Нелинейное корректирующее устройство

Нелинейное корректирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц954919 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 09.01.81 (21) 3234300/ 18-24 (51)М. Кл.

G 05 В 5/01 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет— (53) УДК 62.50 (088.8) по делам изобретений н открытий .

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень №32

Дата опубликования описания 30. 08. 82 (72) Авторы изобретения

P. A. Рубахин и Ю. М. Смирнов (71) Заявитель

Енд

Изобретение относится к автомати-, ческому управлению и может быть использовано в буртовых и корабельных ,электромеханических системах, высокоточных позиционных электроприводах.

Известно нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления {САУ), основанное на изменении знака коэффициента усиления в прямом канале в определенные моменты времени и содержащее блок выделения модуля, фильтр, реле и блок умножения fig .

Недостатком устройства является невозможность получения большого фазового опережения и соответственно недостаточно высокая точность системы, в которой оно используется.

Наиболее близким по технической го сущности к предлагаемому явгмется нелинейное корректирующее устройство для систем автоматического управления (САУ), содержащее последовательно соединенные фильтр и реле, усилитель и сумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя, вход которого соединен с входом фильтра н является входом устройства (2) .

Недостатком известного нелинейного корректирующего устройства является его малая эффективность, обусловленная недостаточным фазовым опережением, что не позволяет получить высокую точность системы, в которой оно применяется.

Цель изобретения — повышение точности системы автоматического управ- ления.

Поставленная цезть достигается тем, что в нелинейное корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные фильтр и первое реле и последовательно соединенные усилитель и сумматор, причем входы усилителя и фильтра объединены и являются входом устройства, введены последовательно

3 95491 соединенные второе реле и блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого реле, а выход — с вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства, а вход второго реле подключен к входу устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг, 2 — временные диаграммы, поясня- 10 ющие принцип работы устройства; на фиг. 3 - структурная схема следящей системы с нелинейным корректирующим устройством.

Устройство содержит фильтр 1,.реле 1

2, сумматор 3, усилитель 4, реле 5 и блок 6 вычитания, При этом выходы первого реле 2 и второго реле 5 подключены соответственно к первому и второму входам блока 6 вычитания, выход 10 которого соединен с вторым входом сумматора 3. Вход второго реле 5 подключен непосредственно к входу усилителя 4.

На временных диаграммах (фиг. 2), 25 иллюстрирующих работу предлагаемого устройства, обозначены входной сигнал

X(t); выходной сигнал X {t) фильтра 1; выходные сигналы Х 2(), X (t) первоrо 2 и второго реле 5; импульсный корректирующий сигнал Х () (®ыходной сигнал блока вычитания 6); выходной сигнал Y(t), Y (t) устройства и его первая гармоника.

Устройство работает следующим об35 разом.

Входной сигнал X(t) и опережающий его по фазе сигнал Х (t) с выхода фильтра 1 через второе реле 5 и пер40 вое реле 2 соответственно поступают на входы блока 6 вычитания. На выходе блока 6 вычитания формируется импульсный корректирующий сигнал X>(t), В сумматоре 3 к нему добавляется уси45 ленный в усилителе 4 входной сигнал

X(t). Как видно из временных диаграмм, первая гармоника Y<(t) выходного сигйала устройства значительно опережает по фазе входной сигнал. При этом амплитуда первой гармоники выходного сигнала незначительно превышает амплитуду входного сигнала. Большое фазовое опережение, получаемое в нелинейном корректирующем устройстве при незначительном росте амплитуды,"позволяет повысить точность системы,автоматического управления, в которой используется устройство.

9 4

Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения в отличие от прототипа заключается в повышении точности системы автоматического управления за счет увеличения фазового опережения.

В качестве примера конкретного исполнения можно привести нелинейное корректирующее устройство для коррекции следящей системы постоянного тока, в состав которой входят последовательно соединенные измеритель рас" согласования, нелинейное корректирующее устройство, усилитель мощности, двигатель постоянного тока ДПР-32 и редуктор.

Нелинейное корректирующее устройство (НКУ) содержит два электронных реле, усилитель, пассивный PC-фильтр, а также блок вычитания и сумматор, выполненные на операционных усилителях. Параметры системы следующие (фиг. 3): зона нелинейности усилителя а = 0,2; уровень насыщения усилителя Ь» = 4; зона нечувствительности двигателя

Ь = 2 Ь; уровень насыщения усилителя мощности с = 15b; коэффициент передачи двигателя с редуктором к 0 = 6,1 р ; постоянная времени двигателя 1 = 0,02 с; люфт в редукторе л = 0,3 ; постоянные времени о фильтра Т = 0,04 с, T = 0,005 с.

Макетирование этой системы показало, что максимальная ошибка при гармоническом входном сигнале с амплитудой а = 10 и частотой Я = 25 с о -1. мах= 30

При использовании в той же системе известного НКУ критическая доброт ность падает с 650 до 300 с, а максимальная ошибка при том же входном сигнале возрастает до 60 .

Таким образом, предлагаемое нелинейное корректирующее устройство позволяет увеличить точность системы в

2 раза.

Формула изобретения

Нелинейное корректирующее устройство, содержащее последовательно .соединенные фильтр и первое реле и последовательно соединенные усилитель и сумматор, причем входы усилителя и фильтра объединены и являются входом устройства, о т л и ч а ю ш е954919

1О е с я тем, что, с целью повышения точности системы за счет увеличения фазового опережения, а него введены последовательно соединенные второе реле и блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого реле, .а выход — с вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства, а вход второго реле подключен к входу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления. Под ред. Топчеева Ю.И., М., "Машиностроение", 1971, с. 207, рис. Ч. 8.

2. Нелинейные корректирующие устройства .в системах автоматиL ческого управления. Под ред. Топчеева Ю. И. M., "Машиностроение", 1971, с. 372, рис. V.1.2с (прототип).

Pup j

954919

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 1/5

Заказ 6430/46

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

Составитель В. Грибова

Редактор И. Тыкей Техред И. Гергель; Корректор С. Шекмар