Следящая система Советский патент 1981 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в следящих системах, подверженных различным воздействиям - возмущающих о( (-t) и управляющих о (t), содержащих скачки по положению и по скорости. Известна следящая система, которая содержит замкнутый контур регулировани с целью коррекции. Замкнутый контур ре;ГУлирЬванйя содержит дифференцирующее звено, усилитель, исполнительный элемен и объектрегулирования. Цепь коррекции включает в себя два нелинейных звена и интегрирующее звено. Введение искусср венных нелинейностей в цепи коррекции позволяет за счет изменения параметров автоматического регулирования во время переходного процесса улучшить качество системы. Одним из таких переменных параметров является коэффициент усиления дифференцирующего звена, скачкообразно изменяемый во время переходного процес са l. Одаако к фрек тирующие звенья следящей системы не позволяют получить пе- реходаой процесс без перерегулирования и не избавляют от необходимости комтфо миссной настройки замкнутого контура регулирования из условия получеиия ip буемых показателей качества в переходном и установившихся режимах. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является следшцая система, содерхГащая первый элемент сравнения, первый вход которого подклюю чен к выходу сумматора, а второй вход - через последовательно соединенные обьекг регулирования,двигатель, усилитель мощности и предварительный усилитель - к выходу первого элемента сравнения. Эта система обеспечивает достаточно высокую точность в переходном режиме при управляющем воздействии типа скачка, что достигается за счет цепи коррекции в разомкнутом кана;Е, срабатывающей только от данного управл5пощего воздействия 2j. Однако в данной следящей системе не учигываегся вли5шие действующих на систему возмущений, что может значительно ухудшить точность системы. Для устранения этого вли5шия необходимо изменять параметры системы, что ухудшает ее устойчивость. Целью изобретения является повышение точности системы в установившемся и переходном режимах, при управляющих воздействиях содержащих скачки по положению и по скорости, без изменения параметров замкнутого кштура. Цель достигается тем, что в слеД51Щую систему введены второй эдамент сравнения, модель объекта регулирования, первый и второй триггеры, первый и второй формирователи ймпульсоа и вычислитель, первый, второй, трегий и четвертый входы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго триггеров с выходом второго элемента сравнения и первым входом сумматора, а первый, второй, третий и четвертый выходы - с первьГм и вторым входами первого формирователя импульсов и первым и вторым входами втфого формирователя импульсов, третий и четвертый входы первого формирователя импульсов соединены соответстве но со вторыми выходами первого и второг триггеров, а выход - с третьим входом второго формирователя импульсов и со вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго фор мирователя импульсов, выход первого эл мента сравнения подключен ко входам первого и второго триггеров, первый вход второго элемента сравнения сЬединен с выходом объекта регулирования,, вход которого соединен через модель объекта регулирования со вторым входом второго элемента сравнения. На фиг. I приведена функциональная схема следящей системы;на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие ее работу. . Система содержит первый элемент срав рення 1, предаарительный усилитель 2, усилитель мощности 3, двигатель 4, объект регулирсдаания 5, об{5азующие замкнутый контур регулирования, сумматор 6, первы и второй формирователи импульсов 7 и 8, вычислитель 9, первый и второй триггеры 1О и 11, второй элемент сравнения 12 и модель объекта регулирования 13, входящие в корректируюшую цепь, управляющее воздействие с1() 14, изменение ощибки системы при отсутствии цепи коррекции 15, изменение ошибки скорректированной системы бк.16. Работа следящей системы при управлящем воздействии, содержащем скачки по корости, «f(t)(фиг. 2, график 14) залючается в следующем. Изменение ошибки G() системы при отсутствии цепи коррекции представлено на (}иг. 2, график 15. При появлении полсжительной шибки в системе, содержащей в разомкнутом канале цепь коррекции, срабатывает первый триггер 1О, вырабатывающий положительный импульс И . передним фронтом которого дается команда вычислителю 9 выдать положительные И , И VI И j и отрицательный Их управляющие импульсы на первом и втором формирователе импульсов 7 и 8 и запускается первый формирователь импульсов 7. Вычислитель 6 импульсов 9 постоянно работает, периодически замеряя управляющее и возмущающее воздействие, вычисляет амплитуду, полярность, длительность импульсов Z первый и второй формирователей импульсов 7 и 8, в зависимости от величины воздействия обоих типов параметров замкнутого кштура полярности ошибки таким образом, чтобы обеспечить наиболее возможную точность системы в переходном режиме. На первый формирователь импульсов 7 выдается управля1бщий импульс И , позволяющий сформировать положительный импульс Ио , амплитуда которого является максимально возможной для элементов замкнутого контура. Управляющий импульс Hg. позволяет сформировать импульс Ио такой длительности, чтобы обеспечить максимальный разгон двигателя 4, а при проходе системы к согласованному положению импульс И снимается. Своум задним фронтом импульс И запускает второй формирователь импульсов 8. Управляющие импульсы И и И формируют импульс Ил отрицательной полярности, максимально возможной амплитуды для данного замкнутого контура длительности, обеспечивающей торможение и плавный подход двигателя 4 к согласованному положению. При отрицательной ошибке срабатыва- ет втфой триггер 11, который вырабатывает отрицательный импульс И, передний фронт которого дает команду вычислителю 9 выдать отрицательный И и положительные И , Ир- и Иу управляющие импульсы первому и второму формирователям импульсов 7 и 8 и запускает первый формирователь импульсов 7. Работа остальных блоков аналогична их работе при положительной ошибке. Таким 5 образом, корректирующая цепь работает как при положительной, так и при отрицательной полярности управляющего воздействия. В такой следящей системе с коррекци ей в разомкнутом канале без изменения параметров замкнутого контура обеспечивается вьюокая точность в перехоцном режиме (фиг. 2, график 16). Причем, сигнал цепи коррекции действует только во время переходного режима. Так как величина управл5пощего сигнала корректирующего устройства формируется в зависимости от возмущающего и yпpaвлs ющего воздействий, то предлагаемая система является самонастраивающейся, что - обеспечивает работоспособность системы в широком диапазоне изменения воздействия обоих типов. Формула изобретения Следящая система, содержащая первый элемент сравнения, первый вход Ki торого подключен к выходу сумматора, второй вход - через последовательно со единенные объект регулирования, двигате1Ъ, усилитель мощности и предварител ный усилитель - к выходу первого элемента сравнения, отличающаяс тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит второй элемент сравнения, модель обьекта регулировани 576 первый и второй триггеры, первый и второй формирователи импульсов и вычислитель, первый| второй, третий н четвертый входы которого соешшевы соответственно с первыми входами первого н второго триггеров, с выходом второго элемента сравнения и первым входом сумматора, а первый, второй, третий и чегеертый вы ходы - с первым и вторым выходами пер вого формирователя импуп сов и первым и вторым входами второго формирователя импульсов, третий и четвертый входы первого формирователя импульсов соещь нены соответственно со вторыми выхооа ra первого и второго триггеров, а выход - с третьим втсрого формирователя импульсов и со вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов, выход первого элемента сравнения подключен ко входам первого и второго триггеров, вход второго элемента сравнения соединен с выходом объекта регулнровабйя, вход которого соединен через модель обьекта регулирования со вторым входом второго элемента сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Автоматика и телемеханика, 1958, М« 4. 2. Авторское свидетельство СССР № 331366, кл. G 05 В 11/О1, 1971 (прототип).

Л5

: I .

5

LE

г

Ь.

фаг.1