Система ориентации и стабилизации

Система ориентации и стабилизации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г

Ю. С. Мануйлов, В. А. Артемьев, А. Ю.:Веревкин и В. П. Лачугин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к системам управления угловым движением подвижного объекта, а именно системам ориентации н стабилизация.

Известно устройство для осуществления ликвидации рассогласования между заданным значением измеряемого параметра движения и его действительным значением (1) .

Однако это устройство является неэкономичным по энергозатратам,"на проведение процесса управления.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система, содержащая датчики угла и угловой скорости, усилитель— преобразователь, суммирующий элемент, репейный блок управления исполнительными органамя, блок исполнительных органов и

oR e er управления. Это устройство осуществляет оптимальное по быстродействию управленяе ориентацией подвижного объекта (2!.

Однако устройство неэкономично по расходу энергии и не может быль использовано при наличии гибких элементов в конструкции объекта управления из — за значительных воз,мущений, возникающих в процессе управления.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на процесс управления и расширение области использования, Поставленная цель достигается тем, что . система ориентапии и стабилизация, содержащая датчик угла и последовательно соединенные блок исполнительных органов, объект управле« няя, датчик угловой скорости, уашитель — преобразователь, первые сумматор и репейный эле: мент, причем выход блока .ясполнительных органов соединен с вторым входом объекта управления, второй выход которого подключен к входу датчика угла, соединенного своим выходом с вторым входом первого сумматора, дополнительно содержит первый элемент И

И и последовательно соединенные усилитель с переменным коэффициентом усиления, вторые сумматор, репейный элемент я, элемент И. причем вход усилителя с переменным коэффициентом усиленяя подключенгк выхопу усилителяпреобразователя, выход датчяка угла соединен с вторым входом втором сумматора, выход второго релейного элемента подключен к первому входу первого элемента И, выход перво3 966669 го релейного элемента соединен с вторыми вхо. дами первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока исполнительных органов. S

На чертеже представлена функциональная схема системы ориентации и стабилизации.

Система содержит датчик 1 угла, датчик 2 угловой скорости, .усилитель — преобразователь

3, усилитель 4 с переменным коэффициентом 10 усиления, первый и второй сумматоры 5 и 6, первый и второй релейные элементы 7 и 8, первый и второй элементы И 9 и 10, блок 11 исполнительных органов и объект управления

12. 3$

Система ориентации и стабилизации работает следующим образом.

При появлении рассогласования по утлу и угловой скорости между заданным и реальным положением объекта управления 12 на з0 выходе датчиков угла 1 и угловой скорости 2 появляются ненулевые сигналы. Устройство при этом должно работать по следующей логической схеме

u = — (О,б sign(>(y„yг))+0,5 signfw„(yi,уг) Ц $ где U — величина, определяющая: полярность управляющего момента, прикладь ваемого к объекту управления;

1, о>0

О, оэ=О

-1, < О

sign 1 ыJ од(у э уг) = i+a; „(V уг) = i +

Ю "2I, " М

3$ м.„ш ь — линии переключения управляющих воздействий; у — рассогласование между заданным значением угла и действительным положением объекта управления; уг — аналогичное рассогласование по угловой скорости;

V — абсолютная величина управляющего момента, прикладываемого к объекту управления; ф — некоторый положительный коэффициент, величина которого не может быть меньше 1.

Функция м„формируется с помощью усилителя — преобразователя 3 и первого сумматора 5, а функция ш ь формируется с по$0 мощью усилителя — преобразователя 3, усилителя 4 с переменным коэффициентом усиления и второго сумматора 6. В случае, если м О и ы О, первый и второй релейные элемен-i ты 7 и 8 имеют на выходе сигналы, соответствую-. щие логическим нулям. При поступлении этих сиг налов на входы первого и второго элементов

И 9 и 10, на выходе элемента И 9 формируется сигнал, соответствующий сигналу логичес-" кой 1, а на выходе элемента И 10 — логическому О. Сигнал логической" 1".,поступающий на входы блока 11 исполнительных органов, является разрешающим для срабатывания исполнительных органов, создающих управляющие воздействия (моменты) определенного знака (исполнительные органы имеют релейные характеристики — релейные исполнительные органы). При поступлении разрешающего сигнала на первый вход блока 11 исполнительных органов к объекту управления 12 приклады: вается положительное управляющее воздействие, а при поступлении такого сигнала на второй вход — отрицательное.

В случае, если ы„r О и ю@) О, логическая часть устройства работает аналогично описанному выше случаю, но разрешающий сигнал поступает с элемента И 10 на второй вход. блока 11 исполнительных органов и к объекту управления 12 прикладывается отрицательное управляющее воздействие. Характер процесса управления зависит от величины коэффициента р усилителя с переменным коэффициентом усиления 4. При 1г= 1 устройство работает аналогично прототипу, осуществляя оптимальное по быстродействию управление. При увеличении значения ф процесс становится более экономичным по затратам энергии, но соответственно возрастает время, необходимое для проведения всего процесса управления. Коэффициент усиления 1ь усилителя с переменным коэффициентом усиления

4 может быть подобран таким образом, чтобы характер процесса управления был удовлетворительным как по времени регулирования, так и по.затратам энергия на процесс регулирования.

Предлагаемое устройство может быль исполь. зовано и для управления объектами с ограниченной жесткостью конструкции (наличие гибких элементов в конструкции объекта), так квк выбор соответствующего коэффициента усиления ъ усилителя с переменным коэффициентом усиления 4 позволяет снизить до допустимой нормы возмущения, возникающие в процессе управления из — за нежесткости конструкции объекта.

Формула изобретения

Система ориентации и стабилизации, содержащая датчик угла и последовательно соедиценные блок исполнительных органов, объект управления, датчик утловой скорости, усилитель — преобразователь, первые сумматор и репейный элемент, причем второй выход блока исполнительных органов соединен с вторым вхоСоставитель Л. Птенцова

Техред Е.Харигончик Корректор С. Шекмар — — 5

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 7843/65 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 966669 б дом объекта управления, второй выход кото- выход второго релейного элемента подключен рого подключен к входу датчика угла, соеди- к первому входу первого элемента И, выход пенного своим выходом с вторым входом первого релейного элемента соединен с втопервого сумматора, о т л н ч а ю щ а я с я рыми входами первого и второго элементов И, тем, что, с целью снижения энергозатрат на выходы которых подключены соответственно к процесс управления н расширения области ис- первому и второму входам блока исполнительпользования системы, она содержит первый ных органов. элемент И и последовательно соединенные уси- Источники информации, литель с переменным коэффициентом усиления, принятые во внимание при экспертизе вторые сумматор, репейный элемент и элемент >0 1. Авторское свидетельство СССР Р 765782, И, причем вход усилителя с переменным ко- кл. G ОБ В ll/14, 1978. зффициентом усиления подключен к выходу 2. Атане М., Фалб П. Оптимальное управле- усилителя — преобразователя, выход датчика угла ние. М., "Машиностроение"., 1978, с. 458, соединен с вторым входом второго сумматора, рис. 7.5 (прототип).