Следящая система Советский патент 1979 года по МПК G05B11/01 

(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

ройства соединен со вторым входом второго элемента И.

Блок-схема следящей системы представлена на фиг. 1, Графики, характеризующие работу системы, представлены на фиг. 2 и 3, 1

На чертежах приняты следующие обозначения: измеритель рассоглйсования - 1, усилитель-ограничитель 2, сумматор - 3, исполнительный двигатель - 4, тахогенератор - 5, litepвый и второй функционёшЬные .прейбразователи - 6 и 7, элемент НЕ - 8, компаратор - 9, 1-й и 2-й элемёйты И - 10 и 11, 1-е и 2-е порогйвыё устройства - 12 и 13,оС-входное воздействие, -угол поворота выходного вала следящей системы,0-сигнал рассогласования, Uj -выходной сигнал i-го функционального блока.

Система работает следуюишм образом. - - . : . 7. ..: -

На вход системы подается входное воздействие с. , которое сраанивается с углом поворота выходного вала следящей системы в измерителе рассогласов.ания 1. Сигнал рассогласования на выходе измерителя рассогласования 1 будет равенЭ eot-f i. Сигнал 0 усиливается в усилителе-ограничителе 2, зона линейности которого ограничена величиной © . Выходной сигнал усилителя 2 прохоДит через сумматор 3, приводит во вращение исполнительный двигатель 4,выходной вал которого вращается так, чтобы свести к нулю возникшее рассогласование. Основное требование, предъявляемое к системе при рассогласованиях меньших, чем Q , т.е. в линейной зоне, - высокая динамическая .точность.:

Область рассогласований за ni eделами @ , т.е. , разбивается на три зоны (см. фиг.

1-я , © /9д

2-я -@,4049т.ЙРА

З-я , .-, Т Здесь & - сигнал, пропорциональный углу торможения системы, зависявшй от скоростй ее выходного вала р и представляющий собою сигнал рассогласования в , в пределах которого система может быть заторможе,на с некоторой текущей скоростью |) до заданно,й конечной скорости f) . Скорость выбирается с таким расчетом, чтобы при сигнале рассогласования 04 0 и 4 д-система имел бы переходный процесс в линейной зоне, удовлетворяющий требованиям к быстродействию линейной систе «л. График зависимости () приведен на фиг. 3.

При работе систекея за пределами зоны линейности сигнал рассогласования @ ограничивается в усилителе 2 по величине UjUjrwuc (см. фиг. 2) и система начинает движение в сторону уменьшения сиг673979

нала рассогласования 0 . Изменение сигнала рассогласования на фазовой плоскости 0 показано на фиг. 3 кривой АВСО. Сигнал рассогласования поступает на вход компаратора 9, на другой вход которого приходит сигнал, пропорциональный углу торможения который формируется во втором функциональном преобразователе 7 в зависимости от скорости вращения вала системы0 ef(

0 Поскольку @ 0 , то с выхода компаратора 9 на вход элемента И 11 поступает сигнал, соответствуююоий логический i ( лог 1 ) . Йа второй вход этого элемента приходит сигнал с,порогового устройства 12, подключенного к выходу измерителя рассогласования 1, который выдает сигнал в виде лог 1 до тех пор, пока 0 0д . Сигнал на выQ ходе элемента И 11 равен лог 1, если одновременно , т.е. реализуется логическая функция

.

Сигнал и с выхода элемента И

11 поступает на вход функционально- го преобразователя б как команда

;форсир6вки разгона системы. На функциональный преобразователь 6 поступает также,сигнал, пропорциональный скорости р) с выхода тахогенерато0 ра 5. По этим двум сигналам в функциональном преобразователе б формируется сигнал для разгона системы, знак КОТО130ГО совпадает со знаком скорости .

5 Сигнал Ug с выхода функционального преобразователя 6 поступает на второй вход сумматора 3 в виде напряжения, превышающего максимальный сигнал с выхода усилителя 2

0 и обеспечивающего максимальные ускорения разгона исполнительного двигателя 4. Система разгоняется до максимальной скорости (участок кривой ABC на фиг. 3 и в момент,

е когда сигнал рассогласования 0 с выхода измерителя рассогласования сравнивается с выходным сигналом функционального преобразователя 7 (в точке С на этой кривой) происхо0 дат сраба,тывание компаратора 9, сигнал на его выходе становится равным логическому нулю Слог. О ), и на выходе элемента И 11 сигнал такзке обращается в лог О . Разрешение на разгон поступает со входа функционального преобразователя 6, разгонное напряжение снимается с его выхода и дальнейшая работа системы определяется цепочкой из эле)«энтов НЕ 8, И 10. На вход элемента И Ю приходит три сигнала и он 1 вализует логическую функцию -М , I.e. сигнал на его выходе,

соответствующий лог 1,будет, j если одновременно каждый из выходных сигналов функциональных блоков

8, 12 и 13 равен лог.1. Сигнал с выхода элемента НЕ 8 paeet/ лог так как сигнал на его входе равен лог О . Сигнал на выходе порогового устройства 13 равен лог 1, если сигнал на его входе , подключенном к выходу тахогенератора 5, соответст1вует скорости 6 и, наконец, сигнал на выходе порогового устройства 12 соответствует 1, пока сигнал рассогласования больше зоны /Линейности усилителя 2 ., В этом случае, т.е. ц (участок кривой СД на фиг. 3), с рыхода элемента И 10 .выдается сигнал лог 1 на вход функционального, преобразователя 6, что соответствует команде на интенсивное торг-южение системы. Яа вход функциональ- , ного преобразователя б поступает также сигнал, пропорциональный скорости вала привода с тахог-енератора 5. По этим двум сигналам при поступлении команды на торможение в функциональном преобразователе б вырабатывается сигнал торможения системы, -знак которого Противоположен знаку скорости, а величина превышает максимальный уровень сигнала с выхода усилителя 2. Сигнал торможения также, как и сигнал разгона с в.ыхода функционального преобразователя б поступает на второй вход сумматора 3. При дальнейшем движении системы в сторону уменьшения сигнала рассогласования, как только выполняется уеловие 0 4 Од , или 4 5 f на выходе первого или второго пороговых устройств 12 или 13 появляется лог. О и команда на торможение снимается, т.е. на выходе элемента и 10 появляется лог. О (участок кривой до На фиг. 3). Так как при этом также отсутствует и кома.вда на разгон(), то с выхода функционального преобразователя б йа сумматор 3 не поступает никаких сигналов и система работает как обычная линейная система.

Работа системы при других началЬных рассогласованиях проходит аналогично. Яа фазовой плоскости (фиг.З) .показаны одинарной штриховкой зона разгона системы двойной - торможения, а без штриховки оставлены области, где функциональные блоки, ускоряющие переходный процесс, нб участвуют в работе. При этом все зоны ограничены.максимальной скоростью привода e ifloK

Без функциональных блоков, ускоряющих переходный процесс в нелинейной области ( ), систеj ма прч этом же начальном рассогласовании имела бй большую длительность переходного процесса, так как двигалась бы к согласованному положению по ЯйНйЙ А is cd е о 5 вместо АВСДО, т.е. с перерегулированиями и с большим временем разгона и торможения. Кроме того, в зоне малых рассогласований ( ) преимуществу от предлагаемой системы заключается в том, что в этой зоне система раезотает как .чисто лийейная без вмешательства средств нелинейной коррекции.

15

Формула изобретения

Следящая система, содёржаща я и з2Q меритель рассогласования выход которого через усилитель-ограничитель и через последовательно еоедикенные первое порогъ ееггуетрдйство, первый элемент, и и первый функциональный 2г парообразователь соединен со входами сумматора, выход КЬтороточерез испол-нительный двига тель соединен с -V из вхбдов йзмё зйтёля р ассогласбвания и входом тахогенератора,выход которого соединен со вторым вхо30дом первого функционального преобразователя и через второе пороговое устройство - со вторым входом первого элемента И, о т л и ч ai ю ад а яс я тем, что, с целью повышения 5 быстродействия и динамической точности системы в ней установлены второй элемент И, элемент НЕ, компаpaf6р и вторЫй функционаипьный преобразователь, вход которого соединен с выходом тахогенератора, а выход - с первым входом компарат ора, -второй вход которого соединен с выходом измерителя рассогласования, а выход через элемент НЕ - с третьим 5 входом первого элемента И и через второй элемент И - с третьим входом первого функционального преобразователя, выход первого порогового.устройства соединен со вторым входом 0 второго элемента И.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 328424, кл. S 05 В 11/26, 1972. г 2. Авторское свидетельство СССР 482717, кл. Q 05 В 11/01, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР 521551, кл. а 05 В 13/02, 1974.

4.Заявка 2432293/18-24,

кл. S 05 В 11/01,; 20.12.76, по ко0торой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

-S

f

irrrof

einf(f)

mat

.3