Следящая система Советский патент 1980 года по МПК G05B11/28 

1

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может найти применение для управления объектами широкого профиля.

Известны следящие системы широкого профиля, повышение точности и быстродействия которых достигается за счет переключения двух корректирующих устройств l.

Известна также следящая система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, усилитель, сумматор, исполнительный механизм, Bbtход которого соединен с одним входом измерителя рассогласования и входом тахогенератора, выход которого через первый функциональный преобразователь соединен со вторым входом сумматора, через второй фун адиональный преобразоватапь - с одним из входов компаратора, второй вход которого соединен с вь ходом измерителя рассогласования и входом первого порогового устройства, а выход - через первый логический блок

со вторым входом первого функционального преобразователя, третий вход которого через второй логический блок соеди нен с выходом первого порогового устройства и вторым аходом первого логического блока, второй вход второго логического блока через второе пороговое устройство соединен с выходом тахогенератора, а третий вход через третий логический блок - с выходом компарато-

iO ра 2.

Известна следящая система, содержащая последсрстельно соединенные измеритель рассогласования, первый сумматор, усилитапь, второй сумматор, функциональ™

15 ный преобразователь и исполните чьный механизм, выход которого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, вьсход функционального преобразователя через первое корректир тощее уст20ройство соеди)4ен с одним из входов второго сумматора, а через второе корректирующее устройство и нелинейный блок - с соответств тощнми аходамн блока ywiro-

жения, вькод которого соединен со вторым входом первого сумглатора З,

Недостатком известных систем является их низкое быстродействие по сравне-нию с нескорректированными спедяшими системами и малая эг)5фективность кспопь зования дешифрирующих свойств р8верснв ного тахогенгратора.

Наиболее близкой по технической cyui,. кости к данном изобретению является следящая система, содержаяхая посяедо™ ватепьно соединенные иамеритепь рассог ласования; суг,олатор усилитель и исполнктельный двггатапь., выход которого череп С1-ШОВОЙ редуктор соединен с одним ахо дом измерителя рассогласоваккя и непосредственно со входом тахогенератораб выход которого через первьв ключ соединен со вторым входом сумматора через второй 1ШЮЧ с третьим входом сумматора и непосредственно с первым нхо дом первого логического блока, второй вход которого соединен с выходом изме- риТеля рассогласовения, а вькод - с управл5поцдам нходом второго ключа и аходом первого инвертора j4l.,

Недостатком этой системы является ее ;шзкое быстродействие к высокоэ перэрегулйровение.

Целью изобретения является повышенм быстродействия и уменьшение перерегулирования следящей CKCTeTvSbi,

Поставленная цаль досткгве-тся тем, что в пг.едлагаемой системе установ аеиы последоватально соединенные ьчиротно-

импульсный MOДyJШTOp ВТОрОЙ UliBBpTOp

и второй логический блок, второй вход которого соединан с выходом первого инвертораа а ВЬЕХОД с управляющим вло дом первого 1слюча, вход широтно-имиуль юго модулйторя соедЕнен с выхолом измеритап.я рассогласования,

На фиг, 1 показана фуггкцнонапьная Сахама cHCTeivibi; на фиг 2 - ,диаг-раг-..гмы напряжений поясняюидие работу следящей системы; на фиг, 3 - статическая характеристнка широтно-импульсного модулятора с ин-вер1ором, где показаны измеритель рассогласования Ij сумматор 2, ус0 лите1ль 3, исполнйтельньцИ двигатель 4, тахогенератор 5 скловой редуктор Q, нервый и второй логические блоки 7j 8, первый и второй ключи 9, Ю первый а второй инверторы 11, 12, широтноИМПУПЬСНЫЙ модулS5TOP 13э & СИ-ГНаГЕ

эеданилэ вр - выходкой Сй1кал нескорректарованной системьзг - стходиой

сигнал скорректированной систеглые -синал рассогласовашш, uj - выходной сигнал тахогенератора 5j с зона насьш1€ ния широтно-имп льсного модулятора 13,

скважность широтно-имнульс ного модулятора 135 Uq и U сигналы на выходах соответственно-первого и второго ключей 9 и 1О,

Следящая система работает следую.- . щкы образом.

Следящая система с отютюченными oбpaтныJv и связями () при подаче на ее вход сигнала в воспроизводит на ее выходе :OQ Сигнал рассогласования системы в этом случае щьпюстрируется кривой 6 на фиг, 2, а выкодной сигнал тахогенератора 5 кривой Ш , ITpvi подключении обратных связей на ньттервале совпадения знаков сигналов и Ly (участки О--Ь -Ьп-Ьт и , на фиг, 2) первый логический блок 7 не вырабатывает выходного сигнала, поэтому на выходе первого инвертора 11 присутствует управляющий сиг нал, разрешающий прохождение через второй логический блок 8 на первый ключ 9 сигнала рассогласовения g ,, предварит ель но пропущенный через щирс тко импул)зсный модулятор 13 и второй икЕсртор 12,, При этом первый ключ О гфопускает выходной сигнал тахогенерато{-1й Б Ш со скважностью J s определяемой эквивалентной статической ха- ра теркстикой шиpoтнo и myльcнoгo мо,D. 13 совместно со вторым инвертором 12 (фнгс 3), В результате на выходе иер)вого ключа 9 из сигнала U q формируется сигнал обратной связи (учаски О i, з фш% .2),

FiaJi видно КЗ фиг. 2, сигнал Uj на начал1зНом К-Нтервеле разгона исполнительного дБигатапя 4 нулю и в результа- та дешифрирующее действие тахогенератора 5 не оказьшает влияния на переходны процесс системы, что обусловлено превььш; ш--;ег 1 сигнала 6 зоны насыщения с ши|ютно™импульс1юго модулятора 13 с иавептором 12 (фиг. 3)« В дальнейшем нарастание сигнала обратной связи Uq, обратно пропорционально величине- сигна ла рассогласования , 6 г что обеспечивает личное подключение выходного сигнала тахогенератора Б Ш кс входу сумматора 2 лишь в момент первсмго согласования осей (в обшем случае, в момент равенства нулю сигнала рассогласования ( благодаря чеълу сигнал обратной свя57зи не оказывает существенного влияния на быстродействие системы, При несовпадении знаков сигналов 6. и ID на выходе первого логического бл ка 7 формируется управляющий сигнал, запирающий через первый инвертор 11 второй логический блок 8 и одновремен но разрешаюишй прохождение сигнала Ш через второй ключ 10 на влод сукшсатора 2, На выходе второго ключа 10 фор мируется сигнал обратной связи (участки --tj -tx на фиг. 2), который представляет собой недеформированный выходной сигнал тахогенератора 5. В ре зультате на участках эффективное подавление колебаний и пере ходный процесс в системе может быть представлен кривой GQ (фиг. 2). В дальнейшем работа следящей системы происходит аналогично. Таким образом, переключение сигналов обратных связей позволяет значительно повысить эффективность использования тахометрической обратной связи в следящей системе. Следует подчеркнуть, что соответствующим выбором коэффициента передачи щиротно-импульсного модулятора и зоны f можно в широких пределах воздействовать на динамические характеристики системы, обеспечивая требуемое качест во пераходного процесса, вплоть до аае риодического, с незначительным превььщ-ением времени регулирования над временем первого согласования осей в нес корректированной системе. Формула изобретения Следящая система, содержащая последовательно соединенные измеритель рас- 10 Согласования, сумматор, усилитель и исполнительньШ двигатель, выход которого через силовой редуктор соединен с входом измерителя рассогласования и непосредственно - со входом тахогенератора, выход которого через первый ключ соединен со вторым входом сумматора, через второй ключ - с третьим входом сумматора и непосредственно с первым входом первого логического блока, второй вход которого соединен с выходом измерителя рассогласования, а выход - с управляющим входом второго ключа и входом первого инвертора, отличающаяся тем, что. С целью уменьшения перерегулирования и повышения быстродействия, в системе установлены последовательно соединенные широтно-импульсньш модулятор, второй инвертор и второй логический блок, второй вход Которого соединен с выходом первого инвертора, а выход - с управляющим входом первого ключа, аход щиротно импульсного модулятора соединен с выходом измерителя рассогласования. Источники информации, во внимание при экспертизе 1.Юревис Е И. Теория автоматического управления. Л., Энергия, 1969, с. 249-251. 2.Авторское свидетельство СССР № 479079, кл. От 05 В 11/ОО, 1971. 3.Авторское свидетельство по заявке № 2439991/18-24, кл. G05 В 11/01 от 03,01.77. 4.Авторское свндетеяьс- во СССР № 56528О, кл. GO5 В 11/О1, 1974.

(4)