Электрическая следящая система

Электрическая следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресиублйн

<>947817 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 442445 (22) Заявлено 12 ° 01. 79 (21) 2713714/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30. 07. 82.Бюллетень 89 28 (511М.Кл з

G 05 В 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088. 8) Дата опубликования описания 30.07.82

/ и Горьковском .. ином":; исследовательский и Горьковском ннбм . (72) Авторы изобретения

Г.Г.Лаптенков и A.Ñ.Àëåêñååâ

Научно-исследовательский институт механики ордена Трудового Красного Знамени государс университете им. Н.И. Лобачевского и Научн институт прикладной механики и кибернетики ордена Трудового Красного Знамени государс университете им. Н.И. Лобачевског (71) Заявители (54 ) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Йэобретение относится к адаптивным системам автоматического регулирования и управления .и может быть применено для стабилизации систем . управления нелинв йньаи неустойчивым объектом первого порядка с меняющимся во времени параметром.

Известны релейные регуляторы устойчивых объектов, содержащие последовательно соединенные с объектом регулирования трехпозиционный репейный элемент с зоной гистерезиса и интегрирующий сервопривод (1j.

Можно показать, что и для неустойчивого объекта первого порядка такой регулятор в некоторой области пространства параметров обеспечивает регулирование в автоколебательном режиме работы. Однако при изменении параметров объекта рабочая точка выходит иэ укаэанной области пространства параметров системы и последняя становится абсолютно неустойчивой.

По основному авт. св. 9 442445 известна электрическая следящая система, содержащая последовательно соединенные масштабный блок, измеритель .рассогласования, двухполярный ключ; второй вход которого соединен с выходами источника постоянного напряжения, и инерционный блок (2).

Недостатком известной системы является малая область устойчивости.

Цель изобретения — расыирение области устойчивости системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе входы источника постоянного напряжения соединены с соответствующими выходами инерционного блока.

Кроме того, источник постоянного напряжения содержит первый и второй дифференцирующие блоки, входы которых через последовательно соединенные первый сумматор, пороговый элемент, формирователь импульсов и первый ключ соединены с входом блока памяти, а выходы через последовательно соединенные второй сумматор и блок деления соединены с вторым входом первого ключа, первый вход второго ключа соединен с выходом первого сумматора, второй вход — с выходом формирователя импульсов, третий вход с выходок формирователя опорного сигнала, выход — с вторьзч входом блока деления, а выход блока памяти подключен к выходу источника постоян ного .напряжения.

947817 щий поцачу напряжения X(t) + M(t) через ключ 21 на блок 19 деления и передачу результата деления через ключ 20 в блок 15 памяти. Напряжение с выхода блока 15 памяти дается на вход .двухполярного ключа 3, )О управляющего сервоприводом 7. Двухполярный ключ 3 может быть реализован любым известным способом (т.е. выполнен в виде электромеханического, электронного и т,д. реле) ° В двухполярном ключе 3 выходное напряжение источника 4 постоянного напряжеНН8 при необходимости инвертируется.

После окончания импульса на выхо-. де Формирователя 18 импульсов вход блока 19 деления отключается от выхода сумматора 13 и подключается к формирователю lб опорного сигнала.

Перед пуском системы в блок 15 памяти вводится напряжение, величина которого обеспечивает существование в системе устойчивого предельного цикла. Значение выходкой координаты

r(X) = U(t) двухполярного ключа 3 (без учета погрешностей источника 4 постоянного напряжения) определяется в этом случае дифференциальным уравнением вида

45

U(t) "- —

p(t)

Тогда заменой (3) 55

На фиг. 1 изображена блок-схема регуляторами, на фиг. 2 - характеристика двухполярного ключа.

Блок-схема включает элемент 1 сравнения, масштабный блок 2, двухполярный ключ 3, источник 4 постоянного напряжения, инерционный блок 5, объект б реГулирования, сервопривод

7, основной контур 9 регулирования, первый и второй датчики-преобразователи 9 и 10, первый и второй дифференцирующие блоки 11 и 12, первый и второй сумматоры 13 и 14, блоК 15 памяти, формирователь 16 опорного сигнала, пороговый блок 17, формирователь 18 импульсов, блок 19 деления, первый и второй ключи 20 и 21 кроме того, Х(t) — выходная кордина-,, та объекта регулирования, О(С) - выходная координата сервопривода,r(X)сигнал управления.

Объект 6 регулирования и интеГрирующий сервопривод 7 описываются, соответственно, дифференциальными уравнениями вида т, (t) Й -,. х =,(.т, (t) ф +,((1) т,.ф = r(x), где To (t) — меняющаяся постоянная времени объекта б регулирования;

Т вЂ” постоянная времени сер1 вопривода 7;

To(t) P (t)To@

Источник 4 постоянного напряжения синтезирован в соответствии с выражением для величины, обратно пропорциональной постоянной времени объекта регулирования и работает следующим образом.

Выходные координаты p(t) н Х() сервопривода 7 и объекта регулирования измеряются и преобразуются 40 датчиками-преобразователями 9 и 10.. в пропорциональные им напряжения

M(t) и X(t) и подаются на входы сум" матора 13 и дифференцирующих блоков

11 и 1.2. Результат дифференцирования с выхода дифференцирующего блока 11 подается на один из входов сумматора

14, Другой вход сумматора подключен к выходу дифференцирующего блока 12, Таким образом на выходе сумматора 13 получается напряжение, равное

Х(+ M(t) à на выходе сумматора

14 Х() -GLM(t) . Блок 19 деления обеспечивает деление выходного напряжения сумматора 14 на выходное напряжение суматора 13.

Так как постоянная времени объекта 6 регулирования изменяется достаточно медленно по сравнению с перио- ° дом аэтоколебаний, то с целью исключения деления на напряжения, блиэкие к нулю, и, следовательно, повышения точности операции деления в систему введен пороговый блок 17, вход которого соединен с выходов сумматора 13.

При переходе суммы X(t) + М (t) че реэ пороговый уровень Uo пороговый блок 17 срабатывает и запускает формирователь 18 импульсов, например, ждущий мультивибратор, обеспечиваю° X(t)-(МЬ)

П""=Д и(ь)+ м(ф) E (t-t„.)-<(+-С„-ВН, (2) где Х() + M(t) = П„ т = т„< ц при „ t„+ g

T = To 6 прн „9

U< — пороговый уровень срабатывания порогового блока 17;

- длительность импульса формирователя 18 импульсов;

T4,т — постоянные времени блока 15 памяти и ключа 20.

Если постоянная времени объекта регулирования изменяется достаточно медленно, можно приближенно считать, что

dt » 1

Qc 5(t) (4) система (1) приводится к автономной системе с нелинейным временем.

+ C- =) ° dt о pi(t) в которой амплитудные отношения регулируемой координаты не зависят от переменных параметров объекта регулирования. Изображающая точка при . этом движется по фаэовой траектории одного и того же предельного цикла, 947817Г

5 дье. / фиг 2 а скорость ее движения изменяется в соответствии с законом изменения параметров системы. Моделирование системы в целом íà ABN показало независимость амплитудных значений X(t) и

M(t) при изменении Т©(t) в достаточно широких пределах.

Формула изобретения

)о .1. Электрическая следящая система по авт. св. Р 442445, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения области устойчивости системы, в ней входы источника постоянного нап- ) ряжения соединены с соответствующими выходами инерционного блока.

2. Система по и, 1, о т л и .ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения области существования автоколебаний системы, источник постоянного напряжения содержит первый и второй дифференцирующие блоки, входы коВНИИПИ Заказ 5650/71

Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 торых через последовательно соединенные первый сумматор, пороговый элемент, формирователь импульсов и первый ключ соединены с входом блока памяти, а выходы через последовательно соединенные второй сумматор и блок деления соединены с вторым входом первого ключа, первый вход второго ключа соединен с выходом первого сумматора, второй вход — с выходом формирователя импульсов,третий вход — с входом формирователя опорного сигнала, выход — с вторьм входом блока деления, а выход блока памяти подключен к выходу источника постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андронов A.A. и др. Теория ко.— лебаний. М., Физматгнз, 1959, с. 601.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 442445, кл. G 05 В 11/00, 27.09.72 (прототип).