Следящая система постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к системам втоматического управления электровигателями постоянного тока и мр- . ет использоваться для коррекции следящих систем, сервоприводов и т.п./

Известны системы автоматического правления/ содержащие в качестве корректирующих устройств адаптивные регуляторы с.переменной структурой 1. Их недостаток - малое быстродействие.

Наиболее близкой к предлагаемс5му изобретению из существующих систем является система, с двухканальным корректирующим фильтром 2 , содержащая последовательно соединенные компаратор, первый сумматор, первый фильтр, первый усилитель и выпрями-, тель и последовательно соединенные второй фильтр, второй усилитель, реле, блок умножения, блок импульснофазового управления, тиристорный преобразователь, двигатель и датчик скорости, выход которого подключен к вторг лу входу первого сумматора. Выход двигателясоединен через датчик положения с вторым входом компаратора, входы первого и второго фильтров объединены.

к недостатку подобных систем относится ограниченное быстродействие, причем повышение коэффициента усиления с целью достижения повышенного быстродействия приводит к возникновению в системе автоколебательного режима .

Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном

0 сохранении высокой точности и устойчивости системы.

Поставленная цель достигается тем, что система., снабжена истЬчниксм постоянного напряжения и допол5нительными последовательно соединенными первым ограничителем сигнала, функциональным преобразователем, вторым ограничителем сигнала и вторым сумматором . Выход выпрями0теля соединен с входом первого ограничителя сигнала, выход второго сумматора - с вторым входом блока умножения, а выход источника постоянного напряжения подключен к второму 5 входу второго сумматора.

На чертеже приведена блок-схема следящей системы.

Рассогласование выявляет компаратор 1, выход которого соединен с 0 первым сумматором 2, на котором пррйсХОдйт сравнениё рассогласования и сигнала датчика 3 скорости. Выходной сигнал первого сумматор 2Шступаёт деу анаЛьйбеТШррек тирующёе устройство, в одном канале которого включены последовательно соединенные первый фильтр 4, первый усилитель 5, выпрямитель 6, первый ограничитель (снизу) 7, функциодаль ный преобразователь 8, формирующей в нашем случа параболическую зави симость между входом и выходом, вт.о рой ограничитель (сверху) 9, второ сумматор 10 и блок 11 умножения. На второй вход второго сумматора 10 пс5дается регулируемое постоянное напряжение .с источника 12 постоянного на пряжения. Второй канал корректирующего устройства состоит из второго фильтра 13, второго усилителя 14 и трех ПОЗИЩ1ОННОГО релейного элемента - реле 15, выход которого связан с вторым входом блока 11 умножения. Выходной сигнал с блока 11 умножения поступает на блок 16 импульсйо-фазового управления и далее на последовательно соединенные тиристо ный преобразователь 17, двигатель 18, выход которого соединен с датчиком 3 скорости и датчиком 19 положения,; ; .. ., , . Схема работает следующим образом. /Ра ссргласование по положению сравнивается на сумматоре 2 с сигна лом датчика 3 скорости и поступает на двухканальное корректирующее устройство. В первом канале прсзисхо дят фильтрация, усиление- с н ебольшим коэффициентом усиления и формирование параболической характеристи кй с р егулируемым ограничением сни и сверху. Настройка этого Кйнагла определяет быстродействие системы. Во втором канале осуществляются фильтрация, усиление с большим коэф фициентом усиления и формирование трехпозиционной релейной характеристики. Настройка этого канала оп ределяет точность работы следящей системы. Такое разделение функций двух каналов позволяет ..повысить быстрод ействие системы и разрешить ксмпр мйсс между точностью и устойчивос тбю;При перемножении сигналов с рел iS и сумматора 10 образует,ся сиг. нал управления,- представляющий собой нечетную функцию рассогласован который поступает на систему импул но-фазового управления, осуществля щую пропорциональный сдвиг импу.пьсов тиристорного преобразователя 1 При этом изменение выходного напряжения тиристорного преобразователя 17,приводит к соответствующему изменению скорости вращения даигателя 18, угол поворота которого передается на датчик 19 положения (обратная связь.по положению) и датчик 3 скорости (обратная связь по скорости). Предлагаемое решение позволяет повысить быстродействие системы при одновременном достижении высокой точности позиционирования. Предлагаемое изобретение позво- ляет использовать, электродвигатель в системе регулирования в оптимальном режиме с самым высоким КПД за счет обеспечения пуска и торможения в следящем режиме с максимальным ускорением и замедлением. Это повышает быстродействие системы примерно на 20-3.0% и, как следствие, производительность механизма. Оптимальный режим работы электродвигателя увеличивает срок его эксплуатации. Указанные отличия позволят получить не только технический, но и эконо-, мический эффект. Формула изобретения Следящая система постоянного тока, содержащая последовательно соединенные компаратор, первый сумматор, первый фильтр, первый усилитель и выпрямитель и последовательно соединенные второй фильтр, второй усилитель, реле, блок умножения, блок импульсно-фазового управления, тиристорный преобразователь, двигатель и датчик скорости, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход двигателя соединен через датчик положения с вторьам входом компаратора, а входы первого ИBTdporo фильтров объединены, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, она содержит источник постоянного напряжения и последовательно, соединенные первый ограничитель . сигнала, функциональный преобразователь, второй ограни.читель сигнала и второй сумматор, вых.од выпрямителя соединен с входом первого ограничителя сигнала, а выход второго сумматора - с вторым входом блока множения, выход источника постоянного напряжения соединен с втррьм входом второго суммат.ора. . ;Источники информации, принятуе во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 467327, кл. G 05 В 15/02, 1974. 2.Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления. Под,ред. Ю.И.Толчеева, М., Машиностроение, 1971, с.15 (прототип).