Следящая система Советский патент 1983 года по МПК G05B11/01 

(5) ГЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

1

Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к следящим системам управления объектами, обладающими нелинейной характеристикой типа люфт и может использоваться в системах, требующих высокой надежности и минимальной сложности.

Известна следящая система, содержащая последовательно соединенные блок формирования сигнала ошибки, зве но типа зона нечувствительности, предварительный усилитель, усилитель мощности, исполнительный двигатель, вал которого связан с тахогенерато- ,5 ром и через механическую передачу с люфтом - с объектом, на выходном валу которого установлен датчик ускорения и датчик угла, выход которого подключен к входу блока формирования 20 сигнала ошибки, выход тахогенератора подключен к дифференцирующему звену и последовательно соединенными с ним масштабирующим усилителем, инвертором и выпрямителем, выходы которого подключены к второму и третьему входам звена типа зона нечувствительности, а вход масштабирующего усилителя соединен с выходом датчика ускорения П).

Недостатком этой системы является то, что на больших скоростях система имеет дополнительную э намическую ошибку, вызванную сигналом тахогенератора что снижает качество ее работы .

Наиболее близкой по структуре к предлагаемой является система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, исполнительный пр1«од, тахогенератор, установленный на валу исполнительного двигателя, выход которого соединен с входом нелинейного звена с зоной нечувствительности и выходом нелинейного звена с зоной ограничения, выход которого соединен с первым входом сумматора, а га91ход звена с зоной нечувствительности через последователь но соединенные инвертор и звено с зо ной ограничения подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с вторым входом усилителя f2. Недостатком этой системы является необходимость в формировании совокупности нелинейных сигналов для реализации Демпфирующего сигнала, что повышает сложность системы и отрицатель но влияет на надежность ее работы. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение следящей системы Поставленная цель достигается тем, что в следящую систему, содер) последовательно соединенные измерител рассогласования, первый усилитель, исполнительнь|й двигатель, редуктор, выход которого соединен с вторым входом измерителя рассогласования, выход исполнительного двигателя через тахогенератор соединен с входом звена с ограничением, введены последовательно соединенные сумматор, второй усилитель и звено с переменным коэффициентом передачи, второй вход которого подключен к выходу тахогенератора, а выход - к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом звена с ограничением, причем выход второго усилителя соединен со вто рым входом первого усилителя. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемой следящей системы; на фиг. 2 - эпюры напряжений; на фиг. 3 принципиальная схема звена с переменным коэффициентом передачи. Система содержит последовательно соединенные.измеритель 1 рассогласования, первый усилитель 2, исполнительный двигатель 3, редуктор k, выхо которого соединен с вторым входом измерителя 1.рассогласования. Выход исполнительного двигателя 3 через тахогенератор 5 соединен с входом звена с ограничением 6, выход которого подключен к последовательно соединенным сумматору 7 и второму усилителю 8 Кроме того, выход двигателя 3 подключен к звену с переменным коэффициентом передачи 9, второй вход которого подключен к выходу тахогенератора 5, а выход - к первому входу сумматора 7. Выход второго усилителя 8 соединен с вторым входом первого усилителя 2. Звено 9 с переменным коэффициентом передачи предназначено для формирования на втором входе усилитеЛЯ 2 демпфирующего сигнала( фиг.2 в), позволяющего исключить автоколебания выходного вала объекта в зоне люфта. Следящая система работает следующим образом. Сигнал ошибки с измерителя 1 рассогласования поступает на первый вход первого усилителя 2, где происходит суммирование его с демпфирующим сигналом, поступающим на второй вход этого элемента. Усиленный сигнал по ступает на двигатель 3 и приводит его во врацение. Двигатель 3 поворачивает вал объекта на величину угла, пропорционального рассогласованию, т.е. до тех пор, пока разность между величиной входного воздействия и углом поворота объекта не станет равной нулю. Вал двигателя 3 механически свят зан с входом тахогенератора 5, который вырабатывает напряжение (фиг. 2а}, пропорциональное скорости вращения двигателя. Величина этого сигнала ограничивается нелинейным звеном типа зона насыщения 6 (фиг. 2 б) и поступает через сумматор 7 на вход усилителя 8. Звено 9 с переменным коэффициентом передачи формирует демпфирующий сигнал на втором входе усилителя 2. При увеличении скорости вращения двигателя 3 больше величины зоны ограничения, на входе усилителя 8 сигнал остается постоянным, в то время как с ростом скорости уменьшает-. ся коэффициент передачи звена 9 за счет увеличения управляющего сигнала с выхода тахогенератора. Звено 9 с переменным коэффициентом передачи работает следующим образом (фиг. 3). Сигнал с тахогенератора 5 UTO ° ступает на диод VI и на сопротивление цепи отрицательной обратной связи усилителя 8 (с резистора оптрона V2}. В зоне линейного участка характеристики звена 6 (фиг. 26) диод VI заперт напряжением, поступающим с делителя Ми К2. При выходе звена 6 в зону насыщения диод VI отпирается и через диод оптрона V2 начинает протекать ток, величина которого пропорциональна U-|-2. что приводит к изменению сопротивления оптрона V2. Предлагаемая схема системы за счет эффективного подавления автоколебаний в приводах с люфтом в силовой передаче по сравнению с прототипом имеет меньшую динамическую ошибку, является более простой в реализации и обладает более высокой надежностью.

Формула изобретения5

Следящая система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, первый усилитель, исполнительный двигатель, редуктор, выход которого соединен с вторым входом измерителя рассогласования, выход исполнительного двигателя через тахогенератор соединен с входом звена с ограничением, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, в нее введены последовательно соединенные сумматор, второй усилитель и звено с переменным коэффициентом передачи,второй вход которого подключен к выходу тахогенератора, а выход - к первому входу сумматора,второй вход которого соединен с выходом звена с ограничением, причем выход второго усилителя соединен с вторим входом первого уси/мтеля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР № 718833, кл. G 05 В 11/01, 1980.

а

S

6Л

(J

CJ

1/вл

tg

W

D« Т

Ct

кг

Kgauih

t , тем