Фазовая следящая система Советский патент 1977 года по МПК G05B11/01 G08C19/12 

ния через второй коммутатор соединены с соответствующими обмотками модулирующего двигателя, выход nejpBoro усилителя через последовательно соединенные фазорасщепитель и третий коммутатор - с соответствующими входами мостового фазовращательного датчика, ВЫХОДЫ тахогенератора через четвертый коммутатор подключены к соответствующим входам сумматора, выходы третьего усилителя через ПЯТЫЙ коммутатор - к соответствующим обмоткам исполнительного двигателя. На чертеже представлена блок-схема фазовой Следящей системы. Фазовая следящая система содержит мостовой фазовращательный датчик 1, фазовращательный приемник 2, модулирующий двигатель 3, первый 4, второй 5 и третий 6 усилители, фазорасщенитель 7, первый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11 и пятый 12 коммутаторы, двухфазный 13 источник питания, фазовый дискриминатор 14, сумматор 15, тахогенератор 16, исполнительный двигатель 17, модулятор 18, корректирующий фазовращатель 19, поворотную платформу 20. Все коммутаторы в системе имеют два положения, одно из которых на чертеже показано сплощиой линией, а другое - пунктирной. Г1е реключение Всех коммутаторов из первого положения во второе проводится одновременно. Фазовая следящая система работает следующим образом. При первом положении коммутаторов с обмоток подвижного и неподвижного дисков приемника 2 снимаются высокочастотные сигналы, модулированные по амплитуде. Усилители 4 и 5 усиливают эти сигналы и выделяют огибающие путем детектирования. Частота огибающих модулированных сигналов равна .p,(1) тде п - скорость вращения модулирующего двигателя 3, об/сек; Р - число пар полюсов обмоток приемника 2. Фаза напряжения на выходе усилителя 5 изменяется относительно (фазы напряжения на выходе усилителя 4 при повороте вала платформы 20 на угол р яо закону (2) Опорное «апряжение частоты / с выхода усилителя 4 преобразуется с помощью фазорасщепителя 7 в двухфазное для питания статорных о.бмоток фазовращательнаго датчика 1, фаза напряжения на выходе Которого при повороте задающего вала на угол а изменяется по закону Ф : а. На фазовом диск|риминаторе 14 сравниваются фазы согласно условию РД1 - П1 При выполнении услов-ий (4 )яа выходе фазового дискриминатора 14 отсутствует напряжение рассогласования между углами а и р и следящая система находится в согласованном положении. С поворотом задающего вала датчика 1 на некоторый угол происходит изменение фд, в результате чего на выходе фазового) дискриминатора появляется напряжение рассогласования, преобразуемое с помощью модулятора 18 в пе|ремен;ное напряжение, частота которого соответствует напряжению f/возб, питающему обмотку возбуждения исполнительного двигателя 17. Исполнительный двигатель поворачивает платформу 20, а вместе с ней и подвижный диск приемника 2 до положения, при котором выполняется условие (4). Из условий (4), (2) и (3) видно, что P---i-(5) Таким образом платформа 20 поворачивается на угол В, в р раз меньщий угла а, поворота вала датчика. Это позволяет устанавливать платформу с точностью до одной угловой секунды, практически исключая ощибку установки задающего вала, которая может достигать единиц угловых минут. Так, например, при и ощибке установки вала датчика 1 в 6 угл. мин ошибка -в установке платформы равна 1 угл. сек. Для исключения ощибки от нестабильности эл eктpoнныx блоков в системе применена одновременная двухпозиционная коммутация, в результате которой происходят выявление ощибки Нестабильности и ее устранение с помощью корректирующего фазовращателя 19 непосредственно в момент работы всей системы. В первом положении коммутаторов согласно условиям (2), (3) и (4) можно установить условие согласования следящей системы с учетом ошибок электронных -блоков ., + Д„ где AI-суммарная погрещность системы, вызываемая нестабильностью усилителей 4 и 5, фазорасщепителем 7 и элементами датчика 1; А суммарная погрешность системы, вызываемая нестабильностью фазового дискриминатора 14, суммато1ра 15, модулятора 18, усилителя б и исполнительного двигателя 17. С учетом указанных погрещностей угол поворота платформы имеет значение а А 4- Дг«/уч -у -р - ) Во втором Положении коммутаторов происходит следующее. Коммутатор 10 меняет чередование фаз напряжения литания датчика 1, а коммутатор 8 подключает фазовый дискрими1натор к второму выходу датчика. Благодаря этому характеристика датчика фаза--угол -изменяет знак на обратный, т. е. Тдц - а(8) Перемена фаз на модулирующем двигателе 3 -с ломощью коммутатора 9 приводит к изменению Направления его вращения, и характеристика пр-иемника в этом случае имеет вид - иРТаким образом, для второго положения коммутаторов 8, 9 и 10, пользуясь условием (4), можно записать равенство -« + Р„-/-А, Действие коммутаторов 11 и 12 состоит в инвертировании выходных напряжений фазового дискриминатора 14 и тахогенератора 16, поступающих на- обмотку исполнительного двигателя 17 через сумматор 15, модулятор 18 и усилитель 6. В условии (10) это отражается переменой знака правой части, т. е. - а + ,1 / - А: : - - + Л., Положение платформы 20 в этом случае можно записать в виде Д, -f Дг я -у+ Р2/ Вычитая выражение (7) из выражения (12), получим 2 (Д, + Аг) и-Р,Таким образом, коммутирование приводит к изменению пе рвоначального положения платформы 20 на угол, пропорциональный удвоенной- общей ошибке электронных блоков. Это изменение положения платформы при нереключении устраняется с помощью корректирующего фазовращателя 19 путем введения в канал связи между усилителем 5 и фазовым дискриминатором 14 фазово-го сдвига, равного Т А+А.(14) Предложенная система дает возможность непорредственно в нроцессе ее работы производить контроль точности и устранение ощибки нестабильности электронных узлов. Она предназначена для прецизионной установки угла поворота вала, в частности, в электромеханических делительных головках и позволяет заменить применяемые в настоящее время оптические делителуные головки. При этом пред(10) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ложенная система не только превосходит их по точности (1 угл. сек вместо 5 угл. сек у известных фазовых следящих систем), но и по удобству эксплуатации и возможности автоматизациИ технологических процессов, ввиду дистанциониости управления. При этом устраняются субъективные полрещности, неизбежные цри работе «а оптической делительной головке и связанные с утомляемостью зрения оператора. Формула изобретения Фазовая следящая система, содержащая двухфазный источник питания, фазовращательный приемник, первый вход которого кинематически связан с валом модулирующего двигателя, первый выход-с первым усилителем, а второй выход через второй усилитель и корректирующий фазовращатель соединен с первым входом фазового дискриминатора, второй вход которого через нервый коммутатор соединен с выходами мостового фазовращательного датчика, выход фазового дискриминатора соединен через ,последовательно соединенные сумматор и модулятор с входом третьего усилителя, исполнительный двигатель, вал которого кинематически связан с тахогенератором, вторым входом фазовращательного приемника и валом поворотной платформы, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности фазовой следящей системы, в ней установлены четыре коммутатора и фазорасщепитель, причем -выходы двухфазного источника питания через второй коммутатор соединеныс соответствующими обмотками модулирующего двигателя, выход первого усилителя через последовательно соединенные фазорасщепитель и третий ком1мутатор соединен с соответствующими входами мостового фазовращательного датчика, выходы тахогенератора через четвертый коммутатор соединены с соответствующими входами сумматора, выхо-; ды третьего усилителя через пятый коммутатор соединены с соответствующими обмотками исполнительного двигателя. Источники информации, принятые во внимание при экснартизе: 1. Элементы цифровых систем управления. Сб. статей под ред. В. А. Мясникова. Л., изд. «Наука, 1971, с. 234. 2. Авт. св. 226693, кл. 21С, 46/02, 1968. 3. Авт. св. 417826, G 08С 19/12, 1972 (прототип) .