Нелинейное корректирующее устройство

 

НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные пе|)вый фильтр, реле, блок сравнения и сумматор, вторым входом подключенный к входу первого фильтра, и второй фильтр, выхо дом через реле подключенный к второму входу блока сравнения,-о т л и а ю щ е е с я тем, что , с целью уменьшения фазового запаздьюания устройства , в нем дополнительно установлен тахогенератор, выходом псдключе ный к третьему Ероэду сумматора и входу второго фильтра.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . И Ь РЕСПУБЛИН щ G 05 B 5/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3413188/18-24 (22) 30.03,82 (46) 15.06.83. Бюл, ¹ 22 (72) А. П. Литвинов и IO. М, Смирнов (53) 62-50 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 411430, кл, G 05 В 5/01, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 640248, кл. G 05 В 01, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 628457, кл., G О5. В 5/01, 1977.. (прототип). (54) (57) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТ ОЙСТВО, содержащее после- довательно соединенные первый фильтр, первое реле, блок сравнения и сумматор, вторым входом подключенный к входу первого фильтра, и второй фильтр, выходом через второе реле подключенный к второму входу блока сравнения,.о т л и;ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения фазового запаздывания устройства, в нем дополнительно установлен тахогенератор, выходом подключенный к третьему нюду сумматора и входу второго Фильтра.

1 1023

Изобретение относится к устройствам нелинейной коррекции и может быть применено для компенсации люфта механической передачи в системах автоматического управления летательными аппарата.ми, кораблями и техническими процессамие

Известно нелинейное корректирующее устройство, содержащее последователь но соединенные первый фильтр, первый 10 блок выделения модуля, блок сравнения, реле и блок умножения, подключенный вторым входом к выходу первого фильм ра и второй фильтр, выходом через второй блок выделения модуля подключен- 15 ный к второму входу блока сравнения 1).

Известно нелинейное корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенныв первый фильтр, первое реле, первый блок умножения, второе реле, 20 второй блок умножения и сумматор, вторым входом подключенный к входу первого фильтра и входу второго фильтра, выхс дом подключенного к второму входу второго сумматора через последовательно 25 соединенные третий фильтр и третье реле - к второму входу первого блока умножения и первому входу третьего блока умножения, вторым входом через четвертое реле подключенного к выходу второго фильтра, а выходом - к третьему входу второго блока умножения (2) Ä

Недостаток известных устройствбольшое фазовое запаздывание.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является нели35 нейнов корректирующее устройство, содвржащее последовательно соединвнныв первый фильтр, первое реле, блок сравнения, третье реле, блок умножения и

40 сумматор, входом через блок выделения модуля подключенный к входу первого фильтра, а выходом - к первому входу второго блока умножения, вторым входом подключенный к второму входу блока срав нения и выходу второго реле, входом че - "5 рез второй фильтр подключенный к входу первого фильтра,и интегратор, входом подключенный к выходу блока сравнения, а выходом - к второму входу первого сумматора (3) .

Недостатком данного устройства является наличие фазового запаздывания.

Цель изобретения - уменьшение фазово го запаздывания устройства.

"Поставленная цель достигается тем, 55 что в нелинейном корректирующем устройстве, содержащем последовательно соединенные первый фильтр, первое реле, 275 2 блок сравнения и сумматор вторым входом подключенный к входу первого фильтра, и второй фильтр, выходом через второе реле подключенный к второму входу блока сравнения, дополнительно установлен тахогвнератор, выходом под ключенный к третьему входу сумматора и входу второго фильтра.

На фиг. 1 представлена функциональ ная схема устройства в составе следящей систежц на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого технического реШения; на фиг. 3 - структурная схема одного иэ вариантов выполнения устройства в составе следящей системы.

Устройство содержит двигатель 1, редуктор 2, измеритель рассогласования 3, первый суммирующий усилитель 4, тахогенератор 5, второй фильтр 6, второе реле 7, блок сравнения 8, второй суммирующий усилитель 9, первый . фильтр 10, первое реле 11, сумматор 12, нелинейное корректирующее ус ройство 13,Qyy и Qgg g,соответственно входной и выходной сигналы следящей системы, Я вЂ” выходной сигнал измерителя рассогласования 3, (5 — угловая скорость выходного вала двигателя 1, Я4 и Я - выходные сигналы соответст-! венно второго и первого реле 7 и 11,,Ц q- выходной сигнал блока 8 нелинейного корректирующего устройства. Редуктор 2 обладает люфтом, Нелинейное корректирующее устройство работает в составе следящей системы следующим образом, На лыходе измерителя рассогласования 3 при сравнении входного сигнала

gg и выходного сигнала Ц ц системы образуется сигнал ошибки Q который через усилители 4 и 9 подается на двигатель 1, который приводит в движение редуктор 2, Характерной чертой большинства редукторов, в особенности силовых, является наличие люфта, что приводит к ухудшению динамических характеристик системы. Как видно из диаграмм (фиг.2), в следящей системе в моменты реверса двигателя появляется динамическая ошиб ка, обусловленная тем, что во время выборки люфта входной сигнал фц систе мы изменяется, а выходной сигнал системы остается постоянным. Для того, чтобы уменьшить ошибку, необходимо ускорить выборку люфта редуктора 2.

Формирование корректирующего сигнала производится путем вычитания из

102327 5 4 ких шестернях 14 и 15, реле 11.й 7 и фильтры 10 и 6, выполненные на микросхемах операционных усилителей

140УД7. Функциональные блоки, вхо5 дящие в состав следящей системы, .имеют следующие параметры: К, =20;

Т = 4 мс - коэффипиент усиления и

» постоянная времени усилителя 4, К = 2000 градl в.с.; Т = 20 мс о коэффициент передачи и постоянная времени двигателя 1, К = 0,5.10- коэффициент передачи редуктора 2, .К = 10 4. вв.с/град - коэффициент передачи скоростной отрицательной об15 ратной связи тахогенератора 8, Т,, 4 мс, Т, = 6 мс - постоянные времени второго фильтра 6, Т, = 6 мс;

Т = 4 мс - постоянные времени первого фильтра 10, с= 18  — уровни

z0 20 реле 7 и 11, А = 0,2 - величина люфта редуктора 2. При гармоническом входном. сигнале с амплитудой Л= О, 5О и частотой Ю= 31,4 с " максимальная ошибка gyngy= 12 .

3 выходного сигнала первого реле 11 вы;ходного сигнала второго реле 7 в блоке сравнения 8. Фазы выходных напряжений реле 7 и 11 настраиваются при помощи фильтров 6 и 10.

Корректирующий сигнйл Дк, подаваемый на вход. сумматора 12, ускоряет выборку. люфта редуктора 2 и уменьшает ошибку системы.

Положительный -(технический) эффект от использования предлагаемого технического решения заключается в уменьшении фазового запаздывания корректирующего устройства. Применение предлагаемого нелинейного корректирующего устройства в следящих системах позволяет повысить их точность за счет ком пенсации люфта редуктора 2..

Повышение точности следящей системы при введении в ее состав нелинейно корректирующего устройства подтверждается лабораторными испытаниями макета следящей системы, собранного в соответствии со структурной схемой системы на фиг. 3. В состав макета системы входят измеритель рассогласо вания 3, выполненный на потенциометре СП4-8, усилитель 4, выполненный на микросхемах операционных усилителей 140УДУ и транзисторах 2Т907А, двигатель 1 постоянного тока типа

ДПР-32, тахогенератор 5 типа

1,6 ТГП-2, редуктор 2 на цилиндричес-.

В базовом объекте при том же входном воздействииg (+) = 0 5 4ggN 31,4t максимальная ошибка 9,„О = 23 .

Таким образом, введение предлагаемоЗО го нелинейного корректирующего устройсъва в следящую систему позволяет повысить ее точность по сравнению с базовым

1 объектом в 2 раза.

1023275

1 023275

Составитель Т. Нефедова

Редактор Т, Веселова Техред А.Ач Корректор А, Дзятко

Заказ 4209/31 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4