Дфухканальная следящая система

Дфухканальная следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сове

Б. В. Новоселов, B. M. Архипов, Н. А. До и В. И. Платанный (72) Авторы нзобретения (76) Заявнтель (54) ДВУХКАНАЛЬНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано для построения следящих систем радио и оптических телескопов, обеспечивающих управление одной

5 общейнагрузкой от двух различных входных воздействий, одно из которых непосредственно измерить нельзя.

По основному авт. св. М 487375 известна двухканальная следящая скоте-. ?о ма, содержащая измеритель рассогласования, первый вход которого соединен через первый компенсирующий блок с входом первого ключа, второй вход - с днтчиком обратной связи, а выход через второй ключ — с первым сумматором, cB5? B8H??b?M с Tp8TsHM lU??o ???M, ?? пороговый элемент выход которого подключен к выходу датчика расс?и ласоваиия, уста 20 новленного на объекте, соединенном с силовым блоком системы, вход которого связан с выходом первого сумматора, первый вход второго сумматора подкл?очен к выходу датчика рассогласования, второй через корректирующий блок - к выходу датчика обратной связи, установленного на выходном валу силового блока системы, а выход подключен к второму компаиснру?ощему блоку, связанному с третьим сумматором, первый запоминающий блок, вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход — с входами первого и третьего сумматоров, четверть@ сумматор, первый вход катар<к о подключен к выходу датчика рассогласования, а выход - к входу третьего ключа, четвертый ключ и формирователь скоростного корректирующего сигнала, выход которого связан с входами третьего и четвертого сумматоров, а вход соединен с выходом третьего сумматора через четвертый ключ, управляккпий вход которого связан с выходом порогового элемента.

Недостатком известной системы является значительная неплавность ее работыво время формирования линейно-нание воздействия К о, соответствующее

5 ми)пп альной скорости изменения сигнала Uq(LI< в), Система работает следующим образом.

В режиме отработки программного задающего воздействия ключи 4 и 7 замк1О нуты, а ключи 17 и 20 разомкнуты, и программное воздействие ф, отрабатывается каналом 1. Для компенсации составляющей ошибки, пропорциональной прогнозируемой скорости объекта 21, на вход

f5 сумматора 5 поступает компенсирующий сигнал 0п с выхода компенсирующего блока 8. При достижении каналом 1 заданной точности наведения, характеризуемой величиной ошибки сопровождения (о о — о о ), срабатывает пороговый элемент 6, выходной сигнал которого размыкает ключи 4 и 7 и замыкает ключи

17 и 20; на вход сумматора 5 поступает сигнал, пропорциональный ошибке д5 (о о — ко), и запомненный на все время сопровождения в блоке 9 сигнал

U и (-д), пропорциональный прогнозируемой скорости в момент переключения режимов. зо Сигнал (. с формируется по методу дифференциальной вилки путем суммщк вания сигналов, пропорциональных oL u (о о — ci@), поступающих на сумматор ю- 13 с выходов датчика 11 (через корректирующий блок 14) и датчика 12 соответственно, и последующего дифференцирования в блоке 15.

На выходе сумматора 16 формируется сигнал Ь0, поступающий через открытый

40 ключ 17 на вход формирователя 18. Если при этом модуль Ь U превысит допустимую величину hUg, формирователь 18 формирует линейно-нарастающий сигнал с амплитудой 2Ь LI g, скорость изменения которого пропорциональна ускорению воз45 действия (с (фнг. 3), имевшему место в момент превышения Ц величины ЬО .

Знак формируемого сигнала совпадает со знаком Ь Ц, причем в каждом цикле коррекции линейно-нарастаюший сигнал

М алгебраически суммируется с величиной корректирукацего сигнала 0 < имевшего место после предшествующего цикла коррекции. Ллгебраическая сумма 0 (t) и U (t>), формируемая в сумматоре 5, представляет собой компенсирующее воздействие для канала 2. Величина о Ug выбирается ра вной ошибке формирования компенсирующего сигнала, соответствую3 954 растающего сигнала коррекции при изменении задающего воздействия с малыми ускорениями, поскольку независимо от ускорения задающего воздействия линейно-нарастающий сигнал коррекции формируется с постоянным наклоном, соответствующим максимальному ускорению задающего воздействия.

Цель изобретения — повышение плавности работы системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе дополнительно установлены последовательно соединенные диффе-, ренциатор, блок выделения модуля, пятый ключ и второй запоминающий блок, выход которого соедИнен с вторым входом формирователя скоростного корректирующего сигнала, второй выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа, а вход дифференциатора .соединен с выходом второго компенсирующего блока.

На фиг. 1 представлена блок-сна системы; на фиг. 2 — блок-схема формирователя скоростного корректирующего сигнйлар на фиг 3 — эпюры основных направлений, иллюстрирующие работу системы.

Система содержит канал .1 программного управления, канал 2 сопровождения, измеритель 3 рассогласования, второй ключ 4, первый сумматор 5, пороговый элемент 6, первый ключ 7, первый компенсирующий блок 8, первый запомина щий блок 9, сииовой блок 10, датчик 11 обратной связи, датчик 12 рассогласования, второй сумматор 13, корректирующий блок 14, второй компенсирующий блок 15, третий сумматор 16, четвертый ключ 17, форыирователь 18 скоростного корректирующего сигнала, четвертый сумматор 19, третий ключ 20, объект 21, дифференциатор 22, блок 23 выделения модуля, пятый ключ 24; второй заломинакиций блок 25, выпрямитель 26, релейный элемент 27, пороговый элемент

28, логический блок 29, реверсивный счетчик 30, устройство 31 фиксации нуля, преобразователь 32 цифра - напряжение, преобразователь 33 аналог. - импульс.

Введены обозначения, X 0 — регулируемая координата, о — программное задающее воздействие; g < — задающее воздействие канала сопровождения; Ll „ сигнал, пропо,,циональный скорости изме нения Ж о „И f- — корректирующий сигнал по скоресч и канала сопровождения

923 4 ,pU — допустимая величина модуля Л О;

Я п1С, — максимальное ускорение воздействия М,е, Я „„„, — минимальное ускоре5 9549 щей допустимой ошибке канала 2. При ! )! "g выходной сигнал формирователя

18 остается постоянным. Возможен случай, когда при переключении системы на режим сопр овождения выполняется неравенство Ь О >Ь O g, а воздействие ñ е (4) изменяется с постоянной скоростью, т.е. сигнал на выходе дифференциатора 22 рам вен нулю. Поэтому на выходе запоминающего блока 25 предусматривается наличие остаточной величины 0с, необходимой для формирования корректирующего сигнала со скоростью 0» 1„„обеспечивающей уменьшение величины А 0 даже при нулевом сигнале с выхода дифференциато-

» ра блока 22. Величина 0I,III II<à Ц спiаФща )

I поэтому практически во всем диапазоне изменения ускорений воздействия ed q (t) имеет место соотношение ОС() - 0и (}, .2О

Условие 1 +

<у детерминированная co- .

2gq 2Qg.

Р аак о и

I ставляющая сигнала )d0! не превышает

6 Ug в течение цикла коррекции Т, если

Зф где Яп - максимальная величина третьей производной воздействия (X,z (Ц . ..и

В самом деле, если допустить, что в худшем случае сразу после выполнения условия(60 > Ь Ug ускорение a c (<) начинает изменяться с максимальной скоростью Я„а„, то для того, чтобы в течевив о<(«оов»оствточио чтобы «вв» 4»

Ъ тв и«в — » то

-Inin,кщак» а 7 K < „ пах=

I имеем Яд,„ и ding мах. Поскольку 6 52 мало и для реальных воздействий М,с Е}»

"5 щах также мало, ToQIII

50 а Ug (t) . Белочка вновь Вводимых элементов служит дпя формирования наклона линейно-нарастающего корректируя«щего сигнала. Сигнал, пропорциональный модулю ускорения вскздействия й., формируется с помощью дифференциатора

22 и выпрямителя блока 23 выделения модуля и поступает через открытый ключ, 24 в запоминающий блок 25. В момент

23 6 превышения d U величины d Uy с выхода формирователя скоростного Корректирующего сигнала 18 на вход ключа 24 поступает сигнал, запирающий его. Тогда наклон будет определяться величиной сигнапа, пропорщкжального ускорению

0 с, запомненного запоминакацим блоком

25 в момент размыкания ключа 24.

Запоминйние сигнала с выхода бпока

23 на время фсрмирования корректирующего сигнала 0 g исключает появление автоколебаний в системе изза попожитепьной обратной связи по ускорению выходной координаты системы.

При изменении линейно-нарастающего сигнала U g с переменной скоростью изменение скорости выходной координаты системы (go) носит более плавный характер в разность (о с О о) с упетом корректирующего действия замкнутого через датчик 12 канала 2 сопровождения будет иметь значительно меньшую Величину при малых ускорениях о с, чем при формировании сигнапа 0 с постоянной максимальной скоростью.

Формирователь скоростного корректирующего сигнала 18 (фиг. 2) работает следующим образом.

В момент равенства сигналов 0П и

3< реверсивный счетчик 30 находится в нулевом состоянии, что фиксируется устройством 31 фиксации нуля. Сигнал Д И поступает на выпрямитель 26 и репейный элемент 27; При накоплении отклонения 0.до величины d0g, равной порогу срабатывания порогового элемента 28, логический блок 29 подает размыкающий сигнал на ключ 24 и разрешает прохождение определенного копичества импуль сов с преобразователя аналог-импульс

33 на суммирующий вход реверсивного счетчика 30. Линейно нарастающий код реверсивного счетчика 30 подается на преобразователь 32 «цифра-напряжение", с ВыходаKQTopo OHI HBJI Uk поступает В сумматор 19 и третий вход сумматора

16. Количество и частота импульсов, поступающих с преобразователя анало импульс 33 в счетчик 30 эа время цикла коррекции 7g, определяется соответственно, величиной Ь "g и величиной ускорения воздействия 0< запомненного блоком 25 в момент превьппения Ь величины АUg. Если после данного цикла коррекции сигнал д0 вновь достигает величины 60, то процесс коррекции программного компенсирующего сигнала повторяется, т.е. новая пачка импульсов поступает на суммирующий вход ревер7 9 сивного счетчика 30. Во время поступления пачки импульсов в счетчик логическое устройство не реагирует на сигналы порогового элемента 28. Разрешение на очередное формирование линейнонарастающего сигнала дает импульс, поступающий с выхода сигнала окончания пачки импульсов счетчика 30 в устройство 31 фиксации нуля. Знак выдаваемого с преобразователя 32 сигнала U g определяется по сигналу устройства 31 фиксации нуля и знаку сигнала ЬО, формируемого в релейном элементе 27, При изменении знака скорости изменения . сигнала lie знак (Ll с течением времени также изменяется, что фиксируется элементом 27 и при выполнении условия

/Ь0/=60 логический блок 29 разрешает прохождение импульсов уже на вычитающий вход реверсивного счетчика 30. В момент равенства величйны компенсирующего воздействия канала 2 величине

Цн (4 ) логический блок 29 по сигналу. элемента 28 и знаку Ь U, определяемому в элементе 27, меняет знак выдаваемого с преобразователя 32 сигнала И.

H изменяет условия прохождения импульсов с преобразователя аналог-импульс 33 на суммирующий ч вычитающий входы

:четчика 30. Теперь при отрицательном

54923 8 °

60 логический блок 29 разрешает прохождение импульсов на суммирующий, а при положительном L U — на вычитающий вход счетчика 30.

Технический эффект, получаемый от предлагаемого изобретения, заключается в повышении примерно на 1,5% плавности работы системы во время формирования

10 линейно-нарастающего корректирующего сигнала при изменении задающего воздействия с малыми ускорениями.

И Формула изобретения

Двухканальная следящая система по авт. св. М 448877337755, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения и плавности работы, в ней дополнительно установлены последовательно соединенные дифференциатор, блок вьделения модуля, пятый ключ и второй запоминающий блок, выход которого соединен с вторым входом

25 формирователя скоростного корректирующего сигнала, второй выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа, а вход дифференциатора соединен с выходом второго компенсирующего бло