Комбинированная следящая система

 

,SU„„1023276 А

СОЮЗ СОЯ-:ТСНИХ

\ОИ Л Я

РЕСПУЬЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВЪ (21) 3381582/18-24 ния,, первый усилитель, сумматор,вто(22) 21.01.82 рой усилитель, исполнительный двига(46) 15,06.83. Бюл. It22 тель, редуктор и блок основной отри(72) А.П.Литвинов и Ю.М.Смирнов цательной обратной связи, выход кото.(53) 62-50(088.8), . : - рого< соединен с одним из входов изме(56) .1. Петров Б.H. Современные методы рителя рассогласования, другой вход проектирования систем автоматического которого через первый дифференциатор регулирования. М., "машиностроение", подключен к входу релейного блока и

1967, с.29-36. . к второму входу сумматора, третий вход

2. Солодовников В.В. Основы -авто- которого подключен к выходу второго матического управления. Т.3. Маагиз, дифференциатора, а .четвертый вход

1963, с.347-351. через блок местной скоростной обрат3. Авторское свидетельство. СССР ной связи соединен с выходом исполниIt 330426, кл. G 05 В 11/12, 1970 вельного двигателя, о т л и ч а ю(прототий). щ а я с я тем, что, с целью повышения (54)(57) КОМБИМИРОВАННАя СЛЕДЯЩАЯ точности системы, в ней вход второго g

СИСТЕМА, -содержащая последовательно - дифференциатора подключен к выходу соединенные измеритель рассогласова- . релейного блока.

1023276

25 зо

50

Изобретение относится к высокоточ ным системам автоматического управле ния и может найти применение при уп- равлении летательными аппаратами, кораблями и технологическими процессами в химической промышленности.

Известна комбинированная следящая система, содержащая последовательно ооединенные измеритель рассогласования, последовательное корректирующее устройство, сумматор, усилитель мощности, исполнительный двигатель, редуктор и блок основной отрицательной обратной связи, выход которого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, другой вход которого через масштабирующий блок и дифферен. циатор подключен к входам сумматора, причем усилитель мощности и исполнительный двигатель. может быть охвачен местной скоростной обратной связью11) Известна комбинированная следящая система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, усилитель, первый сумматор, усилитель мощности, исполнительный двигатель,. редуктор и блок основной отрицательной обратной связи, выход кото" рого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, другой вход которого через дифференциатор подключен к входу второго дифференциатора и первому входу второго сумматора, подключенного вторым входом к выходу.электронного усилителя, а выходом - к входу электронного усилителя и первому входу третьего сумматора, подключенного вторым входом к выходу второ-, го дифференциатора, а выходом - к вто рому входу первого сумматора, выход исполнительного двигателя через блок скоростной обратной связи подключен к третьему входу сумматора $2)

Недостатком известных систем является их невысокая точность, обусловленная наличием люфтов в механических редукторах.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является комбинированная следящая система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, первый усилитель, первый сумматор, второй нелинейный усилитель, второй сумматор, усилитель мощности, исполнительный двигатель, редуктор и блок основной отрицательной обратной связи, выход которого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, другой

20 вход которого через первый дифференциатор подключен к второму входу первого сумматора, входу второго дифференциатора и входу третьего усилителя, выход которого через релейный элемент соединен с третьим входом второго сумматора и входом источника питания, подключенного к второму входу второго сумматора, вход второго дифференциа- . тора соединен с четвертым входом первого сумматора, пятый выход которого через блок местной скоростной обратной связи соединен с выходом исполнительного двигателя (3 j °

Недостаток этой системы — ее невысокая точность, обусловленная влиянием люфта, присущего реальной следящей системе с редуктором.

Цель изобретения - повышение точности следящей системы путем компенсации ошибки, вносимой люфтом редуктора в динамическом режиме.

Поставленная цель достигается тем, что в комбинированной следящей системе, содержащей последовательно соединенные измеритель рассогласования, первый усилитель, сумматор, второй усилитель, исполнительный двигатель, редуктор и блок основной отрицательной обратной связи, выход которого соединен с одним из входов измерителя рассогласования, другой вход которого через первый дифференциатор подключен к входу релейного блока и к второму входу сумматора, третий вход которого подключен к выходу второго дифференциатора, а четвертый вход через блок местной скоростной обратной ввязи соединен с выходом исполнительного двигателя, вход второго дифференциатора подключен к выходу релейного блока.

На фиг.1 представлена функциональная схема следящей системы; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие принцип работы следящей системы; на фиг.3структурная схема конкретного выполнения следящей системы.

Устройство содержит измеритель рассогласования 1, первый усилитель 2, сумматор 3, второй усилитель 4, исполнительный двигатель 5, редуктор 6, блок основной отрицательной обратной связи 7, блок местной скоростной обратной связи 8, первый дифференциатор

9, релейный блок 10, второй дифференциатор 11. На фиг.2 приняты следующие обозначения: 6 и 98 ц" входной и выМ ходной сигналы следящей системы; &1023276 4 сигнал ошибки. следящей системы; g<, 0 и 9 - выходные сигналы соответственно первого дифференциатора., релейного блока и второго дифференциатора.

На выходе измерителя рассогласования 1 при сравнении входного сигнала 9>>и выходного сигнала фВЬ|Х, прошедшего через блок основной отрицательной обратной связи 7, образуется сигнал ошибки g . Управляющий сигнал формируется на выходе сумматора 3 при суммировании усиленного усилителем 2 сигнала ошибки 9, сигнала скоростной отрицательной обратной связи с выхода блока местной скоростной об15 ратной связи 8 и сигнала с выхода первого ддифференциатора 9, вводимого для компенсации динамической ошибки. Полученный управляющий сигнал с выхода сумматора 3 через второй усилитель 4 (т.е. усилитель мощности) подается на вход исполнительного двигателя 5. Редуктор 6 приводится 8 движение исполнительным двигателем 5. Характер ной особенностью всех механических редукторов, в особенности силовых, является наличие люфта, устранение которого технологическими и конструктивными средствами является сложной и дорогостоящей задачей и приводит к увеличению. массы и габаритов системы, Как видно из диаграмм на фиг.2, цепь, состоящая из релейного блока 10 и второго дифференциатора 11, в моменты реверса исполнительного двига" 35 теля 5 .подает на сумматор 3 импульсы

Форсировки 8, которые ускоряют вы" борку люфта и уменьшают ошибку 6 .

В следящей системе измеритель рассогласования 1 может быть выполнен на 40 потенциометре СП4-8, первый усилитель

2 - на операционных усилителях 140УД7; второй усилитель 4 - на транзисторах

2Т907А, дифференциаторы 9 и 11, релей-. ный блок 10 и сумматор 3 - на опера- 45 ционных усилителях 140УД7, в качестве исполнительного двигателя 5 может быть применен двигатель постоянного тока типа ДПР-32, и в качестве блока мест-

,ной скоростной братнойсвязи 8- тахо- 50 генератор 1,6 ТГП-2, в качестве блока . а=15 В;

6=I,5 В

" уровень насыщенияи .зона линейночти второго усилителя 4, - уровень насыщения релейного блока 10, - величина люфта редуктора 6. с--15 В л =0,2О

При гармоническс м входном сигнале .о амплитудой А 0,5 и частотой (g- =31 ;3 1/с максимальная ошибка сис темы & y 7 .. Иаксимальная ошибка

/ известной системы при том же входном воздействии g(t) 0,5 sin 31,И равна 18 .

Таким образом, повышается точность предлагаемой системы в 2,5 раза по сравнению с известной. основной отрицательной обратной свя" зи 7 -.жесткая отрицательная обратная связь

В процессе отработки следящей системы проведено моделирование ее работы в соответствии со структурной схемой,.представленной на фиг.3. Пара-. метры отдельных блоков структурной .схемы на фиг.3 в процессе моделирова- . ния принимали следующие значения, К =20; Т -4 мс -коэффициент усиле4 ния и постоянная . времени первого усилителя 2, К =2000 град/в.с;

Т = 20 мс -коэфФициент передачи и постоянная времени двигателя 5, К =0,2; Т =4 мс -коэффициент передачи и постоянная вре-, мени дифференциатора 9

К =0,13;T =2 мс- коэффициент передачи и постоянная времени дифферециатора 11, К =0,5" 10 - коэффициент переда" чи редуктора 6, К = 10 в.с /град-коэффициент передачи блока скоростной обратной связи 8, 102327б

ВНИИПИ Заказ 4209/31 Тираж 874 Подписное

° ЭююЭ юлю ВФьЮюЮЮ юФ е филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4