Следящая система Советский патент 1980 года по МПК G05B11/01 

(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к системам автоматического регулирования повышенной точности и может найти применение при управлении объектами широкого профиля. Известны следящие системы, в которых динамические ошибки, возникающие из-за наличия в системе нелинейности типа .шофт, компенсируются с помощью корректирующих контуров, содержащих функциональные или согласующие преобразов.атели, дифференциаторы, усилители и сумматоры Недостатками известных систем являются отсутствие учета начальных условий (не учитывается начальное положение системы в зоне люфта) и наличие переходной составляющей ошибки при компенсации влияния люфta, что приводит к понижению точнос fe и устойчивости системы. Из известных систем наиболее близкой по технической суиности к изобретению является следящая систем содержащая первый сумматор, выход ко торого через последовательно соединенные функциональный преобразователь., первый дифференциатор, первый усилитель и релейный блок подключен ко входу второго усилителя, а через последовательно соединенные третий усилитель, второй сумматор, третий сумматор, второй вход которого через первое корректирующее устройство . подсоединен к выходу третьего усилителя, и исполнительное устройство подключено ко второму входу второго cyivMaTopa, первому входу четвертого сумматора и входу редуктора, выход которого соединен со входом объекта регулирования, выход которого соединен с одним из входов первого сумматора и вторым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с управляющим входом второго усилителя, и последовательно соединенные второй и третий дифференциаторы,входы и выходы которыхсоединены с соответствующими входами третьего сумматора 3 . Недостатком известной системы является ее низкая точность. Цель изобретения - повышение точности системы на переходных режимах. Поставленная цель достигается тем что в системе установлены последовательно соединенные второе корректирующее устройство и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя и входу

второго корректирующего устройства, а выход - ко входу второго дифференциатора.

Блок-схема системы представлена на чертеже, где приняты следующие обозначения: су 4маторы - 1-5, усилители - 6, 7, 8, корректирующие устройства - 9, 10, исполнительный механизм - ц, редуктор - 12, объек регулирования - 13, релейный блок 14, дифференциаторы - 15, 16, 17, функциональный.преобразователь - 18.

Система работает следующим образом

Сигнал задания поступает на вход первого сумматора 1, на второй вход которого поступает выходной сигнал системы. Разность между этими сигналами усиливается усилителем 8 и преоразуется исполнительным механизмом

11,который через редуктор 12 управляет положением объекта регулирования 13.Редуктор 12 имеет нелинейность типа люфт, которая существенно ухудшает качественные .характеристики системы. Для улучшения характеристик системы в ней применен корректирующий контур, который работает.следующим образом.

Сигнал рассогласования с выхода сумматора 1 поступает на вход релейного блока 14 через функциональный преобразователь 18, дифференциатор 1 и усилитель 16. В качестве функционального преобразователя может ыть использовано динамическое звено, .например, в виде фильтра, постоянная времени которого равна постоянной времени основного контура регулирования от сумматора 1 до редуктора

12.В зависимости от знака рассогласования на выходе релейного блока 14 появляется положительный или отрицательный сигнал определенной амплитуды, который, воздействуя на систему через усилитель 7 и сумматоры 5 и 3, компенсирует величину люфта в системе. Первое корректирующее устройство в качестве которого, например, может быть применена модель исполнительного механизма 11, служит для повышени порядка астатизма системы. Дифференциаторы 16 и 17, выходы которых подключены к сумматору 3, позволяют сделать внутренний контур регулирования системы, состоящий из сумматоров 2, 3 и исполнительного механизма 11,практически безынерционным для сигнала с релейного блока 14, Сумматор 4 и усилитель 7 с переменным коэффициентом усиления позволяет повысить эффективность компенсации люфта за счет учета относительного положения вала исполнительного механизма 11 и вала объекта регулировани 13 в зависимости от нагрузок, управляющего и возмушаюшего воздействий.

Положение вала исполнительного механизма 11 фиксируется, например, с помощью дискретного датчика,. установленного нейосредственно на валу исполнительного двигателя. Сумматор

4производит согласование сигналов, пропорциональных величинам угловых положений вала объекта регулирования 13 и вала исполнительного механизма 11, с учетом редукции и сравнения их.

Корректирующее устройство 10 уско,ряет переходный процесс за счет выработки (в момент подачи с релейного блока 14 через усилитель 7 и сумматор

5сигнала смешения на сумматор 3) ступенчатого сигнала той же полярности, что и сигнал на выходе усилителя 7, для повышения скорости исполнительного механизма 11, а затем через время tp/2, где tp- время регулирования следящей системы, - ступенчатого сигнала противоположной полярности на время tp/2 для быстрого торможения исполнительного механизма 11. Корректирующее устройство 10 может быть выполнено, например, из двух групп мультивибраторов, работающих соответственно при положительной и отрицательной полярности сигналов релейного блока 14. При этом в каждой группе первый мультивибратор через время tp/2 своим зад.ним фронте запускает второй мультиQ вибратор, вырабатывающий сигнал

противоположной полярности по отношению к первому мультивибратору. Сигнал Можно также селектировать по амплитуде в зависимости от величины

с сигнала на выходе корректирующего устройства 10.

Указанные отличительные особенности системы обеспечивают повышение ее точности в два раза по сравнению с известньми системами.

Формула изобретения

Следящая система, содержащая первый сумматор, выход которого через

последовательно соединенные функцио- . нальный преобразователь, первый дифференциатор, первый усилитель и релейный блок подключен ко входу второго усилителя, а через последовательно соединенные третий усилитель, второй сумматор, третий сумматор, второй вход которого через первое корректирующее устройство подсоедиf нен к выходу третьего усилителя, и исполнительное устройство подключено ко второму входу второго сумматора, первому входу четвертого сумматора и входу редуктора, выход которого соединен со входом объекта регулирования, выхОд которого соединен с одним из входов первого сумматора и вторым входом четвертогосумматора, выход которого соединен с управляюпдам входом второго усилителя, и последовательно соединенные второй и

третий дифференциаторы, входы и выходы которых соединены с соответствующими входами третьего сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы на переходных режимах, в ней установлены последовательно соединенные второе корректирующее устройство и пятый сумматор, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя и входу второго корректирующего устройства, а выход - ко входу второго дифференциатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 571793, кл, G 05 В 11/01,06.07.19

2.Авторское свидетельство СССР

№ 556413, кл. G 05 В 11/01,02.07. IQ,

3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2438196/18-24,

кл. G 06 В 11/01, 27.01.77 (прототиг

jzrLZ.H