Двухканальное регулирующее устройство Советский патент 1976 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к системам управления и может использоваться при построении высокоточных следящих систем. Оно позволяет решать актуальную задачу - снижение ошибки при отработке заданного воздействия. Известны двухканальные регулирующие устройства, которые обеспечивают значительно большую точность отработки, чем обычные одноканальные. В этих устройствах грубый канал регулирования используется в основном для перемещения управляемого объекта со сравнительно небольшой точностью. Точный канал регулирования отрабатывает ошибку грубого и обеспечивает требуемую точность работы. Однако весьма разнообразные по своей природе и по месту приложения возмущения существенно ухудшают точность работы такой системы. Ошибка двухканальной системы без учета возмущений по валу грубого привода (Р),(Р)Флг(/)Фл.(р),(1) где фвх(я)-управляющее воздействие; ФАГ (р) - перед, функция ошибки грубого привода; Фдт (р) -то же, точного привода. При воздействии возмущений величина ошибки возрастет на ДТвоз- (р) Твози (р) Ф.г (/) Ф.т (Р).(2) Для повышения точности устройств автоматического регулирования применяются, как правило, корректирующие элементы, в частности корректирующие усилители. Ьид корректирующих элементов и место их включения определяются общими прави.ами синтеза систем автоматического управления. Из известных двухканальных регулирующих устройств наиоолее близким по технической сущности к предлагаемому является устройхтво, содержащее корректирующий усилитель, грубый и точный каналы регулирования, состоящие из последовательно соединенных измерителя рассогласования, корректирующе1О элемента, усилителя и исполнительного механизма, при этом выход исполнительного механизма каждого канала регулирования соединен с одним из входов измерителя рассогласования данного канала регулирования, выход измерителя рассогласования грубого канала регулирования соединен с другим входом измерителя рассогласования точного канала регулирования, выходы исполнительных механизмов грубого и точного каналов регулирования соединены с соответствующими входами первого сумматора, и датчик скорости, который соединен с выходом иснолнительного механизма гр}бого канала регулирования.

Однако ехема этого устройства трудна в нрактической реализации из-за нелинейностей характеристик реальных тахогенераторов и гиротахометров; уход нараметро.в цепи компенсации сундественно сказывается на устойчивости; измеряются на все возмущения.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве установлены второй и третий сумматоры и интегратор, причем один из входов второго сумматора соединен с выходом измерителя рассогласования грубого канала регулирования, другой вход - с выходом интегратора, а выход через корректирующий усилитель соединен с первыми входами третьего сумматора и интегратора, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости и с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом усилителя точного канала.

На чертелсе представлена блок-схема предлагаемого двухканального регулируюн;его устройства.

Устройство содержит измерители рассогласования 1 и 2 грубого и точного каналов регулирования, корректирующие элементы 3 и 4 грубого и точного каналов регулирования, усилители 5 и 6 грубого и точного каналов регулирования, исполнительные механизмы 7 и 8 грубого и точного каналов регулирования, корректирующий усилитель 9, интегратор 10, датчик скорости 11, первый, второй и третий сумматоры 12, 13 и 14.

Электронная следящая система, содержащая блоки 9, 10, 13, работает по сигналу ощибки, поступающему с измерителя рассогласования 1 грубого канала регулирования. Информация о задающем воздействии отсутствует.

Датчик скорости 11 измеряет скорость исполнительного механизма грубого канала регулирования

(Р) - .г (р) (Р Фг (Р) +

+ / возмФАг(/).(3)

Сигнал ощибки грубого канала регулирова- 50

ния

(р) вх (р ФАГ (р - срвозм (р ФАГ ( (4)

Суммируя сигнал ощибки грубого канала регулирования (/ и интеграл сигнала датчика скорости 11, получают сигнал, пропорциопальный задающему воздействию ФвхГр)- Интегрирование сигнала датчика скорости 11 производится на интеграторе 10 электронной следящей системы;

) + гт(Р)

ip) Флг (р) Твозм (р ФАГ (р} + Тех (р} Фг С) + + Твоз«(/5)Фдг(/) Твх(/)-(5)

Передаточная функция электронной следящей системы формируется равной передаточной функции грубого канала регулирования Ф,(р).

Разность сигнала скорости электронной следящей системы, реализующей желаемую передаточную функцию грубого канала регулирования и сигнала датчика скорости II, вычисляется в сумматоре 13 и равна

.г (р - (Р Фг (р (р Фг (р - (р) ФАГ (р) - (Р) Фг (Р

РЪ,.,().(6)

Таким образом, выделена та часть возмущений на валу грубого канала регулирования, которая не отработана им. На валу точного канала регулирования нагрузка мала, исполнительный механизм быстродействующий, и в диапазоне частот возмущений исполнительную часть точного канала регулирования можно представить в виде интегратора. Подав на вход усилителя 6 точного

канала регулирования сигнал с выхода сумматора 14, на выходе двухканального регзлирующего устройства получают

8ь,х (Р вх (р) Фг (Р) + %х (р ФАГ (р Фг (Р) + + возм (/) ФАГ (р} - Твозм (р ФАГ (р Фт (уР) - Твозм (р} ФАГ (р} + возм (Р ФАГ (р} Фг (/) вх (р} Фг (Р + Tax (р} ФАГ (р) Фт (/) (7)

Ошибка следящей системы с учетом возмущений

ДТ (р) Твх (р) - вых (р} - вх (/) ФАГ (р ФАТ (/)

(8)

Из сравнения с выражением (1) следует, что составляющая ощибка от возмущений скомпенсирована без ухудщения качества системы по основному воздействию.

При использовании предлагаемого двухканального регулирующего устройства точность работы следящей системы повыщается по меньшей мере в три раза и улучшаются условия устойчивости системы.

Формула изобретения

Двухканальное регулирующее устройство, содержащее корректирующий усилитель, грубый и точный каналы регулирования, состоящие из последовательно соединенных измерителя рассогласования, корректирующего элемента, усилителя и исполнительного механизма, при этом выход иснолнительного механизма каждого канала регулирования соединен с

одним из входов измерителя рассогласования данного канала регулирования, выход измерителя рассогласования грубого канала регулирования соединен с другим входом измерителя рассогласования точного канала регулирования, выходы исполнительных механизмов грубого и точного каналов регулирования соединены с соответствующими входами первого сумматора, и датчик скорости, который соединен с выходом ИСполнительного механизма грубого канала регулирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точнасти устройства, в нем установлены второй и третий сумматоры и интегратор, причем один из входов второго сумматора соединен с выходом измерителя рассогласования грубого канала регулирования, другой вход с выходом интегратора, а выход через корректирующий усилитель соединен с первыми входами третьего сумматора и интегратора, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости и с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом усилителя точного канала.

/