Двухканальная следящая система с разделенной нагрузкой Советский патент 1977 года по МПК G05B11/01 

(54) ДВУХКАНАЛЬНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА С РАЗДЕЛЕННОЙ НАГРУЗКОЙ

Изобретение откосится к системам автоматического регулирования и управления и может быть иснользовано при построении высокоточных двухканальных следящих систем с разделенной нагрузкой Известна двухканальная следящая система с

разделенной нагрузкой, содержащая привод грубого канала, привод точного канала, первый элемент сравнения, один вход которого является входом системы, другой вход подключен к выходу датчика обратной связи привода грубого канала, а выход через сумматор подсоединен к входу привода грубого канала, второй элемент сравнения, один вход которого связан с выходом первого элемента сравнения, другой вход подключен к выходу датчика обратной связи привода точного канала, интегратор п-го порядка, выход которого подключен к входу сумматора, а вход - к выходу датчика обратной связи привода точного канала 1 .

Недостаток системы в том, что неравномерность движения привода грубого канала может быть скомпенсирована приводом точного канала в ограниченной полосе частот, определяемой полосой пропускания второго элемента сравнения и уровнем шумов на выходе последнего, что ограничивает реально достижимую точность системы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является двухканальная следящая система с разделенной нагрузкой, содержащая последовательно соединенные первый чувствительный элемент, привод грубого канала, редуктор и первую платформу, с которой соединен первый чувствительньш элемент и на которой установлен моментный двигатель, кинематически связанньш со второй платформой, на которой установлен датчик абсолютной угловой скорости, выход которого через первый корректирующий фильтр соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через второй корректирующий фильтр соединен с выходом второго чувствительного элемента, кинематически соединенного со второй платформой, причем вход моментного двигателя через усилитель связан с выходом сумматора (2.

Эта система работает следующим образом.

Привод грубого канала перемещает первую и вторую платформы, подвижные относительно друг друга. Привод тошюго канала осуществляет подслеживание, т.е. отрабатывает ошибку привода груго канала и- тем самым обеспечивает точное воспроизведение шстемой основного управляющего воздействия.

Недостатком системы является то, что неравномерность движения первой платформы может был сгсомпенсироваш приводом точного канала в ограйиченйои полоре частотгОпределлемсСподосой пропускания частот датчика абсолютной угловой скорости, второго чз ствительного элемента и уровнем шумов на выходе последнего.

Целью изобретения является повышение точности системы за счет компенсации в области высоких частот моментных возмущений, создаваемых магнитной пружиной моментного двигателя при колебаниях первой платформы.

Указанная цель достигается за счет ввёдещя последовательно соединенных датчика утла поворота моментного двигателя относительно статора, масштабирующего блока и фильтра высоких частот, выход которого соединен с дополнительным входом сумматора, а моментный двигатель соединен с датчиком угла поворота ротора моменгаого двигателя относительно статора.

На чертеже показана блок-схема предлагаемой системы со следующими обозначениями: j

/Зг - основное входное воздействие системы; /3i -входное воздействие грубого канала, являющееся приближенным значением воздействия; | JOS н выходные величины соответственно первой и второй платформы;

и - электрическое напряжение, подаваемое на Зшравляющую обметку моментнего двигателя.

Система содержит первый чувствительньш элемент 1 привод грубого канала 2, редуктор 3, первую платформу 4, второй чувствительный злемент 5, первьш корректирующий фильтр 6, суммагор 7, второй корректирующий фильтр 8, фильтр высоких частот 9, усилитель 10, моментный двигатель 11, вторую платформу 12, датчик абсолютной угловой скорости 13, датчик угла поворота ротора моментного двигателя относительно статора 14 и масштабирующий блок 15.

Система работает следующим образом. Привод грубого канала 2 в соответствии с сигналом рассогласования (iS, - а,),iкоторый формирует чувствительный злемент 1, перемещает первую 4 и вторую 12 платформы, подвижные относительно друг друга. Перемещение второй платформы 12 относительно первой платформы 4 происходит по сшналу (oj ;8,), формируемому вторым чувствительным элементом 5, осуществляя тем самым отработку ошибки грубого канала и, следовательно точное слежение за воздействием 2- повышения качественных показателей системы введены датчик абсолютной угловой скорости 13 и корректирующие фильтры 6 и 8. При этом компенсация высокочастотных колебаний, проходящих на вторую платформу 12 от первой платформы 4 через взаимодействие ротора и статора моментного двигатедм 11, происходит следуюшлм образом.

В диапазоне частот f где Т i -постоянная времени цепи управления моментного двигателя 11, вращающий момент указанного двигателя может быть записан в следующем виде:

,-K,,t(,:

где Kj, коэффициенты жесткости соответственно по управляющему току и углу;

Ui , - соответственно низкочастотная и высокочастотная составляющие напряжения;

j-соответственно низкочастотная и высокочастотная составляющие угла поворота ротора относительно статора моментного двигателя 11,

г -активное сопротивление цепи управления. Причем составляющие; а, и U, лежат в полосе пропускания фильтра высоких частот 9.

При выборе коэффициента передачи масштабирующего блока 15, равным К, ., ,,,, ;)

Kj

и/-Кс(СС и.

{цайщий момент двигателя равенМ

следовательно, вьюокочастотнью колебания первой , платформы 4 не приводят к возникновению возмущающего момента, действующего со стороны моментного двигателя 11 на вторую платформу 12. Введение датчшса поворота ротора моментного двигателя относительно статора 14, масштабирующего элемента 15 и фильтра высоких частот 9 позволяет повысить точность и плавность работы двухканальной следящей системы с разделенной нагрузкой, когда в качестве исполнительного элемента точного канала применяется моментный двигатель, представляющий собой электромеханический преобразователь с магнитной пружиной. Например, при К 200--. , моменте инерции второй платформы Юг.см йа частоте 10 Гц динамическая ошибка двухканальной системы может быть сни:жена на 17,3 угл. сек, что для высокоточных следящих систем оптических приборов составляет / более 50 % от максимально допустимой ошибки системы.

Формула изобретения

Двухканальная следящая система с разделенной нагрузкой, содержащая последовательно соединенные первый чувствительный элемент, привод грубого канала, редуктор и первую платформу, с.которой соединен первый чувствительный элемент и на которой установлен моментный двигатель, кинематически связанный со второй платформой, на которой установлен датчик абсолютной угловой скорости, выход которого через первый корректирующий фильтр соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через второй корректирующий фильтр соединен с выходом второго чувствительного элемента, кинематически соединенного со второй платформой, причем вход моментного двигателя через усилитель связан свыходом сумматора, отличающаяся тем,.что, с целью повышения точности

системы, она содержит последовательно соединенные датчик угла поворота ротора моментного двигателя относительно статора, масштабирующий блок и фильтр высоких частот, выход которого coefljtHCH с дополнительным входом сумматора, а моментный двигатель соединен с датчиком угла поворота ротора моментного двигателя относительно статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

73

12

tn

11

fli