СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Советский патент 1973 года по МПК G05B17/02 

1

1-1зобрете11ие относится к области автоматического регул Иран аи и я и может быть использовано, наорймер, в устройствах управления антеннами радиолокационных сталций.

Известны следящие системы, содержащие последовательно соединешчые устройство оравнен.ия, усилитель, первый и второй сумматоры, нелинейное звено с нелинейностью типа зоны нечу|В-ст1Вительности, третий сумматор и двигатель, выход которого подключен ко входу устройства сравнения, выхоц KOTCiporo через .последовательно соединенные четвертый сумматор, первый и второй дифференциаторы соединен с другим вхо1дом первого сумматора, выход первого дифференциатора соединел с третьнм входо.м первого сум.матора н через реле - с другим входом третьего сумматора.

Однако в иавестных системах при наличии воз мущений условия линеаризации нелинейности нарушаются и ошибка, вызы1ваемая этой нелинейностью, не устраняется.

С целью кам1пен1сад.ии ошибки следящей систе.мы, вызываемой нелинейностью типа зоды нечувствительности при наличии возмущающего воздействия, приложенного к замкнуто-му контуру системы, измерить которое непосредственно, невоаможно, система содержит делитель, включенный между (реле и другим входо.м второго сумматора, и последовательно соединенные модель линеаризованного звена

1 модель двигателя, выход которой соединен с другим входом четвертого сум.матора, вход модели линеаризованного звена соединен с выходо:м первого сумматора. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой следящей системы, а на фиг. 2 - графики, .иллюстрирующие прохождение гармонического сигнала через неди-нейное звено с нелинейностью типа зоны нечувствителыности.

Блок-схема содержит устройство сравнения /, усилитель 2, сумматоры 3-6, нелинейное звено с нелинейностью типа зоны нечувспвитель ности 7, двигатель 8, дифференциаторы 9 н 10, реле //, делитель 12, модель двигателя 13 и модель линеаризованного звена 14. Кроме того, на фиг. 1 приняты следующие обозначения: а - управляющее воздействие; 6 - ошибка системы; р - регулируемая величина; / - возмущающее воздействие; 2i - суммарный сигнал на входе су.мматора 4; 22-сигнал на входе двигателя; ЕЗ а - сигнал .на входе дифференциатора 9 q - сигнал па выходе поляризованного реле; q - сигнал

на выходе делителя; Pi - сигнал на выходе модели двигателя; у-сигнал, на выходе дифференциатора 9; f/i - сигнал на выходе нелинейного 3;вена.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: b - половина ширилы зоны «ечувствительйости; Q - величина, численно равная максимально -возможной ампллтуде возмущения на входе нелинейности; f/o - постоянная составляющая сипнала на выходе неливейного звена; U- -переменная (полезиая) составляющая сигнала на выходе неллней«ого звена.

Работает система следующим образом.

Сигнал ЕЬ прапорщиональный переменной составляющей на входе нелинейного 31вена 7, nocTiyinaeT на модель линеаризованного звена 14. Коэффициент усиления модели 14 .равен коэффициенту усиления нелинейного звена 7 на линейном участке. Сигнал на выходе модеЛИ двигателя i суммируется с сигналом ошибки 9 в сумматоре 6. Выходной сигнал этого сумматор-а равен

ЕЗ в + PI а,

т. е. сигнал на выходе сумматора 6 равен управляющему воздействию а.

Дифференциаторы служат для получання первой и второй производных по управляющему воздействию, обеапечивающих повыщение астатизма системы на два порядка (с первого до третьего). Повышение порядка астати-зма системы до третьего обусловило ко мпенсадию скоростной составляющей ошибки и составляющей ошибки, вызываемой ускорением.

Для линеаризации нелинейного заена 7 с учетом возмущения / служат лоляризо:ванное реле 11 н делитель 12.

Как известно, при сравнительно медленных изменениях управляющего воздейьтвия ощибк а системы апределяется в основном скоростью его изменения. Следовательно, и сигнал иа входе звена 7 будет определяться в основном скоростью изменения а. Для линеаризации зоны нечувствительности и компенсации составляющей ошибки, вызываемой ею, достаточно было бы при / 0 сигнал с выхода

da dt

дифференциатора 9 у

подать на вход

поляризо|ван:ного реле, а с выхода поляризованного реле падать на БХОД нелинейного звена постоянный сигнал, численно равный половине ширины зоны нечувствительности, положительной полярности при и отрицательной полярности при . Однако наличие возмущения f нарушает условия линеаризации и может привести к увеличению составляющей ошибки, вызываемой нелинейностью типа зоны нечувствительности даже при линеаризации.

В предлагаемой следящей системе с длфференциальной связью компенсируется влияние возмущения следующим образом. Сначала оценивается максимально возможная амплитуда сигнал-а на входе звена 7, вызываемая только возмущением f. Пусть эта макси-мально возможная аМплитуда равна Q. Тогда сигнал на входе нелинейности, вызываемый возмущаи.иам, будет меняться в пределах от -Q до +Q.

Будем подавать на вход нелинейного звена сигнал, Численно равный b + Q при и (b + Q) (При . Тогда рабочая точка на характеристике звена всегда будет находиться на линейном участке нелинейнойхарактеристики при иЗМенении сигнала возмущения от -Q до -I-Q.

Сигнал на выходе нелинейного звена Ui - Uo+U . Для компенсации постоянной составляющей сигнала f/o на вход сумматора 5 подается сигнал q, численно равный UQ, но противоположной полярности. Сигнал S2 на

входе двигателя не искажается. Коэффициент передачи делителя равен

Uo + Kb

Kg qK

где К - коэффициент усиления нелинейного звена 7 на линейном участке, а С/о KQТогда 9, (±)+ (-- +b) ±(Q-fb).

Делитель 12 может быть выполнен на двух резисторах любого типа.

Таким образом, при линеаризации нелинейности типа зоны нечувствительности в замкнутом контуре следящей системы пеобходимо подавать смещение, поляр:ность которого зависит от фазы входного сигнала, а значение - больше по величине, чем половина ширины зоны нечувствительности, «а величину, численно равную максимальной амплитуде (Q) сигнала, обусловленною воз мущением. На выход нелинейного звена необходимо подавать смещение, численно рав1ное /CQ.

Предмет изобретения

Следящая система, содержащая последовательно соединенные устройство сравнения, усилитель, первый и второй сумматоры, нелинейное звено с нелинейностью типа зоны нечувствительности, третий сум.матор и двигатель, выход которого подключен ко входу устройства сравнения, выход которого через последовательно соединенные четвертый сумм-атор, первый и второй дифференциаторы соединен с другим входом первого сумматора, выход первого дифференциатора соединен с третьим входо м первого оум.матора и через реле - с другим входом третьего сумматора,

отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности работы системы, она содержит делитель, включенный между реле и другим входом второго сумматора, и последовательно соединенные модель линеаризованного звена

и модель двигателя, выход которой соединен с другим входом -четвертого сум1матора, вход модели линеаризованного звена соединен с выходом первого сум-матора.

А

- Фиг.г