Следящая система Советский патент 1980 года по МПК G05B11/12 

(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

1

Изобретение относится к области автоматики, в частности к следящим системам, и может быть использовано в маломощных устройствах автоматики с j асинхронным двухфазным двигателем в качестве исполнительного элемента/ с повышенными требованиями к точности, величине перерегулирования и помехоустойчивости.JO

Известна следящая система, содержащая измерительный блок, реверсивный блок управления, соединенный с первой обмоткой управления двигателя, и нереверсивный блок управления, со- «с единенный со второй обмоткой управления fl . .

Однако такая система не может быть использована в указанных устройствах, ввиду отсутствия специальных .средств -Q кор Ькции, т.е. вследствие невысокой точности.

Наиболее близка к предлагаемой по технической сущности следящая система, содержащая последовательно сое- 25 диненные датчик, измеритель рассогласования, модулятор и предварительный усилител-ь, последовательно соединенHfje импульсный усилитель и первый усилитель мощности, выход которого соединен с одной обмоткой управления двигателя, вторая обмотка-управления которого соединена с выходом второго усилителя мощности, а вал через редуктор - со входом датчика обратной связи, выход которого подключен к соответствующему входу измерителя рассогласования, выход которого соединен со входом корректирующего блока, и делитель частоты, первый выход которого связан с соответствующим входом модулятора, а вход - с выходом генератора импульсов 2.

Управление двигателем в известной следящей системе осуществляется путем одновременного изменения на одинаковую величину напряжений, поступающих на обе обмотки двигателя. С одной стороны, это позволяет повысить КПД следящей система по сравнению с системой, где управление двигателем осуществляется по однойобмотке, но, с другой стороны, приводит к увеличении статической ошибки, так как моментная характеристика двигателя становится нелинейной. Сдвиг фаз между напряжениями на обмотках управления ri возбуждения обеспечивается генератором опорных напряжений, преобразую11щх частоту напряжения первичного источн ка питания.Для коррекции динамически свойств известной следящей системы и пользуется линейное корректирующее звено, что заметно снижает помехоустойчивость системы и существенно огр ничивает качественные показатели сис темы в части переходного процесса и динамической ошибки. Перечисленные недостатки затрудня создание следящих систем с высокими технико-эксплуатационными показат лями, а в ряде случаев исключают вoз vюжнocть использования известной следящей системы в современных систе мах дртоматики. Цель изобретения - улучшение качества переходного процесса и повышение помехоустойчивости системы . Указанная цель достигается тем, что система содержит блок вьвделения модуляи блрк выделения знака, выход которого связан со входом импульсного усилителя, первый вход -с выходом корректирующего блока, второй вход - со вторым выходом делителя частоты, первый вход которого подключен к первому входу блока выделения модуля, второй вход которого свя зан с выходом предварительного усилителя, а выход - со входом второго усилителя мощности. В таком устройстве на основе упра ления двигателем по двум обмоткам осуществлена реализация псевдолинейного корректирующего устройства. На чертеже изображена функциональ ная схема следящей системы. Схема содержит измерительный блок 1, включающий в себя задатчик 2 прямого канала и датчик 3 обратной связи, подключенные к нему первое усилительно-преобразовательное устройст зо (УПУ) 4, содержащее модулятор 5, предварительный усилитель 6, блок 7 выделения модуля и усилитель 8 мощ ности, первую обмотку 9 управления двигателя 10, механически связанного через редуктор 11 с датчиком 3 обратной связи. Функциональная схема содержит также второе УПУ 12, содержащее корректирующий блок 13, реализ ющий функцию W l-t-T-fp/l 4- Tg р , блок 14 выделения знака, импульсный усилитель 15 и усилитель 16 мощности . вторую обмотку 17 управления двигателя 10, и генератор 18 опорных напр жений у содержащий генератор 19 импул| срв и делитель 20 частоты, пер вый выход которого соединен с управляющим входом модулятора 5. Следящая система работает следующим образом. Генератор 19 импул-ьсов вырабатыва ет напряжение U частоты fj, которое поступает.на делитель 20 частоты. С выхода делителя 20 частоты поступа ют два напряжения U и (J прямоуголь ной формы частоты ij сдвинутые друг относительно друга на 90°. Напряжение U( поступает в схему блока 7 выделения модуля и на управляющий вход модулятора 5 УПУ 4, напряжение Ug - в схему блока 14 выделения знака УПУ 12. Сигнал ошибки (J вырабатываемый измерительным блоком 1, преобразуется модулятором 5 в напряжение переменного тока частоты ij , величина которой выбирается в зависимости от конкретных условий. С выхода модулятора 5 напряжение поступает на вход предварительного усилителя б и через блок 7 выделения модуля - на вход усилителя 8 мощности, нагрузкой которого служат обмотки 9 управления двигателя 10. Таким образом, напряжениеUQU на обмотках 9 двигателя изменяется пропорционально модулю сигнала ошибки и не зависит от ее знака, т.е .Uoyy /Ufcx/ Одновременно сигнал ошибки через корректирующий блок 13 поступает в .блок 14 выделения знака, после чего напряжение определенной амплитуды, фаза которого сдвинута на 90° по отношению к напряжению Upy , усиливается импульсным усилителем 15 и усилителем 16 мощности. Нагрузкой -последнего является вторая обмотка 17 управления двигателя 10. Фаза напряжения на обмотке 17 двигателя определяется знаком сигнала корректирующего блока, а величина напряжения постоянна. Вращающий момент Мд двигателя 10 пропорционален произведению напряжений на его обмотках Ал.ни U да oy иду Таким образом осуществляется управление по двум обмоткам, при этом реализуется функция линейного динамического корректирующего устройства вида y |Kjj-sign Х2 г а роль множительного устройства выполняет исполнительный двигатель. Высокая точность такой следящей системы достигается за счет большого коэффициента усиления по ошибке, а величина перерегулирования определяется параметрами корректирующего блока и может быть сведена к нулю. Проведены испытания макета следящей системы, работающей от напряжения 27В постоянного тока, 500Гц. Делитель частоты и в зна чительной степени усилительно-преобразовательные устройства выполнены на микросхемах, в качестве датчика обратной связи использован магниторезистивный датчик, В предлагаемой следящей системе при величине динамической сшибки О,l получен переходный процесс без перерегулирования с длительностью 50 мс. Такая следящая система может быть использована в маломощных системах автоматического управления с асинхронным двухфазным двигателем в качестве ;исполнительного элемента, с повышенными требованиями к точности, величине перерегулирования и помехоустойчивости.

Формула изобретения

Следящая система, содержащая пос- ледовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, модулятор и предварительный усилитель, последовательно соединенные импульсный усилитель и первый усилитель мощноети, выход которого соединен с одной обмоткой управления двигателя, вторая обмотка управления которого соединена с выходом второго усилителя мощности, а Baj3j через редуктор - со входом датчика обратной связи, выход которого подключен к соответствующему входу измерителя рассогласования, выход которого соединен со входом . корректирующего блока, и делитель частоты, первый выход которого связан с соответствующим входом модулятора, а

вход - с выходом генератора импульсов отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества переходного процесса и повышения 71омехоустойчивости системы, она-содержит блок выделения модуля и блок выделения знака, выход которого связан со входом импульсного усилителя, первый вход с выходом корректирующего блока, второй вход - со вторым выходом делителя частоты, первый вход которого подключен к первому входу блока вьщеления модуля, второй вход которого связан с выходом предварительного усилителя, а выход - со входом второго усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 470784, кл. G 05 В 11/12, 1975 (прототип).