Двухканальная следящая система

Двухканальная следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 487375

Союз Советских

Социалистических

Респу4лик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.74 (21) 2009036/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.10.75 Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 21.04.76 (51) М. Кл. С 05Ь 11/01

Госуалрстеенный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.3(088.8) ае делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Б. В. Новоселов, А. А. Кобзев, В. М. Архипов и В. И. Платанный (71) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и предназначено для построения следящих систем радиотелескопов, оптических телескопов и радиолокационных станций, обеспечивающих управление одной общей нагрузкой от двух различных входных воздействий, одно из которых непосредственно измерить нельзя.

Известны двухканальные следящие системы, содержащие измеритель рассогласования, первый вход которого соединен через первый компенсирующий блок со входом первого ключа, второй вход — с датчиком обратной связи, а выход через второй ключ — с первым сумматором, связанным с третьим ключом, и пороговый элемент, выход которого подключен к управляющим входам всех ключей а вход— к выходу датчика рассогласования, установленного на объекте, соединенном с силовым блоком системы, вход которого связан с выходом первого сумматора. Первый вход второго сумматора подключен к выходу датчика рассогласования, второй через корректирующий блок — к выходу датчика обратной связи, установленного на выходном валу силового блока системы, а выход подключен ко второму компенсирующему блоку, связанному с третьим сумматором.

Недостатком системы такого типа является влияние компенсирующих сигналов на устойчивость канала сопровождения, содержащего датчик рассогласования, установленный на нагрузке, а также возможность срыва слежения в этом канале при переключении режи5 мов работы системы.

Целью изобретения является повышение качества и надежности системы.

Предлагаемая система отличается тем, что она содержит запоминающий блок, вход ко10 торого соединен с выходом первого ключа, а выход — со входами первого и третьего сумматоров, четвертый сумматор, первый вход которого подключен к выходу датчика рассогласования, а выход — ко входу третьего ключа, 15 четвертый ключ и формирователь скоростного корректирующего сигнала, выход которого связан со входами третьего и четвертого сумматоров, а вход соединен с выходом третьего сумматора через четвертый ключ, управ20 ляющий вход которого связан с выходом порогового элемента. Формирователь скоростного корректирующего сигнала содержит на входе выпрямитель и релейный элемент и на выходе преобразователь «цифра-напряжение», 25 первый вход которого соединен с первым выходом реверсивного счетчика, второй выход которого подключен к фиксатору нуля. Первый вход логического блока соединен через пороговый элемент с выходом выпрямителя, 30 второй и третий входы — с выходами релей487375 ного элемента, четвертый и пятый входы связаны с выходом фиксатора нуля, шестой вход — с реверсивным счетчиком, седьмой— с генератором импульсов, а выходы логического блока соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемой двухканальной следящей системы; на фиг. 2 — схема формирователя скоростного корректирующего сигнала.

Двухканальная следящая система состоит из канала программного управления 1 и канала сопровождения 2. Канал 1 состоит из измерителя рассогласования 3, выход которого через ключ 4 соединен с первым входом сумматора 5; порогового элемента 6, выход которого соединен с управляющими входами ключа 4 и ключа 7, вход которого соединен с выходом компенсирующего блока 8. Выход ключа 7 соединен со входом запоминающего блока 9, выход которого соединен со вторым входом сумматора 5. Выход последнего соединен с входом силового блока системы 10, выход которого соединен с входом датчика обратной связи 11, выход которого соединен с вторым входом измерителя рассогласования 3.

Канал сопровождения 2 состоит из датчика рассогласований 12, на входы которого поданы сигнал углового положения исполнительной оси системы ао и задающее воздействие ас, а выход соединен с выходом порогового элемента б и с первым входом сумматора 13, второй вход которого соединен с выходом корректирующего блока 14, вход которого соединен с выходом датчика обратной связи 11 канала 1. Выход сумматора 13 соединен со входом компенсирующего блока 15, выход, которого соединен с первым входом сумматора 16. Второй вход последнего соединен с выходом запоминающего блока 9. Выход сумматора 16 через ключ 17 соединен с выходом формирователя скоростного корректирующего сигнала 18, выход которого соединен с третьим входом сумматора 16 и с первым входом сумматора 19, второй вход которого соединен с выходом датчика рассогласования 12, а выход через ключ 20 соединен с третьим входом сумматора 5, выход которого соединен со входом силового блока 10, выход которого соединен с объектом 21 и с одним из входов датчика рассогласований 12. Управляющие входы ключей 17 и 20 соединены с выходом порогового элемента б канала 1.

Формирователь скоростного корректирующего сигнала 18 (фиг. 2) состоит из выпрямителя 22 и релейного элемента 23, входы которых соединены с выходом ключа 17. Выход выпрямителя 22 соединен со входом порогового элемента 24, выход которого соединен с первым входом логического блока 25, первый и второй выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 26. Первый выход счетчика, объединяющий нулевые выходы триггеров, соединен со входом устрой5

25 зю

65 ства фиксации нуля 27, а второй — со входом преобразователя «цифра — напряжение» 28, выход которого соединен с одним из входов сумматоров 19 и 16. Второй и третий входы логического блока 25 соединены соответственно с первым .и вторым выходами релейного элемента 23, четвертый и пятый — с выходом устройства фиксации нуля 27, шестой —— с третьим выходом счетчика 26, седьмой — с выходом генератора импульсов 29, а третий выход соединен со входом установки знака преобразователя «цифра — напряжения» 28.

Двухканальная следящая система работает следующим образом.

В режиме отработки программы ключи 4 и

7 замкнуты, а ключи 17 и 20 разомкнуты, и программное воздействие а отрабатывается каналом 1, Для компенсации составляющей ошибки, пропорциональной прогнозируемой скорости нагрузки, на вход сумматора 5 поступает компенсирующий сигнал U с выхода компенсирующего блока 8. При достижении каналом 1 заданной точности наведения, характеризуемой величиной ошибки сопровождения Е,, срабатывает пороговый элемент 6, выходной сигнал которого размыкает ключи 4 и 7 и замыкает ключи 17 и 20. На вход сумматора 5 поступает сигнал, пропорциональный ошибке Е,, и запомненный на все время сопровождения в блоке 9, сигнал U (4) пропорциональный прогнозируемой скорости в момент t .

Сигнал U„ ëðoïoðöèoíàëüíûé скорости изменения воздействия а„ формируется по методу дифференциальной «вилки» путем суммирования сигналов, пропорциональных а, и Е,, поступающих на сумматор 13 с выходов датчика 11 (через корректирующий блок

14) и датчика 12 соответственно, и последующего дифференцирования в блоке 15.

На выходе сумматора 16 формируется сигнал ЛУ, поступающий через открытый ключ 17 на вход формирователя 18. Если при этом модуль AU превысит допустимую величину ЛУд, формирователь 18 формирует линейно нарастающий сигнал с максимальной амплитудой AU и длительностью Т„. Величины

AU ; Т,< постоянны для каждого цикла коррекции.

Знак формируемого сигнала совпадает со знаком ЛК

Причем в каждом цикле коррекции линейно нарастающий сигнал алгебраически суммируется с величиной корректирующего сигнала U, имевшего место после предшествующего цикла коррекции и представляющего собой алгебраическую сумму амплитуд AUg предыдущих циклов, Алгебраическая сумма У„(I) и U„(4), формируемая в сумматоре 5, представляет собой компенсирующее воздействие для канала 2. Величина. ЛУд выбирается равной ошибке формирования компенсирующего сигнала, соответствующей допустимой величине ошибки канала 2 Е,. При i bU/ (ЛУ выходной

487375

30

65 сигнал формирователя 18 остается постоянным. Величина Т должна удовлетворять следующему соотношению о пер (Тк(-макс где 4ер — длительность переходного процесса в канале 2 на линейно нарастающее возмущение в сумматоре 5;

ЛРд — величина изменения скорости воздействия а„соответствующая величине ЛУд, Йм„, — максимальное ускорение воздействия а,.

Условие Тк ) 4ер исключает влияние положительной обратной связи, появляющейся прч нарушении условия эквивалентности плечей

«вилки» из-за наличия люфтов, упругих деформаций и гнутий в цепи элементов 10, 12, 21.

ЛР.

При выполнении условия Т„- (ze--м кс терминированная составляющая сигнала /AU/ не превышает ЛУ в течение цикла коррекции.

Если при формировании линейно нарастающего сигнала превышение /ЛУ/ над AU, произойдет за счет действия помехи, то формирователь 18 не реагирует на данное превышечие до конца цикла коррекции.

Формирователь скоростного корректирующего сигнала 18 работает следующим образом.

В момент равенства сигналов У„и Ус реверсивный считчик 26 находится в нулевом состоянии, что фиксируется устройством фиксации нуля 27, вход которого соединен с выходом счетчика 26.

Положим для определенности, что скорость изменения сигнала U«, вначале положительна и ЛУ ) О. Сигнал ЛУ поступает на выпрямитель 22 и релейный элемент 23. При накоплении отклонения ЛУ до величины ЛУ,, равной порогу срабатывания порогового элемента 24, логический блок 25 разрешает прохождение определенного количества импульсов с генератора импульсов 29 на суммирующий вход реверсивного счетчика 26. Линейно нарастающий код реверсивного счетчика 26 подается на преобразователь «цифра — напряжение» 28, с выхода которого сигнал U,, поступает в сумматор 5 и на третий вход сумматора 16. Количество и частота импульсов, поступающих с генератора 29 в счетчик 26 за время цикла коррекции Т„, определяются величиной ЛУ, крутизной характеристики преобразователя 28 и временем Т,, Если после данного цикла коррекции сигнал AU вновь достигает величины ЛУд, то процесс коррекции программного компенсирующего сигнала U„повторяется, т. е. новая пачка импульсов поступает ня суммирующий ход реверсивного счетчика 26. Во время поступления пачки импульсов в счетчик логическое устройство не реагирует на сигнал1 порогового элемента 24.

Разрешение ня очередное формированиелинейно нарастающего сигнала дает импульс, поступающий с выхода сигнала окончания пачки импульсов счетчика 26 в устройство фиксации нуля 27.

Знак выдаваемого с преобразователя 28 сигнала У„ определяется по сигналу устройства фиксации нуля 27 и знаку сигнала ЛК формируемого в релейном элементе 23.

При изменении зчака скорости изменения сигнала У, знак ЛУ с течением времени также изменяется, что фиксируется элементом 23, и при выполнении условия /ЛУ/ = ЛУ логический блок 25 разрешает прохождение импульсов уже на вычитающий вход реверсивного счетчика 26.

В момент равенства величины компенсирующего воздействия канала 2 величине Un (tv) логический блок 25 по сигналу элемента 24 и знаку ЛК определяемому в элементе 23, меняет знак выдаваемого с преобразователя 28 сигнала U,, и изменяет условия прохождения импульсов с генератора 29 на суммирующий и вычитающий в холы счетчика 26. Тепепь при отрицательном ЛУ логический блок 25 разрешает прохождение импульсов на суммирующий, а прн положительном М! — на вычитающнй вход счетчика 26.

Предмет изобретения

1. Двухканальная слелящая система, содержащая измеритель рассогласования, первый вход которого соединен через первый компенсирующий блок со входом первого ключа, второй вход — с датчиком обратной связи, а выход через второй ключ — с первым сумматором, связанным с третьим ключом, и пороговый элемент, выход которого подключен к управляющим входам ключей, а вход — к выходу датчика рассогласования, установленного на объекте, соединенном с силовым блоком системы. вход которого связан с Bblxoдом первого сумматора: первый вход второго сумматора подключен к выходу датчика рассогласования, второй через корректирующий блок — к выходу латчпка обратной связи, установленного на выходном валу силового блока системы. а выход подключен ко второму компенсирующему блоку, связанному с третьим сумматором, отличающаяся тем, что. с целью повышения качества и надежности системы, она содержит запоминающий блок, вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход — со входами первого и третьего сумматоров, четвертый сумматор, первый вход которого почключен к выходу латчика рассогласования, а выход — ко входу третьего ключа, четвертый ключ и формирователь скоростного корректирующего сигнала, выход которого связан со входами третьего и четвертого сумматоров, а вход соединен с выходом третьего сумматора через четвертый ключ, управляющий вход которого связан с выходом порогового элемента.

487375

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь скоростного корректирующего сигнала содержит выпрямитель и релейный элемент на входе и на выходе преобразователь «цифра — напряжение», первый вход которого соединен с первым выходом реверсивного счетчика, второй выход которого подключен к фиксатору нуля; первый вход логического блока соединен через пороговый элемент с выходом выпрямителя, второй и третий входы — с выходами релейного элемента, четвертый и пятый входы связаны с выходом фиксатора нуля, шестой вход — с

5 реверсивным счетчиком, седьмой — с генератором импульсов, а выходы логического блока соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика.