Следящая система с люфом Советский патент 1976 года по МПК G05B11/01 

нелинейный элемент и дифференциатор подключены. ко входу первого сумматора. Такое построение системы исключает колебательное движение объекта управления, вызванное возмущающим воздействием двигателя, и тем самым повышает точность работы системы.

На чертеже представлена структурная схема предложенной скорректированной следящей системы с люфтом и приняты обозначения: 1 -регулятор; 2 - двигатель с датчиком угла; 3 - нелинейное звено типа «зона нечувствительности - модель люфта; 4 - механическая передача без люфта и объект управления с датчиком угла; 5 - нелинейное звено типа «насыще 6 - дифференциатор; 7 и 8 - первый н второй сумматоры; ссд/г/ и схи/// - углы поворота валов двигателя и нагрузки.

При расцеплении валов двигателя и объекта управления (вал нагрузки) вал двигателя попадает в зону люфта, при этом главная обратная связь отключается, и система оказывается разомкнутой и неуправляемой, что может привести к появлению автоколебаний. Поэтому, если в моменты расцепления валов двигателя и нагрузки на двигатель нодавать форсирующий сигнал, заставляющий его «прижиматься к валу нагрузки, то главная обратная связь не будет отключаться. Сигнал (ад - ап), поступающий на вход нелинейного корректирующего устройства, как раз и несет информацию о моменте расцепления валов двигателя н нагрузки.

Передаточная функция двигателя 2 приближенно может быть представлена в виде

7 5ТТТ

где 7д - электромеханическая постоянная времени двигателя, обусловленная моментом вращающихся частей на валу двигателя.

Параметры нелинейного корректирующего устройства (элементы 5 и 6) выбирают, исходя из условия

.()р(Т,р+),

Ki Кз 1) Cg и,

где We(P) -передаточная функция дифференциатора 6;

и - коэффициенты усиления линейных участков нелинейных характеристик звеньев 3 и 5;

Cs - величина насыщения нелинейного звена 5; 2Ь - величина зоны нечувствительности звена 3 (величина зоны люфта).

При этом поведение скорректированной нелинейной следящей системы с люфтом чолгюстью совпадает с поведением исходной линейной системы (без люфта), если

пренебречь неидеальностью дифференциатора 6.

Физический смысл разработанной линейной коррекции заключается во введении форсирующего воздействия на двигатель; как только появляется рассогласование между углами поворота валов двигателя и нагрузки, срабатывает нелинейное корректирующее устройство, на двигатель поступает форсирующее воздействие, и он выбирает зону люфта.

Передаточная функция реального дифференциатора имеет вид

SW (п} Р ДР

(1 + Гф,р)(1 + Гф.р)Время прохождения двигателем зоны люфта под действием корректирующего сигнала определяется постоянными времени Тф и Тф,, которые всегда можно выбрать достаточно малыми, чтобы ими пренебречь, по сравнению с протяженностью реальных процессов, происходящих в следящей системе. Тогда двигатель выбирает

5 зону люфта практически мгновенно, и динамические характеристики скорректированной следящей системы с люфтом определяются характеристиками исходной линейной системы (без люфта).

0 В процессе эксплуатации следящей системы люфт в механической передаче увеличивается, что приводит к ухудшению точностных характеристик. Предложенная следящая система с нелинейным корректирующим устройством позволяет повысить точность работы системы с люфтом и тем самым удлинить срок эксплуатации между профилактическими ремонтами механической передачи.

0.

Формула изобретения

Следящая система с люфтом, содержащая последовательно соединенные регулятор, первый сумматор, двигатель с датчиком угла, механическую передачу объект управления с датчиком угла, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены второй сумматор, нелинейное звено типа «насыщение

Э и дифференциатор, причем выходы датчиков угла двигателя и объекта управления связаны со входами второго сумматора, выход которого через последовательно соединенные нелинейный элемент и дифференциатор подключены ко входу первого сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. св. № 318907, кл. G 05Ь 11/12 3 1970.

2.Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления. Под ред. Е. П. Попова и Ю. И. Топчеева. М., Машиностроение, 1971.