Обучающее устройство
Иллюстрации
Реферат
О Ц„ф;-.С"А.„Н И Е
И ИЯ
258746
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 08.XII.1968 (№ 1254215/18-24) Кл, 42п, 11/50
42m<, 7/72
62с, 27/03
МПК G 09b
G 06@
13 64с1
УДК 681.333:371,69 (088.8) с присоединением заявки №
Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано ОЗ.XII.1969. Бюллетень № 1 за 1970
Дата опубликования описания 22.IV.1970
Авторы изобретения
А. В. Нетушил, Д. А. Белова и P. Е. Кузин
Московский ордена Ленина энергетический институт
Заявитель
ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
l0 Модель содержит объект управления 1, часть регулятора 2, включающую сравнивающее и усилительные устройства, исполнительный механизм 8 с ограниченным изменением выходной координаты, представляемый после15 довательным соединением интегрирующего
1 звена 4 с передаточной функцией — и нелиР нейности 5 типа «упор».
Кинем атпческая схема выполнена следую20 щим образом. На валу двигателя 6 с редуктором, имитирующего динамику движущегося объекта, расположен шкив 7. С помощью тросиковой передачи 8 шктвв пере дает вращение на движок реохорда 9 через шкив 10.
25 Кроме того, вращение шкива 7 через тросиковую передачу 11 и направляющие ролики
12 и 18 передается на шкив 14, закрепленный ,на валу 15 индикатора объекта 16. Индикатор объекта 16 расположен над верхней па30 нелью 17 модели.
Предлагаемое обучающее устройство, содержащее модели объекта и регулятора, относится к учебным .наглядным пособиям и предназначено для исследования динамики замкнутых систем автоматического управления. Устройство может быть использовано для выполнения комплекса учебных лаоораторных работ по теории автоматического управления и основам автоматики в высших технических учебных заведениях.
Известные обучающие устройства, содержащие модели объекта и регулятора, не позволяют наглядно и достаточно точно проанализировать влияние основных нелинейностей регулятора на динамику системы управления. В предложенном устройстве эта цель ,достигается тем, что вал, на котором закреплен индикатор объекта управления, через систему блоков связан с движком потенциометра и двигателем, имитирующим динамику движущегося объекта, а вал, на котором закреплен индикатор регулятора, соединен через систему блоков с моделирующим исполнительный механизм двигателем,,на выходном валу которого расположен кулачок, взаимодействующий с качающимся толкателем концевых выключателей.
Это говышает эффективность процесса обучения путем улучшения наглядности и адекватности математического описания системы автоматического управления и ее физической модели.
На фиг. 1 показана математическая модель (структурная схема) системы автоматического управления с интегрирующим исполнительным механизмом с ограниченным изменением выходной координаты; на фиг. 2— кинематическая схема модели.
258746
Электрический сигнал с реохорда 9 в виде напряжения постоянного тока подается через усилитель мощности 18 на одну из щеток двигателя 19 с редуктором, моделирующего исполнительный механизм. На выходном валу этого двигателя расположены кулачок 20, движок реохорда 21 и двухканавочный шкив
22. В вырезе кулачка 20 располагается конец качающегося толкателя 28, вызывающего срабатывание концевых выключателей 24 или
25 при достижении валом граничных углов поворота. Концевые выключатели с диодами
26 и 27 включены в электрическую цепь двигателя 19, Общая точка концевых выключателей подключена к выходу усилителя мощности 28, вход которого соединен с движком реохорда
21 обратной связи.
Шкив 22 передает вращение через тросиковую передачу 29 и шкив 80 на реохорд 81.
Электрический сигнал с реохорда 81 через усилитель мощности 82 подается на двигатель 6. Кроме того, вращение шкива 22 через тросиковую передачу 88, направляющие ролики 84, 85 и шкив 86 передается на вал индикатора положения исполнительного механизма. Индикатор положения исполнительного механизма 87 расположен,над верхней панелью модели, Устройство работает следующим образом.
При отклонении системы управления от положения равновесия на движке потенциометра 9 появляется сигнал, который, пройдя через усилитель 18, включает двигатель 19.
Двигатель 19 через механическую связь перемещает движок потенциометра 21. При этом через усилитель 28 на вход двигателя б подается напряжение. Вал двигателя б через механическую связь возвращает движок потенциометра 9 в сторону положения равновесия. Таким образом реализуется замкнутая система автоматического управления.
Для наглядности работы системы к двигателям 6 и 19 через систему связей можно прикрепить индикаторы положения (макет самолета 16 и макет руля 87) .
5 Если в процессе работы выходная координата исполнительного механизма достигает граничного значения, то срабатывает один из концевых выключателей 24 или 25 через механическую связь 20 и 28 от двигателя 19 и
10 прерывает цепь питания в данной полярности. Теперь двигатель 19 может отрабатывать лишь в противоположную сторону при смене полярности подводимого напряжения.
Избирательность к полярности обеспечивает15 ся вентилями 26 и 27. Таким образом реализуется физическая модель последовательного соединения интегрирующего звена и нелинейности типа «упор».
Предмет изобретения
Обучающее устройство, содержащее модель самолета, регулятор,,выполненный в виде модели автопилота курса и содержащий на выходе интегрирующее звено и нелинейность
25 типа «упор», выполненные в виде последовательного соединения двигателя и параллельно включенных двух цепей концевых выключателей с вентилями, и источник питания, отлича(ощееся тем, что, с целью повышения
30 наглядности и адекватности математического описания системы автоматического управления и ее физической модели, вал, на котором закреплен индикатор объекта управления, через систему блоков связан с движком по35 тенциометра и двигателем, имитирующим динамику движущегося объекта, а вал, на котором закреплен индикатор регулятора, соединен через систему блоков с моделирующим исполнительный механизм двигателем, на вы40 ходном валу которого расположен кулачок, взаимодейству|ощий с качающимся толкателем концевых выключателей.
258746
Заказ 790/1I Тираж 499 Подписное
ЦНИИПИ Когиптета по делагн изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель Л. Д. Червякова
Редактор Л. А. Утехина Техред 3. Н. Тараненко
Корректоры: Л. Корогод и М. Коробова