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 управляющего сигнала вводится нелинейный усилитель, характеристика управления которого сопрягается с нелинейной характеристикой управляющего элемента. В таких устройствах невозможно получить достаточно высокую линейность характеристики управления, так как требуется точный подбор - сопряжение характеристик нелинейного усилителя с каждым управляющим элементом 1.

Известно устройство для управления исполнительным органом, содержащее усилитель, к первому и второму входам которого подключены соответственно интегрирующий усилитель и сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора сигнала и источника сигнала, выход усилителя через первый управляющий элемент подключен к первому входу исполнительного органа, выход которого через демодулятор соединен со входом полосового фильтра 2. В этом устройстве, с целью повышения линейности характеристики управления,на вход управляющего элемента одновременно с управляющим сигналом подается периодический сигнал малой амплитуды, вызывающий малые приращения регулируемого параметра исиолнительного органа, пропорциональные крутизне его характеристики управления. С помощью демодулятора полосового фильтра и амплитудного детектора из выходного сигнала исполнительного органа извлекается информация о величине крутизны характеристики управления в виде амплитуды сигнала, которая в вычитателе сравнивается с эталонным сигналом. Сигнал рассогласования через интегрирующий усилитель поступает на вход регулировки усиления , включенного между источником управляющего сигнала и уиравляющим элементом. Однако линейность и стабильность характеристики управления оказывается недостаточной для целого ряда

применений.

С целью повыщения точности устройства, в него дополнительно установлены фазовращатель, второй управляющий элемент, инвертирующий усилитель и синхронный детектор, выход которого соединен со входом интегрирующего усилителя, выход полосового фильтра через фазовращатель подключен к первому входу синхрониого детектора, а выход генератора сигнала соединен со вторым входом синхронного детектора и через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй уиравляющий элемент - со вторым входом исполнительного органа. На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из источника сигнала 1 и генератора малого сигнала 2, подключенных ко входам сумматора 3, вход которого через последовательно включенные усилитель 4 и первый управляющий элемеит 5 соединеи с первым входом исиолиительиого органа 6, второй вход которого соединен с выходом генератора малого сигнала через второй управляющий элемент 7 и инвертирующий усилитель 8, а выход - через иоследователыю соединенные демодулятор 9, иолосовой фильтр 10, фазовращатель 11, синхронный детектор 12 и интегрирующий усилитель 13-со входом регулировки усилеиия усилителя 4. При этом второй вход сиихроиного детектора 12 соедииен с выходом генератора малого сигнала 2. Устройство работает следующим образом. Под воздействием иаиряжения, поступающего от источиика сигиала 1 через цеиь, состоящую из последовательно соединенных сумматора 3 и усилителя 4, на первый управляющий элемент 5, изменяется регулируемый параметр, например частота исполиительного органа 6. Одновременно с напрял ;ением от источника сигнала 1 на вход первого управляющего элемеита 5 от генератора малого сигнала 2 поступает периодический сигнал частоты й)о малой амплитуды, который вызывает малые приращения выходного параметра первого управляющего элемента 5 и соответствующие им малые колебания регулируемого параметра нсполнительиого органа 6. Цепь, состоящая из иивертирующего усилителя 8 и второго уиравляющего элемента 7, создает иротивофазиые колебания выходного иараметра исполнительиого органа 6 с эталонной амплитудой, пропорциональной эталонной крутизне характеристики управления. Разность амплитуд малых колебаний, создаваемых управляющими алемеитами 5 и 7 на частоте генератора малого сигнала 2, определяет амнлитуду и фазу результирующего колебания выходного иараметра исполнительного органа 6. В амилитуде и фазе результирующего колебаиия и заложена информаиия о разности текущего значения крутизиы характеристики исполнительного органа и ее номинального значения. С помощью демодулятора 9 и полосового фильтра 10, настроенного на частоту «о, выделяется сигиал частоты соо, амплитуда и фаза которого пропорциональны разности крутизны характеристики управления и ее номинального значения. С выхода полосового фильтра сигнал через фазовращатель 11, необходимый для компенсации фазового сдвига сигнала, вносимого полосовым фильтром, подается на синхронный детектор 12, на второй вход которого ностуиает периодический сигнал генератора малого сигнала 2. Выходной сигнал синхронного детектора 12, пропорциональный разности текущей крутизиы управления исполнительиого органа и ее эталонного значения, через интегрирующий усилитель поступает на вход регулировки усилеиия усилителя 4 и, изменяя его в сторону увеличения или уменьшения, доводит крутизну характеристики уиравлеиия до эталонного значения. Применение сиихроиного детектора сигнала ошибки позволяет повысить линейность и стабильность характеристики управления, так как исключается схема вычитаиия и источник эталонного сигнала, являющиеся элементами, вносящими доиолнительную ошибку. Формула изобретения Устройство для управления исполиительным органом, содерл ащее усилитель, к первому и второму входам которого иодключены соответственно интегрирующий усилитель и сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора сигнала и источника сигнала, выход усилителя через первый управляющий элемент иодключен к первому входу исполнительного органа, выход которого через демодулятор соедииеи со входом полосового фильтра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит фазовращатель, второй унравляющий элемент, инвертирующий усилитель и сиихрониый детектор, выход которого соединен со входом интегрирующего усилителя, выход полосового фильтра через фазовращатель подключен к иервому входу синхроииого детектора, а выход генератора сигнала соединен со вторым входом синхронного детектора и через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и второй уиравляющий элемент - со вторым входом исполнительиого органа. Псточники ииформации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент ФРГ № 1171029, кл. 21 а 8/01, 29.02.68. 2.Патент США № 3237135, кл. 334-15, 22.02.66 (прототип).