Следящая система

Следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реслублнн

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

849133 (61) Дополнительное к авт. свил-ву Ит 619897 (22) Заявлено 17.10.79 (2I ) 2831558/18-2 (5! )М. Кл. с присоединением заявки М—

G 05 В 11/01

Г4еудерстеелкьй кемктет

СССР (23 ) П риоритетая делам каееретеник. и вткрытвв (53) УДК62-531 .4 (008.8) Опублнковано23.07.81. Бюллетень М27 . Дата опублйковання описания 23.07.81

I (72) Авторы изобретения

В. М. Новиков и А. С. Шандрук (71) Заявитель

< (54) СЛЕДЯШАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к системам управления движущимися объектами и может найти применение в приводах систем, имеющих ограниченную рабочую зону, например в системах управления летател ными аппаратами (в автопилотах) и сиотемах управления морскими и речными судами (в авторулевых).

Известны следящие системы, содержащие последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор и исполнитель о ный двигатель, выход. которого соединен . с одним из входов первого сумматора и через последовательно соединенные тахогенератор и коммутатор - со вторым

15 входом второго сумматора, выход первого сумматора через последовательно соединенные пороговое устройство и формирователь импульсов соединен с управляющим входом коммутатора, причем пороговое устройство2в состоит из выпрямителя (т.е. блока выделения модуля ), источника опорного на- пряжения и компаратора, а коммутатор представляет собой реэисторный делитедь

2 через ключ, соединенный с нулевой шиной системы (11 и (2).

Известны также следящие системы, содержащие последовательно соединенные первый сумматор, предварительный усилитель, первый коммутатор, второй сумматор, усилитель мощности и исполнительный двигатель, выход которого соединен с саням иэ входов первого сумматора и через последовательно соединенные тахо генератор и второй коммутатор — со втоврым входом второго сумматора, а выходы исполнительного двигателя и предварительного усилители через пороговое устройство соединен со входами схемы совпадения, выход которой через схему сопряжения (например, фильтр типа С-цепочки) соединен с управляющими входами коммутаторов(3) и (4).

По,основному авт. св. Ит 619897, известна следящая система, содержащая последовательно соединенные первый с умматор, первый коммутатор, второй сумматор, усилитель и исполнительный двига-3 849 l3 тель, выход которого через последователь но соединенные тахогенератор и второй коммутатор соединен со вторым входом второго сумматора, а выход первого сумматора — с первым входом первого порого5 вого устройства, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряже ия, а выход — с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого через второе пороговое устрой- 10 ство соединен с выходом тахогенератора, а выход — с управляющими входами коммутаторов (5).

Основным недостатком известной сисРассмотрим работу системы с автономным источником 9 опорного напряжения, т.е. когда на его управляющий вход не подаются никакие сигналы. В пороговом устройстве 6 сигнал рассогласования через элемент 13 выделения модуля подается на первый вход компаратора 12, на второй вход которого пдается опорное напряжение.

Увеличение сигнала рассогласования на выходе сумматора 10 сверх установленного источником 9 опоуаого напряжения уровня вызывает появление сигнала логической единицы на выходе компаратора

12, а следовательно, .на выходе порогового устройства 6, на первом входе формирователя 8 импульсов и на первом входе элемента 16 совпадения.

Если под действием имеющего места в системе сигнала рассогласования вал двигателя 2 вращается с любой малой скоростью, то сигнал с выхода тахогенетемы является ее низкая надежность иэ- 15 за наличия =качкообразного переключения коммутаторов на границе рабочей зоны, что сужает область ее применения.

)Цель изобретения — повышение надежности системы. 20

Поставленная цель достигается тем, что в следящей системе, формирователь импульсов содержит последовательно соединенные элемент совпадения и элемент задержки, выход которого соединен с 25 выходом формирователя импульсов, входами подключенного ко входам логического элемента совпадения.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы; на фиг. 2 — одна из возможных схем построении коммутаторов.

Система содержит усилитель 1, исполнительный двигатель 2, тахогенератор 3, первый 4 и второй 5 коммутаторы, первое 6 и второе 7 пороговое устройство, 35 формирователь 8 импульсов, источник 9 опорного напряжения, первый 10 и второй..

11 сумматоры.

Первое пороговое устройство 6 анализи40 рует величину сигнала рассогласования и состоит из компаратора 12 и элемента

13 выделения модуля который формирует на своем выходе сигнал логической единицы, в том.. случае, когда сигнал рассогласования по величине превышает величи« ну опорного напряжения, задаваемую в источнике 9 опорного напряжения. Таким образом, первое пороговое устройство представляет собой устройство с перемен

50 ным порогом срабатывания, которыйзависит от величины выходного напряжения источника 9.

Источник 9 опорного напряжения может. быть автономного и не автономного исполнения. В первом случае необходимо отключить подачу сигналов на его управляющий вход.

3 ф

Второе пороговое устройство анализирует величину сигнала с тахогенератора

3 и состоит из элемента 14 выделения модуля и однополярного релеl.

Формирователь 8 импульсов. состоит из логического элемента 16 совпадения и элемента 17 задержки. В качестве элемента 17 задержки может применяться любой из известных элементов задержки, например, в простейшем случае это может быть интегрирующая или апериодическая цепочка.

В простейшем виде коммутаторы 4 и 5 могут быть реализованы с помощью резисторов 18 и 19 и ключа 20.

Система работает следующим образом.

В зоне рабочих углов сигнал задания поступает на первый вход сумматора 10,, на второй вход которого поступает сигнал обратной связи с выхода исполнитель ного двигателя 2.

Сигнал рассогласования с выхода сумматора 10 через первый коммутатор 4., второй сумматор ll и усилитель 1 поступает на вход исполнительного двигателя,, 2, который воздействуя на объект регулй« рования, изменяет регулируемую координату. Для стабилизации работы системы сигнал с выхода тахогенератора 3 через коммутатор 5 подается на вход второго сумматора ll.

Кроме того, сигнал рассогласования с выхода сумматора 10 подается на первый вход порогового устройства 6, на второй вход которого подается сигнал с выхода источника 9 опорного напряжения.

5 840k ратора 3 подается на вход второго порогового устройства 7. В пороговом устройстве 7 из выходного сигнала тахогенератора 3 выделяется сигнал, пропорциональный его абсолютной величине, с помощью элемента 14 выделения модуля и подается на вход однополярного реле 15. Если абсолютная величина скорости вращения двигателя. 2 больше уровня срабатывания реле 15, то на его выходе и, сравнитель- о

av, на выходе второго порогового устройства 7, на втором входе формирователя

8 импульсов и втором входе элемента 16 совпадения формируется сигнал логического нуля. В этом случае на выходе элемен 15 та 16 совпадения формируется сигнал логического нуля, ключ 20 разомкнут и система работает в своем обычном режиме.

На границе рабочей зоны системы вращению вала двигателя 2 препятствует, 2О механический упор, в результате чего сигнал с тахогенератора 3 отсутствует и на второй вход элемента 16 совпадения подается сигнал Логической единицы с выхода порогового устройства 7. При дости- 5 женин сигналом рассогласования заданно го источником 6 опорного напряжения уровня на другой вход элемента 16 совпадения подается сигнал логической единицы с первого порогового устройства 6. gp

При наличии на обоих входах элемента

l6 совпадения сигнала логической единицы он срабатывает и выдает управляющее напряжение через элемент 17 запаздывания на вход транзисторного ключа.20. В этом режиме ключ 20 открывается и шунтирует вход усилителя 1, в результате чего следящая система отключается от сигнала задания.

Величина опорного напряжения источника 9 устанавпивается исходя из максимапь но возможной статической (мсментной) ошибки следящей системы. 45

Постоянная времени элемента 17 запаздывания, реализованного в виде интегрирующей %С-цепочки 11, выбирается в два - три раза больше постоянной вре- 50 мени двигателя 2; с целью исключения

33 6 срабатывания транзисторного ключа 20 при резких реверсах системах в нелинейной области его работы. Если на входы элемента 16 совпаде« ния с выходов пороговых устройств 6 и 7 подеются сигналы логической единицы, то на эго выходе тоже формируется сигнал логической единицы.

Использование изобретения позволяет повысить надежность следящей системы на границе рабочей зоны, кроме того, она . обладает универсальностью, по предлагаемой структурной схеме может быть выполнен любой следящий привод, требующий зткпючения на границе рабочей зоны, работающий как на постоянном, так и на переменном токе. Кроме того, в некоторых практических применениях не допускается работа следящего привода в пределах рабочей зоны с увеличенной статической (моментной) ошибкой, превышающей установленную и имеющей место из за существенных изменений характеристик механических передач. В этих случаях требуется отключение системы не только на границе рабочей зоны, но и в любой точке на ее протяжении.

Фор мула изобретения

1. Следящая система по авт. св.

И 619897,о т п и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности системы, в ней формирователь импульса содержит последовательно соединенные элемент совпадения и эпемент задержки, выход которого соединен с выходом форми. рователя импульсов, входами подключенного к входам элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 482716, кп. $05 В 11/Ol, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

% 611177, кп. 005 В 11/01, 1976.

3. Авторское свидетепьство СССР

hb 574699, кп. Ci05 В 11/14, 1974.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке J4 2602272/18-24, кп. 605 В 11/Ol, 1978.

5. Авторское свидетельство СССР

N9 619 897, кп. G05 В: 11/01, 1976 (прототип).