Следящая система Советский патент 1981 года по МПК G05B17/02 

(54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть, использовано для построения следящих систем автоматическою регулирования, содержащих нелинейные звенья, в том числе и звенья с типовыми нелинейностями.

Известны следящие .системы, при проектировании которых учитываются влияние зазоров и упругих деформаций, сухого и вязкого трения, переменные моменты инерции, зоны нечувствительности и т.д. 1.

Однако они обладают недостаточной точностью.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является следящая система, содержащая последовательно соединенные первый блок сравнения, усилитель, первый сумматор, нелинейное звено, второй сумматор, двигатель, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения, выход которого через последовательно соединенные второй блок сравнения, первый и второй дифференциаторы подключен ко второму входу первого сумматора,.третий вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, второй вход второго блока

сравнения подключен к выходу двигателя, а также модель линеаризованного звена, входом подключенная к выходу первого сумматора 2.

Однако эта -система на практике имеет. недостаточную точность из-за недостаточной точности линеаризации нелинейности типа зонь нечувствительности при действии внешнего возмущения. При действии внешнего возмущения (особенно меняющегося по случайному закону) увеличивается составляющая ошибки, вызываемая нелинейностью. Кроме того, для линеаризации нелинейнос,ти необходимо на вход нелинейного звена подавать смещение определенной полярности и амплитуды.

Цель изобретения - компенсация нели5нейности, повышение точности системы и ее упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что она содержит модель нелинейного звена, вход которой подключен к выходу первого 0. сумматора, а . выход - ко второму входу . второго сумматора, а выход модели линеаризованного звена подключен к третьему входу второго сумматора. На чертеже представлена схема предлагаемой системы. Система содержит иоследовательио соединенные устройство 1 сравнения, усилитель 2, сумматор 3, нелинейное звено 4 с нелинейностью тина зоны чувствительности, сумматор 5, двигатель 6, выход которого подключен ко входу устройства 1 сравнения, модель 7 нелинейного звена и модель 8 линеаризованного звена, входы которых подключены к выходу сумматора 3, а выходы - ко входу сумматора 5, сумматор 9, входы которого подключены к выходам устройства 1 сравнения и двигателя 6, а выход через дифференциаторы 10, 1 I подключен ко входу сумматора 3. Система работает следуюашм образом. После нодачи управляющего воздейстВИЯ Jl. на выходе устройства I сравнения формируется он1ибка системы «О v которая поступает на входы усилителя 2 и сум.матора 9, выходной сигнал которого равен управляющему воздействию. С выхода усилителя 2 и дифференциаторов 10, 11 сигналы поступают на входы сумматора 3. С выхода сумматора 3 сигнал S поступает на входы нелинейного звена 4, модели 7 нелинейного звена и модели 8 линеаризованного звена, а их выходные величины поступают на вход сумматора 5. Сигнал на выходе сумматора определяется соотношением Е2 и 1 - Ue + из из k Поскольку сигналы U/ и Ug с выходов, нелинейного звена и его модели равны и включены встречно, то на вход двигателя 6 поступает сигнал ZTg., пропорциональный сигпалу (К - коэффициент пропорциональности модели линеаризованного звена, равный коэффициенту усиления нелинейного звена на линейном участке), не зависящий от характеристики нелинейного звена. При этом осуществляется точная компенса.ция нелинейности системы и точность линеаризации не зависит от внешнего возмущения f, меняюпхегося по любому закону. Таким образом, предлагаемая система позволяет повысить точность работы за счет nOvTHoro исключения влияния внещнего возмущения на точность линеаризации. В известной системе всегда нарущаются условия линеаризации и, следовательно, всегда имеет место составляющая ошибки, вызываемая нелинейностью, поскольку возмущение f приложено к двигателю и не приложено к модели двигателя. Это приводит к тому, что кроме указанной составляющей ошибки, вызванной нелинейностью, в известной системе присутствует всегда дополнительная ошибка из-за неточности выходного сигнала з сумматора 6 управляющему воздействию «,Действительно, поскольку возмущение f действует только на вход двигателя и не поступает на вход его модели, то изображение выходного сигнала сумматора 6 равно UP)--(P)-MP)) - (р) -(Ц(р) w(p) ед Wp(pj ,(р) -4i)) гдeWg(p) -передаточная функция двигателя 8; и |(р) Wg(p) 1 - влияние не рассматривается, так как его назначение иное. Следовательно, выходные величины ft и j8 при действии возмущения f всегда различны. Эта разница и, следовательно, неравенство 21з(р) i{p) тем больше, чем больше возм щение f. Предлагаемая система может найти щирокое применение при построении следящих систем автоматического управления. Формула изобретения Следящая система, содержащая последовательно соединенные первый блок сравнения, усилитель, первый сумматор, нелинейное звено, второй сумматор и двигатель, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения, выход которого через последовательно соединенные второй блок сравнения, первый и второй дифференциаторы подключен ко второму входу первого сумматора, третий вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу двигателя, а также модель линеаризованного звена, входом подключенную к выходу первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы она содержит модель нелинейного звена, вход которой соединен с выходом первого сумматора, а выход - со вторым входом второго сумматора, а выход модели линеаризованного звена - с третьим входом второго сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Основы проектирования следящих систем.-Под ред. Е. П. Попова. М., «Машиностроение, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 407289 кл. G 05 В 17/02, 1973 (прототип).

8