Устройство для управления исполнительным органом Советский патент 1977 года по МПК G05B11/01 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может найти применение в различных системах автоматической подстройки частоты, фазы, свип-генераторах и т. д.

В известных устройствах управления исполнительными органами для линеаризации характеристики управления между управляющим элементом и источником сигнала вводится нелинейный усилитель, характеристика управления которого сопрягается с нелинейной характеристикой управляющего элемента. В таких устройствах невозможно получить высокую линейность характеристики управления, так как необходим очень точный подбор - сопряжение характеристик нелинейного усилителя с каждым управляющим элементом 1.

Известно устройство для управления исполнительным органом, содержащее вычитатель, к первому и второму входам которого подключены соответственно амплитудный детектор и источник эталонного напряжения, выход вычитателя через интегрирующий усилитель соединен с первым входом первого усилителя, выход которого через последовательно соединенные управляющий элемент, исполнительный орган и демодулятор подключен ко входу полосового фильтра, выход источника сигнала соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен ко второму входу первого усилителя.

В этом устройстве для повышения линейности характеристики управления на вход управляющего элемента одновременно с управляющим сигналом подается периодический сигнал

малой амплитуды, вызывающий малые приращения регулируемого параметра исполнительного органа, пропорционально крутизне его характеристики управления. С помощью демодулятора, полосового фильтра и амплитуДного детектора из выходного сигнала исполнительного органа извлекается информация о величине текущего значения крутизны характеристики управления в виде амплитуды сигнала, которая в вычитателе сравнивается с эталонным сигналом. Сигнал рассогласования через интегрирующий усилитель поступает на вход регулирования усиления усилителя, включенного между источником сигнала и управляющим элементом. Однако линейность

характеристики управления такого устройства недостаточна 2.

С целью повыщения точности устройства, в него дополнительно введены второй усилитель и аттенюатор, выход которого подключен ко

второму входу сумматора, а выход полосового фильтра через второй усилитель подключен кп входам аттенюатора и амплитудного детектора.

На чертеже показана структурная схема

предлагаемого устройства. Устройство состоит из источника сигнала 1, нодключенного ко входу сумматора 2, и последовательно соединенных первого усилителя 3, подключённого вторым входом к выходу сумматора 2, управляющего элемента 4, исполнительного органа 5, демодулятора 6, полосового фильтра 7, второго усилителя 8, аттенюатора 9, подключенного выходом ко второму входу сумматора 2, а также последовательно включенных амплитудного детектора 10, вычитателя И, второй вход которого соединен с источником эталонного напряжения 12 и интегрирующего усилителя 13, соединенного с первым входом первого усилителя 3; при этом вход амплитудного детектора 10 соединен с выходом второго усилителя. Устройство работает следующим образом. Под воздействием напряжения, поступающего от источника сигнала 1, через цепь, состоящую из последовательно соединенных сумматора 2 и первого усилителя 3, на управляющий элемент 4, изменяется регулируемый параметр, например, частота исполнительного органа 5. В результате самовозбуждения по цепи, состоящей из последовательно включенных элементов и узлов 2-9, возникают малые колебания на частоте настройки полосового фильтра 7 шо с амплитудой, определяемой крутизной характеристики управления исполнительного органа 5 и коэффициентом усиления первого усилителя 3. Эти малые колебания одновременно с управляющим сигналом источника сигнала 1 через сумматор 2 и первый усилитель 3 поступают на вход управляющего элемента 4, вызывая приращения его выходного параметра и соответствующее им приращение регулируемого параметра исполнительного органа 5. Эти изменения пропорциональны крутизне характеристики управления исполнительного органа. При этом на выходе демодулятора 6 (частотного детектора) образуется сигнал, в спектре которого наряду с напряжением частоты модуляции соо, амплитуда которого пропорциональна крутизне характеристики управления исполпительного органа, присутствует напряжение частоты источника сигнала 1. Полосовой фильтр 7, подключенный к выходу демодулятора, позволяет выделить сигнал частоты соо, который усиливается вторым усилителем 8 и поступает через аттенюатор 9 на вход сумматора 2, а через амплитудный детектор 10- на вход вычитателя И. В вычитателе И осуществляется сравнение с эталонным сигналом, пропорциональным эталонной крутизне. Сигнал рассогласования через интегрирующий усилитель 13 поступает на первый вход (регулировки усиления) первого усилителя 3. Если напряжение на выходе амплитудного детектора 10 больще эталонного - происходит уменьщение коэффициента усиления первого усилителя 3, что приводит к уменьщению величины управляющего напряжения, подводимого с выхода источника сигнала 1 ко входу управляющего элемента 4 через первый усилитель 3 и соответственно уменьщает крутизну характеристики управления исполнительного органа 5 и линеаризует характеристику управления. Если же напряжение на выходе амплитудного детектора 10 меньще эталонного - коэффициент усиления первого усилителя 3 увеличивается, что соответствует увеличению крутизны характеристики управления и линеаризации характеристики управления. Из-за того, что малый сигнал всегда образуется на частоте пропускания полосового фильтра 7 благодаря внутренней цепи самовозбуждения, повыщается стабильность амплитуды малого сигнала, что приводит к увеличению линейности характеристики унравления. Формула изобретения Устройство для управления исполнительным органом, содержащее вычитатель, к первому и второму входам которого подключены соответственно амплитудный детектор и источник эталонного напряжения, выход вычитателя через интегрирующий усилитель соединен с первым входом первого усилителя, выход которого через последовательно соединенные управляющий элемепт, исполнительный орган и демодулятор подключен ко входу полосового фильтра, выход источника сигнала соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен ко второму входу первого усилителя, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, оно содержит второй усилитель и аттенюатор, выход которого подключен ко второму входу сумматора, а выход полосового фильтра через второй усилитель подключен ко входам аттенюатора и амплитудного детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент ФРГ № 1171029, кл. 21а 8/01, 29.02.68. 2.Патент США № 3237135, кл. 334-15, 22.02.66 (прототип).