Двухканальное регулирующее устройство

Двухканальное регулирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i!) 533909

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2032234/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 16.12.76 (51) М. Кл. - G 05В 11/01

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 62-54(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. А, Коняев, В. А. Королев и В. В. Малаха (71) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к системам управления и может использоваться при построении высокоточных следящих систем. Оно позволяет решать актуальную задачу — снижение ошибки при отработке заданного воздействия.

Известны двухканальные регулирующие устройства, которые обеспечивают значительно большую точность отработки, чем обычные одноканальные. В этих устройствах грубый канал регулирования используется в основном для перемещения управляемого объекта со сравнительно небольшой точностью. Точный канал регулирования отрабатывает ошибку грубого и обеспечивает требуемую точность работы.

Однако весьма разнообразные по своей природе и по месту приложения возмущения существенно ухудшают точность работы такой системы.

Ошибка двухканальной системы без учета возмущений по валу грубого привода - (p) = ;.* (p) ф " (p) ф" (,) (1) где р,(р) — управляющее воздействие;

9, (p) — перед. функция ошибки грубого привода;

Фьт (p) — то же, точного привода.

При воздействии возмущений величина ошибки возрастет на

Мвозн (Р) =. вози (Р) г (Р) ©- (Р) (2) Для повышения точности устройств автоматического регулирования применяются, как правило, корректирующие элементы, в частности корректирующие усилители. Вид корректирующих элементов и место их включения определяются оощими правилами синтеза с»стем автоматического управления.

Из известных двухканальных регулирующих устроиств наиоолее олизким по техническои сущности к предлагаемому является устрои15 .ство, содержащее корректирующий усилитель, груоый и точныи каналы регулирования, состоящие из последовательно соединенных измерителя рассогласования, корректирующего элемента, усилителя и исполнительного механизма, при этом выход исполнительного механизма каждого канала регулирования соединен с одним из входов измерителя рассогласования данного канала регулирования, выход измерителя рассогласования грубого канала регулирования соединен с другим входом измерителя рассогласования точного канала регулирования, выходы исполнительных механизмов грубого и точного каналов регулирования соединены с соответствующими входами первого сумматора, и датчик скорости, кото533909

15

50

65 рый соединен с выходом исполнительного механизма грубого канала регулирования.

Однако схема этого устройства трудна в практической реализации из-за нелинейностей характеристик реальных тахогенераторов и гиротахометров; уход параметров цепи компенсации существенно сказывается на устойчивости; измеряются на все возмущения.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве установлены второй и третий сумматоры и интегратор, причем один из входов второго сумматора соединен с выходом измерителя рассогласования грубого канала регулирования, другой вход — с выходом интегратора, а выход через корректирующий усилитель соединен с первыми входами третьего сумматора и интегратора, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости и с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом усилителя точного канала.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого двухканального регулирующего устройства.

Устройство содержит измерители рассогласования 1 и 2 грубого и точного каналов регулирования, корректирующие элементы 3 и 4 грубого и точного каналов регулирования, усилители 5 и 6 грубого и точного каналов регулирования, исполнительные механизмы 7 и 8 грубого и точного каналов регулирования, корректирующий усилитель 9, интегратор 10, датчик скорости 11, первый, второй и третий сумматоры 12, 13 и 14.

Электронная следящая система, содержащая блоки 9, 10, 13, работает по сигналу ошибки, поступающему с измерителя рассогласования

1 грубого канала регулирования. Информация о задающем воздействии отсутствует.

Датчик скорости 11 измеряет скорость исполнительного механизма грубого канала регулирования

p7rx (p): pf ssrx.r (p): Р х (p) Фг (Р) +

+ РгвозмФ г (Р). (3) Сигнал ошибки грубого канала регулирования

Лр„ (р) = у,„ (Р) Ф, (Р) — рвоз„ (Р) Ф., (р). (4) Суммируя сигнал ошибки грубого канала регулирования Х<р(р) и интеграл сигнала датчика скорости 11, получают сигнал, пропорциональный задающему воздействию гг,,(p). Интегрирование сигнала датчика скорости 11 производится на интеграторе 10 электронной следящей системы: т.(р)+ ..(р) = ..(Р)Ф" (p)—

9 (p) Ф г (p) + Твх (Р) Фг (p) +

+ 9 (Р) Ф4. (Р) = (Р) (5) Передато .ная функция электронной следящей системы формируется равной передаточной функции грубого канала регулирования

Ф,(Р)

Разность сигнала скорости электронной следящей системы, реализующей желаемую передаточную функцию грубого канала регулирования и сигнала датчика скорости 11, вычисляется в сумматоре 13 и равна

pr... (Р) — Рз,„(p) Ф, (р) = p Ä (р) Ф, (р)— — т.... (Р) +" (р) — т.. (Р) +. (Р) =

= Л-- (4 Фзг (р). (6) Таким образом, выделена та часть возмущений на валу грубого канала регулирования, которая не отработана им.

На валу точного канала регулирования нагрузка мала, исполнительный механизм быстродействующий, и в диапазоне частот возмущений исполнительную часть точного канала регулирования можно представить в виде интегратора. Подав на вход усилителя 6 точного канала регулирования сигнал с выхода сумматора 14, на выходе двухканального регулирующего устройства получают

;... (Р) = (р) Ф, (p) + (р) Ф (Р) <1 (p) +

+ 9возм (p) Фзг (p) 9возм (Р) @ r (Р) Фт (Р) 7 озм(P) > (Р) + возм (Р) Ф (Р) Фг (Р) :

= - (р) Ф.(р) + - (р) Ф" (р) Ф. (Р) (7) Ошибка следящей системы с учетом возмущений 9 (Р) = Рвх (Р) — 9вых (Р) = Рвх (P) Фзг (Р) + (P) (8)

Из сравнения с выражением (1) следует, что составляющая ошибка от возмущений скомпенсирована без ухудшения качества системы по основному воздействию.

При использовании предлагаемого двухканального регулирующего устройства точность работы следящей системы повышается по меньшей мере в три раза и улучшаются условия устойчивости системы.

Формула изобретения

Двухканальное регулирующее устройство, содержащее корректирующий усилитель, грубый и точный каналы регулирования, состоящие из последовательно соединенных измерителя рассогласования, корректирующего элемента, усилителя и исполнительного механизма, при этом выход исполнительного механизма каждого канала регулирования соединен с одним из входов измерителя рассогласования данного канала регулирования, выход измерителя рассогласования грубого канала регулирования соединен с другим входом измерителя рассогласования точного канала регулирования, выходы исполнительных механизмов гру533909

Составитель Ю. Гладков

Техред В. Рыбакова

Корректор Л. Котова

Редактор Е. Караулова

Заказ 2477 10 Изд. Лг, 1760 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 бого и точного каналов регулирования соединены с соответствующими входами первого сумматора, и датчик скорости, который соединен с выходом исполнительного механизма грубого канала регулирования, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем установлены второй и третий сумматоры и интегратор, причем один из входов второго сумматора соединен с выходом измерителя рассогласования грубого канала регулирования, другой вход с выходом интегратора, а выход через корректирующий усилитель соединен с первыми входами третьего сумматора и интегратора, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости и с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом усилителя точного канала.