Система автоматического управления

Система автоматического управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 556413

Союз Советских

Сощиалистнческих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.07.74 (21) 2040431/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 10.06.77 (51) М. Кл. G 05B 11/01

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

А. 10. Дворииченко, Г. Г, Палиенко и Л. С. Шумеляк (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и может применяться при построении высокочастотных следяш,их систем.

Известно устройство, в котором производится формирование корректирующего сигнала путем дискретного преобразования сигнала ошибки, фиксацией и суммированием его с сигналом управления. Оно содержит последовательно соединенные датчик, усилитель и отрабатывающее устройство, а также фильтр, пиковый детектор, блок сравнения напряжений, ключ, блок опорного напряжения, сумматор (1).

Из известных систем автоматического управления наиболее близкой к предлагаемой ro технической сущности является система, содержащая первый и второй фиксаторы, сумматор, интегратор, формирователь корректирующего сигнала, последовательно:соединенные блок сравнения, первый, второй усилители, исполнительный механизм, выход которого соединен с входом объекта управления, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения и с входом датчика скорости и ускорения регулируемой величины, выход первого усилителя через фильтр соединен с входом дифференциатора (2).

Известная система имеет низкую точность и малый запас устойчивости.

Цель изобретения — повьппенпе точности и устойчивости системы.

Это достигается тем, что в предлагаемой системе автоматического управления установлен формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом фильтра, а выход — с управляющими входами интегратора и первого и второго фиксаторов, вход первого фиксатора соединен с выходом дифференциатора, а выход — с первым входом формирователя корректирующего сигнала и с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости и ускорения регулируемой величины, а выход через второй фиксатор

15 и интегратор соединен с вторым входом формирователя корректирующего сигнала, выходы которого соединены с соответствующими входами второго усилителя.

20 Положительный эффект обусловлен тем, что каждый раз в момент начала отклонения динамической ошибки от установившегося значения (которое может быть скомпенсировано другими известными способами) формируется

25 корректирующий (гасящий) сигнал, длительность которого пропорциональна скорости отклонения, а также скорости и ускорению регулируемой координаты.

На фиг. 1 представлена блок-схема предла30 гаемой системы автоматического управления;

556413

65 на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу системы.

Система содержит блок сравнения 1, первый и второй усилители 2, 3, исполнительный механизм 4, объект управления 5, фильтр 6, формирователь корректирующего сигнала 7, датчик скорости и ускорения регулируемой координаты 8, дифференциатор 9, формирователь импульсов 10, интегратор 11, первый и второй фиксаторы 12, 13, сумматор 14 (x(t) — вход.ной сигнал; y(t) — выходной сигнал).

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

Q(t) — сигнал рассогласования; Q (t) — высокочастотная составляющая сигнала рассогласования; Vy,р — импульсный сигнал на выходе дЯ,() формирователя импульсов; — текущее значение производной от высокочастотной составляющей сигнала рассогласования;

Рф, — фиксируемое значение производной от высокочастотной составляющей сигнала рассогласования; 1 ф, — фиксируемое значение сиг,нала, пропорционального скорости и ускорению регулируемой величины; V„„„„„— дискретное значение интеграла пропорциональное скорости и ускорению регулируемой величины;

V -+«, V»- - — корректирующие импульсные сигналы на выходах формирователя корректирующего сигнала; V» — суммарный корректирующий сигнал.

Система работает следующим образом.

Сигнал рассогласования системы в режиме слежения содержит, кроме установившейся низкочастотной составляющей, также высокочастотную составляющую, обусловленную суммой нелинейностей (зона насыщения, лифт, сухое трение, упругие деформации редуктора и др.— см. фиг. 2, где Q(t) — полный сигнал рассогласования системы в режиме слежения).

Установившаяся динамическая составляющая сигнала рассогласования (показана пунктиром на фиг. 2) корректируется, как известно, путем повышения добротности системы по скорости и ускорению или астатизма системы.

В предлагаемой системе осуществляется коррекция высокочастотной составляющей ошибки. Сигнал Q(t) с выхода усилителя 2 подается на фильтр 6. Частота люфтовых и переходных колебаний ошибки обычно .на порядок выше частоты изменения установившейся составляющей динамической ошибки, что облегчает фильтрацию. Отфильтрованная высокочастотная составляющая (Q(t) на фиг. 2) с выхода фильтра 6 поступает на дифференциатор 9 и формирователь импульсов 10, Сигнал с выхода дифференциатора 9 (на фиг. 2) поdQ,(t)

dt ступает на вход фиксатора 12. В момент .начала отклонения колебания сигнала Q(t) формирователь 10 формирует импульс, которым фиксируется (запоминается) на фиксаторе 12 сигнал, пропорциональный производной Я„(/), т. е. скорости отклонения от нулевого (установившегося) уровня.

В дальнейшем при каждом переходе через ,нулевое значение высокочастотной составляющей формирователь 10 вырабатывает импульсы, которыми фиксируется (перезапоминается) сигнал с выхода дифференциатора. Сигналы на выходе формирователя 10 и на выходе фиксатора 12 показаны на фиг. 2 (V „„I, и Рф) .

В эти же моменты (начало отклонения высокочастотной составляющей от нуля) на втором фиксаторе 13 фиксируется суммарный сигнал, пропорциональный скорости и ускорению регулируемой величины V@,, который затем поступает на интегратор 11, обнуляемый импульсами, поступающими с формирователя 10. Сигнал VÄÄ на выходе интегратора показан на фиг, 2. Крутизна сигнала (наклон пилы) интегратора пропорциональна сигналу Р4,, поступающему со второго фиксатора 13.

Сигналы с выходов первого фиксатора 12 и интегратора 11 поступают на входы формирователя корректирующего сигнала 7, который формирует разнополярные импульсы U»-+«, U„. Длительность импульсов определяется сравнением поступающих сигналов. Поляр.ность импульсов соответствует полярности производной от колебательной составляющей ошибки. Полученный корректирующий широтно-импульсный сигнал U,, подается через дополнительные входы второго усилителя 3 в замкнутый контур системы, где суммируется с сигналом рассогласования.

Таким образом, в рассмотренной системе высокочастотная составляющая сигнала рассогласования корректируется импульсным сигналом, длительность которого определяется скоростью колебания в момент отклонения ошибки от установившегося значения, а также скоростью и ускорением регулируемой координаты.

Так как склонность системы к колебательности при повышенной добротности устраняется корректирующим сигналом, появляется возможность значительно (практически в 3—

5 раз) повысить точность системы при одновременном увеличении запаса устойчивости (практическп на 10 — 20 дб).

Формула изобретения

Система автоматического управления, содержащая первый и второй фиксаторы, сумматор, интегратор, формирователь корректирующего сигнала, последовательно соединенные блок сравнения, первый и второй усилители, исполнительный механизм, выход которого соединен с входом объекта управления, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения и с входом датчика скорости и ускорения регулируемой величины, выход первого усилителя через фильтр соединен с входом дифференциатора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и устойчивости системы, в ,ней установлен формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом фильтра, а выход — с управляющими входами интегра556413

Фиг. 7 тора и первого и второго фиксаторов, вход первого фиксатора соединен с выходом дифференциатора, а выход — с первым входом формирователя корректирующего сигнала и с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости и ускорения регулируемой величины, а выход через второй фиксатор и интегратор соединен с вторым входом формирователя корректирующего сигнала, выходы которого соединены с соотвегствующимп входами второго усилителя.

Источники информации, принятые во внима5 ние при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 317050, кл. G 05F 1/10, 1969.

2. Авт. св. СССР № 44б022, кл. G 05В 5/01, 1973 (прототип) .

Состави гель Ю. Гладков

Редактор Е. Караулова Техред Л. Котова Корректор Н. Аук

Заказ 1115/9 Изд. № 408 Тираж 1106 Подписчое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2