второго измерителя рассогласования соединены с выходом второго блока дифференцирования, а выход второго блока выделения модуля через второй усилитель соединен с вторым входом первого блока умножения.

Изобретение относится к системам автоматического управления. Целью изобретения является повышение динамической точности и быстродействия следящей системы. Следящая система содержит два измерителя рассогласования, два усилителя, два блока выделения модуля, два релейных элемента, два блока дифференцирования, три блока умножения, сумматор, усилитель мощности, электродвигатель, датчик положения. 2 ил.

Фиг, 1