Фазовая система программного управления

 

ФАЗОВАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО -УПРАВЛЕНИЯ по авт.св. № 643839, отличающаяся тем, что, с целью повьшения быстродействия при одновременном уменьшении колебатель11ости переходного процесса, она содержит формирователь абсолютной величины сигнала, перемножитель, управляемый ключ, тахогенератор, вал которого механически связан с выходным валом привода, и дополнительный сумматор , первый вход которого подключен к выходу основного сумматора, а выход - к входу привода, выход тахогенератора подключен к первому входу перемножителя и через управляемый ключ - к второму входу дополнительного сумматора, управляющий вход ключа и второй вход перемножителя подключены к выходу формирователя абсолютного значения сигнала, вход которого подключен к выходу основного сумма- g 4)9 тора, а выход перемножителя подключен- : i к третьему входу дополнительного ,сумматора.

„Я0„„111758

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зж G 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ° (61) 643839 (21) 3342990/24-24 (22) 20. 10.81 (46) 07.10.84. Бюл. № 37 " (72) В.Ф. Горячев, $.Н. Ионов, А.А. Прокопов и В.А. Соловьев (71) Комсомольский-на-Амуре политехнический институт (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 643839, кл. G 05 В 19/16, 1979 (прототип). (54)(57) ФАЗОВАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ по авт.св. ¹ 643839, отличающаяся тем, что, с .целью повышения быстродействия при одновременном уменьшении колебатель;.сти переходного процесса, она содержит формирователь абсолютной величины сигнала, перемножитель, управляемый ключ, тахогенератор, вал которого механически связан с выходным валом привода, и дополнительный сумматор, первый вход которого подключен к выходу основного сумматора, а выход — к входу привода, выход тахогенератора подключен к первому входу

1 перемножителя и через управляемый ключ — к второму входу дополнительного сумматора, управляющий вход ключа и второй вход перемножителя подключены к выходу формирователя абсолютного значения сигнала, вход которого подключен к выходу основного сумма- I тора, а выход перемножителя подключен . к третьему входу дополнительного ,сумматора.

1 11175

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

По основному авт.св. В 643839, известна фазовая система, содержащая последовательно соединенные устройства ввода программы, основной фазовый дискриминатор, сумматор, привод, вращающийся трансформатор, входы которого через фазорасщепитель подключены к выходу генератора напряже- 10 ния, дополнительный фазовый дискриминатор, первый вход которого соединен с выходом вращающегося трансформатора, второй вход — с выходом генератора напряжения, а выход — с другим входом сумматора (13.

Недостатком известной системы является невозможность достижения высокого быстродействия с малым перерегулированием из-за постоянного

1 действия в регулируемом приводе сигнала отрицательной обратной связи по скорости.

Целью изобретения является повышение быстродействия при одновременном уменьшении колебательности переходного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что система содержит формирователь абсолютной величины сигнала, перемножитель, управляемый ключ, тахогенеЗО ратор, вал которого механически связан с выходным валом привода, и дополнительный сумматор, первый вход которого подключен к выходу основного сумматора, а выход — к входу привода, З5 выход тахогенератора подключен к первому входу перемножителя и через управляемый ключ — к второму входу дополнительного сумматора, управляющий вход ключа и второй вход перемножителя 1О подключены к выходу формирователя абсолютного значения сигнала, вход которого подключен к выходу основного сумматора, а выход перемножителя подключен к третьему входу дополнительного сумматора.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемой системы.

Система содержит устройство i ввода программы, состоящее иэ блоков воспроизведения и усиления синусоидальных рабочего 2 и опорного 3 сигналов, и лентопротяжного механизма с магнитной лентой 4, основной фаэовьп» дискриминатор 5, основной сумма- 55 тор 6, дополнительный сумматор 7, привод 8, вращающийся трансформатор

9, дополнительный фазовый дискримина86 2 тор 10, фазорасщепитель 11, генератор 12 напряжения, тахогенератор 13, управляемый ключ 14, перемножитель

15 и формирователь 1б абсолютной величины сигнала.

Система работает следующим образом.

В режиме записи программы на магнитную ленту записываются два синусоидальных сигнала: рабочий и опорный. Фаза рабочего сигнала пропорциональна углу поворота вала привода, а частота модуляции — скорости его вращения.

В режиме воспроизведения записанные сигналы воспроизводятся и усиливаются блоками 2 и 3 и сравниваются по фазе в фазовом дискриминаторе 5, который формирует на выходе сигнал постоянного тока, прОпорциональный фаэовому сдвигу между опорным и рабочим сигналами. Величина фазового рассогласования в данном случае пропорциональна заданному углу поворота вала привода 8.

Угол поворота вала привода 8 контролируется вращающимся трансформатором 9, работающим в режиме фазовращателя. При этом фаза выходного напряжения трансформатора 9 по отношению к напряжению питания, поступающего от генератора 12 и выполняющего роль опорного напряжения, пропорциональна углу поворота вала привода.

Синусоидальные сигналы с частотой и Г сравниваются по фазе в фазо2о вом дискриминаторе 10, с выхода которого напряжение, пропорциональное действительному углу поворота вала привода, сравнивается в сумматоре б с сигналом, пропорциональным заданному программой углу поворота. Сигналы на входах сумматора 6 имеют противоположные знаки. Разность выходных напряжений дискриминаторов 5 и 10 является управляющим сигналом для привода 8, Для повышения точности системы используются два корректирующих сигнала, формируемых с помощью тахогенератора 13, ключа 14, перемножителя 15 и формирователя 16. Ключ 14 управляется сигналом ошибки lЕ!, формируемым на выходе формирователя 16. Ключ замкнут при ошибке равной нулю.

При наличии ошибки между заданным и действительным поворотом вала привода 8 ключ 14 разомкнут и отрицаз 1117586 .тельная обратная связь по скорости, вводимая с помощью тахогенератора 13, отсутствует. При этом на вход дополнительного сумматора 7 подается сигнал ошибки E и с тем же знаком кор5 ректирующий сигнал с выхода перемножителя 15, равный произведению ошибки

1В1 на скорость выходного вала привода 8. За счет введения корректирующего сигнала обеспечивается форсировка переходного процесса. В конце переходного процесса, когда ошибка становится равной (или близкой) нулю, ключ 14 замыкается и величина коэф- . фициента демпфирования системы определяется глубиной обратной связи по скорости выходного вала привода 8, реализуемой с помощью тахогенератора

13. Требуемая величина коэффициентов форсировки и демпфирования определяется установкой коэффициентов передачи по соответствующим входам дополнительного сумматора 7, в качестве которого может быть использован операционный усилитель. 25

Введение в систему формирователя

16 исключает смену знака форсирующей обратной связи при смене знака ошибКИ °

Передаточная функция предлагаемой системы имеет вид

К2

Vl (р)= г т2р +2 Te+1

9/ (р)= К р

5(р) 5

Е(Е) =

О при)Е!>Я при! Ц <Я

Функция переключения

15 ключа 14;

Ео — величина порога срабатывания ключа.

Коэффициент демпфирования системы 0 определяется выражением значение которого при больших рассогласованиях мало или может быть отрицательным, что соответствует сильной к форсировке переходного процесса.

При достижении регулируемой величиной заданного значения (когда )E) 6< я ) форсирующий сигнал стремится к нулю, а ключ 14 включает глубокую отрицательную обратную связь по скорости, что обеспечивает эффективное гашение колебаний, возникающих мосле изменения сигнала программы на входе сумматора

6 °

Таким образом, раздельное действие корректирующих контуров обеспечивает высокое быстродействие системы с малым перерегулированием.

Ч „(Р) ®2()

® (Р) „(e) +3(e) <(e) () <,(р) e)<) 1

1 2 22 Г2 35 т р.p(тт к,к,к т(е -K к к е) к„к.1 где WÄ(p)=KÄ вЂ” передаточная функция дополнительного сумматора 7 по первому входу (по входу сигна- 4О ла ошибки): передаточная функция привода 8; передаточная функция тахогенератора 13; коэффициент передачи сумматора 7 по второму входу; коэффициент передачи сумматора 7 по третьему (форсирующему) входу; ошибка системы; (т т к к К E (EI-K K3 Кр Е), 1117586

Составитель В. Кузин

Редактор О. Юрковецкая Техред Т.дубинцак Корректор А. Зимокосов

Заказ 7218/31 Тираж 841 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от ;рытнй

113035, Москва, )К-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ ул. Проектная, 4