Следящая система
1. СЛЕЛЯи1АЯ СИСТЕМА, содержащая последовательно соединен .ные задатчик, первый сумматор,второй сумматор, регулятор положения, регулятор скорости, регулятор тока, усилитель мощности, исполнительньй двигатель и редуктор, на выходном валу которого установлен объект регулирования, подключенный через датчик положения к второму входу первого сумматора, выходной вал исполнительного двигателя через датчик скорости подключен к второму входу регулятора скорости и первому входу нелинейного преобразователя, подключенного выходом к второму входу второго сумматора, электрический выход исполнительного двигателя через датчик тока подключен к второму входу регулятора тока и входу дифференциатора , отличающаяс я тем, что, с целью повышения помехозащищенности системы, в ней выходы датчика тока и ди еренциатора подключены соответственно к второму и третьему входам нелинейного преобразователя. 2. Система по п.1,о т ли ч а ющ а я с я тем, что нелинейный преобразователь содержит последовательно соединенные нелинейный элемент, первый масштабируадщнй элемент и делитель , вторым входом подключенный к выходу умножителя, а выходом через ограничитель - к выходу нелинейного преобразователя, первьм входом подключенного к входу нелинейного элемента, вторым входом через второй масштабирующий элемент к первому входу умножителя, а третьим входом через третий масштабирующий элемент - к второму входу уг ножителя.
, М, 11 1 4 ж аю а»
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистичеСних
РЕСПжЛИН з(б1) G 05 В 11/01
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,/
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТ)Ф (21) .36 20438/24-74 (22.) 1.7.. 05; 83 (46) 07.11.84. Бюл. У 4.:1 (72) В.Ф. Миргород и В.С. Ситников (71) Одесский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (53) 62-50 .(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 463095, кл. G 0S 8»./01, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
У 608118, кл. G 05 В 11/01, 1975.
3. Авторское свидетельство СССР
Р 980067, кл. G 05 В 11/01, 1981 (прототип) . (54) (57) 1. СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА, содержащая последовательно соединен.ные задатчик, первый сумматор,второй сумматор, регулятор положения, регулятор скорости, регулятор тока, усилитель мощности, исполнительный двигатель и редуктор, на выходном валу которого установлен объект регулирования, подключенный через датчик положения к второму входу первого сумматора, выходной вал исполнительного двигателя через датчик скорости подключен к второму входу регулятора скорости и первому входу нелинейного преобразователя, подключенного выходом к второму входу второго сумматора, электрический выход исполнительного двигателя через датчик тока подключен к второму входу .регулятора тока и входу дифференциатора, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения помехозащищенности системы, в ней выходы датчика тока и дифференциато. ра подключены соответственно к второму и третьему входам нелинейного преобразователя.
2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что нелинейный пре- ф образователь содержит последовательно соединенные нелинейный элемент, первый масштабирующий элемент и делитель, вторым входом подключенный к выходу умножителя, а выходом через ограничитель - к выходу нелинейного преобразователя, первьи входом подключенного к входу незжнейного элемента, вторым входом через второй масштабирующий элемент к первому . входу умножителя, а третьим входом через третий масштабирующий элемент - к второму входу умножителя.
1123019
Изобретение относится к следящим системам общего назначения, предназначенным для отслеживания медленно изменяющегося полезного сигнала в условиях воздействия на объект регулирования гармонической помехи переменной интенсивности, параметры. которой неизвестны и не могут быть непосредственно измерены, и может найти широкое применение в машиностроении.
Известна- следящая система, содержащая последовательно соединенные блок сравнения, сумматор, усилитель и исполнительный двигатель, выходкой вал которого через последовательно соединенные тахогенератор и нелинейный преобразователь соединен с вто-, рым входом сумматора, а через редуктор — с одним иэ входов блока сравнения, второй и третий входы нелинейного преобразователя соединены соответственно с выходами источника опорного напряжения н усилителя мощности (11.
Известна также слецящая система, содержащая блок коррекции н последовательно. соединенные задатчик, сумматор, регулятор положения, регулятор скорости, регулятор тока, усилитель, двигатель, редуктор и объект регулирования, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход усилителя через датчик тока соединен с вторым входом регулятора тока, выход двигателя через датчик скорости подключен к второму входу регулятора скорости, входы блока коррекции соединены с выходами регу. лятора скорости и датчика тока соответственно, выход блока коррекции — с третьим входом регулятора скорости 1. 2 3.
Недостатком указанных следящих систем является низкая помехозащи" щенность. При отработке полезного сигнала в условиях воздействия гармойической помехи переменной интенсивности в следящей системе возникает составляющая ошибки, обуслов-. ленная помехой. Эта составляющая ошибки является переменной и в данных следящих системах не может быть скомпенсирована.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является следящая система, содержащая последовательно соединенные задатчик, 5
15 .20
50 регулятор положения, последовательный блок коррекции, регулятор скорости, регулятор тока, усилитель мощности, исполнительный двигатель и регулятор, ка выходном валу которого установлен объект регулирования, подключенный выходом через датчик положения к второму входу регулятора положения, выходной вал исполнительного двигателя через датчик скорости подключен к второму входу регулятора скорости и входу нелинейного преобразователя, подключенного выходом к третьему входу регулятора положения, электрический выход исполнительного двигателя через датчик. тока .подклю" чен к второму входу регулятора Tîêà и входу первого дифферекциатора, подключеннбго выходом к четвертому входу регулятора. положения, подключенного пятым входом через второй дифференциатор к выходу регулятора тока t.33.
Недостатком известной системы является ее низкая помехозащищенность
Цель изобретения . — повышение поиехоэащищенности следящей системы.
Поставленная цель достигается тем, что s следящей системе, содержащей последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, второй сумматор, регулятор положения,регу- лятор скорости, регулятор тока, усилитель мощности, исполнительный двигатель и редуктор, на выходном валу которого установлен объект регулирования, подключенный через датчик положения.к второму входу первого сумматора, выходной вал ис- полнительного. двигателя через датчик скорости подключен к второму входу . регулятора скорости и первому входу нелинейного преобразователя, подключенного выходом к второму входу второго сумматора, электрический выход исполнительного двигателя через датчик тока подключен к второму входу регулятора тока и входу дифференциатора, выходы датчика тока и дифференциатора подключены соответственно к второму и третьему входам нелинейного. преобразователя.
Кроме того, нелинейный. преобразователь содержит последовательно соединенные нелинейный элемент, первый масштабирующий элемент .и делитель, ра 3 положения, который поступает на первый вход регулятора 4 скорости, на второй вход которого поступает сигнал U« с выхода датчика 12 скорости. На выходе регулятора скорости формируется сигнал
К»(Нз-и ). где К - коэффициент передачи регулятора 4 скорости, который поступает на первый . вход регулятора 5 тока, на второй вход которого поступает сигнал U»». с выхода датчика 11 тока. На выходе регулятора 5 .тока форьщруется сигнал U< = К (Ю,-Б»» ), где K> — коэффициент передачи регулятора 5 тока,,который поступает на усилитель б. мощности. Сигнал Uz с выхода усилителя 6 мощности поступает на вход исполнительного двигателя 7, который через редуктор 8 поворачивает объект 9 регулирования, положение которого измеряется. датчиком 43 положения .
Улучшение характеристик системы обеспечивается за счет корректирующего нелинейного преобразователя 10, который установлен в обратной связи системы и на входы которого подаются сигнал U1 с выхода датчика f1 тока и сигнал
U», = К, ° U»» с выхода дифференциатора 13, где К„q = Т„3 ° Р - коэффицнент передачи дифференциатора 13.
Сигналы U»» и U» масштабируются в масштабирующих элементах 18 и
19 и поступают на входы умножителя
20, на выходе которого формируется си н ЦФ0 К»ь K»g Ни U»p ° где
К», К», К вЂ” коэффициенты передачи соответственно второго и третьего масштабирующнх элементов
18 и 19 и умножителя 20, и поступает на вход "Делимое" делителя 21.
Выходиой сигнал .задатчнка 1 поступает на первый вход первого сумматора 2, на второй вход которого поступает выходной сигнал U 3 датчи-45 ка положения. На выходе первого сумматора 2 формлруется сигнал
U = U1-Uq3, который поступает на первый вход второго сумматора, на второй вход которого поступает сиг- 50 нал U»> с выхода нелинейного преобразователя 10. На выходе второго сумматора 16 формируется сигнал
U g = Ug + U К3 — коэффициент передачи регулятоСигнал U»3 поступает на вход нелинейного элемента 14, на выходе которого формируется сигнал U»1 = К 1- U13,räå К»1 — коэффициент передачи нелинейного элемента 14, который затем масштабируется в масштабирующем элементе 17 и подается на вход "Делитель" делителя 21. На выходе делителя 21 формирует«» Uì Л1к ° где К 1- коэффициент передачи делителя 21, который через ограничитель 15, коэффициент передачи К»3. которого представлен на фиг.3, пода3 1230 вторым входом подключенный к выходу умножителя, а выходом через ограничитель — к выходу нелинейного преобразователя, первым входом подключенного к входу нелинейного эле-. мента-, вторым входом через второй масштабирующий элемент к первому входу умкожителя, а третьим входом через третий масштабирующий эле-. мент — к второму входу умножителя. 1О На Фиг.1 представлена блок-схема системы; на фиг.2 — структурная схема нелинейного преобразователя, на фиг. 3 и 4 — характеристики ограничителя и нелинейного элемента соответственно, на фиг. 5 и 6 — .принципиальные электрические схемы ограничителя и нелинейного элемента .соответственно ° Устройство содержит задатчик 1, первый сумматор 2, регуляторы поло- . жения 3 .скорости 4 и тока 5 соответ-. ственно, усилитель 6 мощности, исполнительный двигатель 7, редуктор 8, объект 9 регулирования, нелинейный 25 нреобразоватепь 10, датчики тока 11 и скорости 12 соответственно, дифференциатор 13,. нелинейный элемент 14, ограничитель 15, второй сумматор f6, первый, второй.и третий масштабирующие элементы 17-19, умножитель 20, делитель 2.1, операционные усилители 22-24, резисторы 25-.37, диоды 38-41, общую шину 42 системы, датчик 43 положения и операционный усилитель 44. (+U),(-u) — напряжения пита" 35 ния, 01 - выходной сигнал i-ro функционального блока .(или элемента); F - -сигнал возмущения. Следящая система работает следую- 40 щим образом. 1123019 ется на выход нелинейного преобразователя 10, Сигнал Б р с выхода нелинейного преобразователя 10 поступает на второй вход второго сумматора 16. Корректирующий нелинейный преобразователь 10 предназначен для вццеления сигнала, ттропорционального сигналу возмущения F, действующему на объект 9 регулирования. Отличительные особенности предлагаемого технического решения позволяют примерно в тридцать раз повысить помехозащищенность следящей системы при отслеживании полезного входного сигнала с условиях действия гармонического возмущения F переменной интенсивности. Использование Предлагаемой системы в автоматических измери" тельных комплексах позволяет повысить точность обработки информации и, реализации законов управления, что в свою очередь повысит надеж1О ность информационно-измерительных комплексов и приведет к повышению качества автоматического управления технологическими процессами, чем определяется достигаемый техникоэкономический эффект от использования предлагаемой следящей системы. 3 1.23019 Фиг.2 1123019 Составитель N. Гладков Техред И,Гергель Корректор О. Билак Редактор А. Мотььпь Тиран 841 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауйская наб., д. 4/5 Заказ 8139/39 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4
