Следящая система

Следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в следящих системах, в частности, работающих в условиях существенного искажения сигнала ошибки слежения. Целью изобретения является повышение точности и поддержание ошибки слежения в заданных пределах. Система содержит элемент сравнения, блок выделения ошибки, сумматор, усилитель, исполнительный элемент и п однотипных каналов, каждый из которых содержит корректирующий усилитель , пороговое устройство, формирователь импульсов, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь . Сущность работы системы заключается в том, что при увеличении сигнала ошибки слежения до определенных пределов (разных для каждого канала) ступенчатым образом в сигнал ошибки вводится тот или иной постоянный сигнал, который уменьшает ошибку слежения, списываясь по мере ее уменьшения, 3 ил. с « (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ыSU„,. 13832 д1 и 4 G 05 В 11/00 ф:";; 13,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4135828/24-24 (22) 11. 10.86 (46) 23.03.88. Бюл. N - 11 (72) И.Г.Пономарев, С.Л.Соколов и Н.А.Тимашов (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к- 466486, кл. G 05 В 11/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

В 822143, кл. С 05 В 11/00, 1979. (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в следящих системах, в частности, работающих в условиях существенного искажения сигнала ошибки слежения. Целью изобретения является повышение точности H поддержание ошибки слежения в заданных пределах.

Система содержит элемент сравнения, блок выделения ошибки, сумматор, усилитель, исполнительный элемент и и однотипных каналов, каждый из которых содержит корректирующий усилитель, пороговое устройство, формирователь импульсов, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь. Сущность работы системы заключается в том, что при увеличении сигнала ошибки слежения до определенных пределов (разных для каждого канала) ступенчатым образом в сигнал ошибки вводится тот или иной постоянный сигнал, который уменьшает ошибку слежения, списываясь по мере ее уменьшения. 3 ил.

1383286

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано в следящих системах, в частности работающих в условиях существенного искажения сигнала ошибки слежения.

Цель изобретения — повышение точности и поддержание ошибки слежения в заданных пределах. 10

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройствами на фиг. 2— пример статической характеристики преобразования ошибки слежения в блоке выделения ошМбки на фиг. 3 - 15 статическая характеристика пороговогс устройства.

Следящая система (фиг.1) содержит элемент 1 сравнения, блок 2 выделения ошибки, сумматор 3, усилитель 4, исполнительный элемент 5, корректирующий усилитель б, пороговое устройство 7, формирователь 8 импульсов, реверсивный счетчик 9 и цифроаналоговый преобразователь 10. 25

Блок 2 выделения ошибки является блоком, в статической характеристике которого (фиг.2) отражены как физически обусловленнъ1е, так и специаг,ьно вводимые свойства устройств сьема и преобразования информации о величине сигнала ошибки. Примерами таких блоков могут служить радиотелескопы с узкой диаграммой направленности, фотоэлектронные датчики с ограниченным полем зрения и т.д. В таких системах даже при кратковременном выходе ошибки П, эа пределы -допустимых значений +ПА,„ может произойти исчезновение сигнала и срыв сле- <0 жения.

Рассмотрим структуру одного из и каналов коррекции. Выходным устройством канала коррекции является корректирующий усилитель б. Он предназначен для усиления сигнала ошибки U по напряжению и сглаживания высокочастотной составляющей ошибки, вызванной управляющим и возмущающим воздействиями. Фильтрующие свойства усилителя определяются его полосой пропускания, которая выбирается различной для всех и каналов коррекции: максимальна при = 1, минимальна при i = n (i — номер канала коррек55 ции) ° Коэффициенты усиления усилителей К; всех и каналов одинаковы.

Величина напряжения порога срабатывания U; для каждого иэ п каналов коррекции выбирается различной и возрастает с увеличением номера канала i. Величина порога срабатывания для канала с номером и выбирается исходя иэ величины максимально допустимой ошибки системы.

При достижении сигналом на входе порогового устройства 7 (фиг.3) значения +и либо -Ц, происходит его срабатывание и, в зависимости от знака ошибки системы, изменение выходного сигнала Ul — 1 (с уровня логической "1" до уровня логического

"0"), либо выходного сигнала U — 2 (с уровня логического "О" до уровня логической "1").

Выходные сигналы порогового устройства 7 U — 1 и Ui — 2 поступают на соответствующие входы формирователя 8 импульсов.

Формирование импульсов на выходе формирователя 8 импульсов происходит при различных условиях: по одному

11 tl из выходов — с логического О до

"1", по другому выходу — с логической "1" до "О". Эти сигналы поступают на входы, соответственно прямого и обратного очета реверсивного счетчика 9, который производит суммирование числа импульсов, поступающих на его входы, причем общая сурьма

K =r — 1, где г — число импульсов, пришедших на вход прямого счета;

2 — число импульсов, пришедших на вход обратного счета.

В разрядах реверсивного счетчика

9 сумма К фиксируется в виде двоичного кода, который преобраэовывается в корректирующий сигнал на выходе соответствующего цифроаналогового преобразователя 10, при этом каналу с большей величиной порога срабатывания Uy. (большим номером i) поро1 гового устройства соответствует большая величина напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя

10, приходящаяся на единицу младшего разряда реверсивного счетчика 9.

Система работает следующим образом.

Сигнал U с выхода блока 2 выделения ошибки, прохоця через сумматор 3, попадает на вход усилителя 4, где усиливается до значений, необходимых для управления исполнительным элементом 5.

1383286

Одновременно сигнал с выхода блока 2 выделения ошибки поступает на вход канала коррекции, состоящего из и параллельных аналогичных кана5 лов. Сигналы всех и каналов суммируются на сумматоре 3.

Предположим, что в процессе слежения ошибка системы достигает некоторой величины U<,. При этом напряжение на выходе корректирующего усилителя 6 первого канала коррекции, пропорциональное этой ошибке, достигает величины Ug, и на выходе цифроаналогового преобразователя 10 15 формируется корректирующий сигнал, соответствующий коду числа, записанному в реверсивный счетчик 9. Этот сигнал, просуммировавшись в сумматоре 3 с сигналом ошибки, заставляет выходную координату системы изменять-. ся в сторону уменьшения ошибки. !

Если же ошибка системы, имея тенденцию к увеличению, снова достигает величины U<, сигнал на выходе

1 цифроаналогового преобразователя 10 удваивает свое значение, так как в этот момент на выходе формирователя

8 импульсов формируется новый импульс и в реверсивный счетчик 9 записывается еще одно число и т.д. уменьшение напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10 происходит, когда ошибка следящей системы изменяет знак, и напряжение

35 на выходе корректирующего усилителя

Ь, пропорциональное этой ошибке, достигает величины -Ug . В случае ! дальнейшего нарастания ошибки в сторону отрицательных значений и повтор- 4 ныл достижений напряжения на выходе усилителя 6 значения -UG имеет месI то описанный процесс ступенчатого нарастания напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10, 45 но уже с отрицательным знаком.

Таким образом, при определенных управляющем и возмущающем воздействиях ошибка системы находится в некоторых пределах, причем обеспечено это путем формирования дополнитель50 ных корректирующих сигналов на выходе первого канала коррекции.

Однако при больших скоростях изменения управляющих и возмущающих воздействий может оказаться, что корректирующего сигнала, сформированного первым каналом коррекции, недостаточно для удержания ошибки в допус° тимых пределах. В этом случае при достижении ошибкой системы Б некоторого значения U (U, > U,, ) напряжение на выходе корректирующего усилителя второго канала достигает величины U<, в реверсивный счетчик 9 2 записывается другое, чем по первому каналу, число ° Величина этого напряжения больше напряжения, соответствующего младшему разряду цифроаналогового преобразователя 10 первого канала.

Таким образом, совместная работа первого и второго каналов позволяет удерживать ошибку системы в больших пределах, что соответствует новому диапазону скоростей изменения управляющих и возмущающих воздействий и т.д.

Для обеспечения устойчивого слежения необходимо, чтобы каналу с большей величиной выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 10 (или, что то же самое, — большим номером канала) соответствовала меньшая полоса пропускания корректирующего усилителя 6.

Параметры устройства в целом — количество и корректирующих каналов, величина порога срабатывания U, по1 рогового устройства 7, величина напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 10, соответствующая младшему разряду реверсивного счетчика 9, — определяются исходя из требований, предъявляемых к системе по максимально допустимой ошибке, из максимально возможных значений управляющих и возмущающих воздействий и также скоростей их изменения из динамических свойств нескорректированной системы.

То обстоятельство, что формирование корректирующего сигнала происходит по фактическому изменению ошибки независимо от того, чем это изменение вызвано (управляющее или возмущающее воздействие) и без какой-либо временной задержки, говорит об эффективности применения предлагаемого устройства в условиях как медленно меняющихся регулируемых воздействий, так и при наличии факторов, вызывающих скачкообразное, импульсное изменение ошибки.

Формула изобретения

Следящая система, содержащая элемент сравнения, вход которого явля5

1383286 ется входом системы, а также последовательно соединенные сумматор, усилитель и исполнительный элемент, выход которого соединен с вторым

5 входом элемента сравнения и является выходом системы, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и поддержания ошибки слежения в заданных пределж; допол- 1О ннтельно введен блок выделения ошибки и и каналов коррекции, каждый из

I (Ф

Ь

I I которых содержит последовательйо соединенные корректирующий усилитель, пороговое устройство, формирователь импульсов, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с. соответствующим входом сумматора, выход элемента сравнения через блок выделения ошибки соединен с входами корректирующих усилителей и с (и+1)-м входом сумматора.

1383286

u>(v+) Составитель Б.Кирсанов

Техред А.Кравчук Корректор Г. Решетник

Редактор Е.Папп

Заказ 1295/44 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 t3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4