Устройство автоматического управления

Устройство автоматического управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (» 531130

{б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено02.12,74 (21) 2079908/24 (51) М Кл

Саветв Мнннстрав СССР па делан нзааретеннй н атнрытнй (45) Дата опубликования описания17.01.77 (72) Авторы изобретения B. М. Зеленский, B. В. Кралин, В. A. Пескэв и Н. И. Якубовская

{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

) М/() -4) )

W(р) Изобретение относится к автоматике и может найти широкое применение для пострэения высокоточных следящих систем.

Известны устройства комбинированного управления, в которых благодаря отсутствию противоречий между условиями устойчивости и инвариантности возможно достижение высокой точности регулирования. Для построения устройств комбинированного управления требуется непосредственное изме» рение управлаэщегэ воздействия и его производных (1).

Трудности, связанные с практической реализацией измерения производных управляющего воздействия, не позволяют полностью устранить динамические ошибки в устройствах комбинированного управления.

Известны также устройства с неединичнэй обратной связью, используемой для уменьшения ошибки, вызванной управляющим воздействием в замкнутой системе регулирования f2).

В устройствах такого вида регулируемая величина у (t ) поступает на блок сравнения по главной обратной связи с передаточной функцией, не равной единице, т„е, Ч (Р) 4 1, Для получения полной инвариантнэстп в качестве передаточной функции главной обратной связи необходимо иметь;

При разложении этого выражения в степенной ряд получаем:

10 у(р) = а -(„p+T р +т p +, „). (2) Отсюда видно, что для получен полной инвариантности необходимо использо15 вать главную обратную связь с коэффициентом передачи, в общем случае отличным от единицы: ао т - 1 (в астатических системах Оо= 1), и дополнительно ввести положительные обратные связи по производ20 ным от регулируемой величины, Реализация полной инвариантности, т. е. реализация условия (1), практически невозможна из-за невозможности точного введения высших лроизводных (2), а так25 же из-за того, что при выполнении условия

531130 (1) система будет находиться на границе устойчивости, Из известных устройств автоматического регулирования наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее первый фиксатор и последовательно соединенные первый сумматор, усилитель и исполнительный механизм, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора и входом тахогенератора, выход которого соединен со входом дифференциатора и с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго фиксатора, второй вход которого соединен с генератором импульсов, а выход — co вторым входом усилителя (31.

Экспериментальные исследования указанного устройства показали, что при изменении частоты задающего воздействия возрастает величина ошибки устройства. Возрастание величины ошибки вызвано появлением сдвига между фазами сигнала о гибки и корректирующего сигнала, Другими словами, из-за нелинейности амплитудочастотных характеристик дифференцирующих звеньев в данном устройстве наблюдается переком" пенсация или недокомпенсация сигнала ошибки корректируемой системы.

Е1ель изобретения — повышение точности работы устройства независимо от частоты задающего воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве автоматического управления установлены модулятор и последовательно соединенные нуль-орган, вход которого соединен с выходом тахогенератора, и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом первогэ фиксатора, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выходс управляющими входами модулятора и дифференциатора, вы од которого через модулятор соединен со вторым входом второго сумматора.

На чертеже изображена блок-схема устройства автоматического управления, Устройство содержит первый и второй сумматоры lи2,,усилитель 3, исполнительный механизм 4, генератор импульсов

5, первый и второй фиксаторы 6 и 7, тахогенератор 8, модулятор 9, дифференциатор

10, нуль-орган 1 1, генератор пилообразного напряжения 1 2.

Устройство работает следующим образом.

При изменении частоты задающего воздействия изменяется также частота сиг» нала на выходе тахогенератора 8. Нульорган 11 фиксирует моменты прохождения сигнала на выходе тахогенератора 8 через нуль в виде кратковременных импульсов прямоугольной формы положительной полярности, частота которых обратно пропорциональна полупериоду задающего воздействия.

Передним фронтом такого импульса прои.:-о. водится управление запоминанием напряжения генератора пилообразного напряжения

12 на первом фиксаторе 6, а задним— обнуление сигнала на выходе генератора пилообразного напряжения 12 с последуют щим запуском его. К моменту появления слудующего импульса на выходе нуль-органа 11 напряжение на выходе генератора пилообразного напряжения 12 пропорционально полупериоду задающего воздействия, ув Процесс управления запоминанием напряжения генератора пилообразногэ напряжения

l2 на первом фиксаторе 6 и обнуление сигнала на выходе генератора пилообразного напряжения 12 с последующим его запуском щ повторяется с приходом каждого импульса. с выхода нуль-органа 11. Таким образом, на выходе фиксатора 6 формируется сигнал, пропорциональный частоте задающего воздействия. Этот сигнал подается на уп 5 равляющие входы модулятора 9 и дифференциатора 10. Постоянную времени дифференциатора 10, который может быть построен например, на В,С элементах, можно изменять, управляя величиной переменного соЗО противления, в качестве которого может быть использован варистор. При изменении постоянной времени дифференциатора 10 путем изменения величины переменного сопротивления, изменяется и коэффициент пеЗ5 реднего сопротивления, изменяется коэффи» циент передачи дифференциатора 10. Для учета изменения коэффициента передачи дифференциатора 10 служит модулятор 9, коэффициент передачи которого изменяется

4О при изменении частоты задающего воздействия, т. е, сигнала на выходе фиксатора 6, В данном устройстве усилитель 3 выполняет функции сумматора - усилителя, Второй фиксатор 7, управляемый генератором

45 импульсов 5, служит для запоминания величины с выхода второго сумматора 2 на период следования импульсов с выхода генератора импульсов 5, Запоминание сигнала с выхода сумматора 2 выполняется в момент наличия импульсов с выхода генератора импульсов 5, Новый положительный эффект при использовании предложенного устройства заключается в существенном повышении точ 5 ности системы путем управления фазой корректирующего сигнала при изменении частоты задающего воздействия. Экспериментальные исследования показали, что при изменении (возрастании) частоты за6О дающего воздействия (исходная частэта

531130

Составитель Ю. Гладков

Редактор С. Титова Техред Н ндрейчук Корректор Б 10гас

Заказ 5390/146 Тираж 1029 Подписное

НЧИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мэсква, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

0,2 гц) в десять раз точность системы регулирования при использовании предложенного устройства повышается в 1,5 раза по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

Устройство автоматического управления, содержащее первый фиксатор и последовательно соединенные первый сумматор, усилитель и исполнительный механизм, выход которого соединен со вторым входом первогс сумматора и входом тахогенератора, выход которого соединен со входом дифференциатора и с первым входом второгэ сумматора, выход которого соединен с первым входом второго фиксатора, второй вход которого соединен с генератором импульсов, а выход — co вторым входом усилителя, о тличающееся тем,что,сцелью повышения точности работы устройства, в нем установлены модулятор и последовательно соединенные нуль-орган, вход которого соединен с выходом -.àõîãåíåðàòýðà, и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом первого фиксатора, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выход— с управляющими входами модулятора и дифференциатора, выход которого через модулятор соединен со вторым входом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Теория автэматическэгэ управления, часть 1, пэд общей ред. A. В. Нетушила, Изд. "Высшая школа", М., 1 968 г., стр. 269.

М., "Высшая школа", 1 968 с. 269.

2. Бесекерский В. A. и др. Теэрпя систем автэматическэгэ регулирэвания. М., "Наука", 1966, с. 249.

3. Кузин Л. Т. Расчет и проектирование дискретных систем управления. М., "Мап— гиз", 1962, с. 218 — 220.