Релейно-импульсная следящая система

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при управлении электроприводом. Цель, изобретения - повышение быстродействия и точности управления. Указанная цель достигается тем, что в систему введены нелинейное корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные датчик скорости, инвертор , ключ и инвертирующий усилитель , соединенный своим выходом с одним из входов сумматора. Система содержит также два преобразователя уголнапряжение, компаратор, второй ключ и генератор импульсов. В качестве объекта управления используется либо электродвигатель постоянного тока,либо шаговый двигатель. 2 ил. ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 В !3 02. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

О HPblTHA (21) 3772896/24-24 (22) 12.07.84 (46) 30.06. 86. Бюл . N 24 (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им, Н.Е.Жуковского (72) Е.К.Алехина, А.А.Горовой, А.В.Деревянченко и В.Г.Рубанов (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 962847, кл. G 05 В 11/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

В 553592, кл. С 05 В 1.1/26, 1977. (54) РЕЛЕЙНО-ИМПУЛЬСНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при

„;SU„, 12411 управлении электроприводом. Цель. изобретения — повьппение быстродействия и точности управления. Указанная цель достигается тем, что в систему введены нелинейное корректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные датчик скорости, инвертор, ключ и инвертирующий усилитель, соединенный своим выходом с одним из входов сумматора. Система содержит также два преобразователя уголнапряжение, компаратор, второй ключ и генератор импульсов. В качестве объекта управления используется либо электродвигатель постоянного тока,ли-. бо шаговый двигатель. 2 ил.

1241190 2

Изобретение отщэсится к автоматике и может быть использовано при управлении электроприводом в робототехнических системах, не допускающих перерегулирований и требующих высокого быстродействия.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности управления.

На фиг. 1 представлена функциональная схема следящей системы, на 10 фиг 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип действия системы при постоянном значении задающего воздействия.

Следящая система состоит из перво- 15 го и второго преобразователей уголнапряжение 1 и 2, датчика 3 углового положения, объекта управления.4, представляющего собой исполнительный двигатель постоянного тока нли шаго- 20 вый двигатель, датчика 5 скорости, инвертора 6, первого ключа 7, инвертирующего усилителя 8, сумматора 9, компаратора 10, генератора импульсов 11, второго ключа 12, разделителя импуль- 25 сов 13 и усилителя мощности 14.

Устройство работает следующим образом.

В период разгона исполнительного устройства до уровня з(интервал вре-3О менн О-t„), угловая скорость со вращения двигателя 4 имеет положительное значение (см. фиг. 2) и отрицательная обратная связь по скорости должна быть отключена, чтобы не препят- ствовать разгону с максимально возможным нарастанием скорости. Это требование выполняется введением в схему ключа 7, который находится на интервале времени 0-tz в разомкнутом 4б состоянии под действием отрицательного напряжения инвертора Ug и положительного напряжения U компаратора.

В момент времени t необходимо обеспечить препятствие дальнейшему воз- 45 растанию управляемой координаты У, превышающей заданный уровень . Это достигается замыканием ключа 7 в момент времени t под действием отрицательного уроВНН напряжения Ug компаратора, поскольку на второй вход ключа продолжает подаваться отрицательное значение напряжения U< с выхода инвертора 6.

Так как ключ выполнен на операционном усилителе, инвертирующем знак входного сигнала, то для создания в / интервале Q --tq глубокой отрицательной обратной связи по скорости используется инвертирующий усилитель

8, обеспечивающий знак сигнала скоростной обратной связи, противополож-. ный знаку входного задающего воздействия.

Итак, в начале переходного процесса при больших отклонениях системы от установившегося состояния (интервал времени 0-t<) коэффициент демпфирования мал. В момент достижения выходной величиной заданного значения коэффициет демпфирования возрастает скачком, и перерегулирование исключается.

Таким образом, на выходе инвертирующего усилителя 8 формируется сигнал U, который, суммируясь, с сигналом ошибки рассогласования Р, I изменяет характер протекания переходного процесса системы в интервалы времени tq аа ° аЗ а 1, с--с6 и. т.д. в сторону значительного уменьшения выбросов над линией установившегося значения, а в интервале времени

t>, tg -tg и т.д. в сторону снижения отклонения регулируемой координаты под линией установившегося значения (пунктирная кривая на фиг. 2g).

С целью улучшения энергетических показателей процесса управления исполнительным механизмом, а также повышения помехоустойчивости системы применено импульсное управление, которое обеспечивается благодаря введению в структуру генератора 11 разнополярных прямоугольных импульсов, подаваемых на ключ 12, аналогичный ключу 7, и заполняющих пачками прямоугольные импульсы Ug, поступающие на второй вход ключа 12. Таким образом, с выхода ключа 12 на распределитель импульсов 13, осуществляющий поочередное подключение соответствующих обмоток шагового исполнительного механизма, поступают пачки импульсов (фиг. 22) положительной.и отрицательной полярности, вызывая соответственно прямой ход или реверс исполнительного устройства 4.

Усилитель мощности 14 предназначен для обеспечения требуемого уровня мощности импульсной последовательности, достаточной для приведения в движение исполнительного механизма.

В случае импульсного управления исполнительным механизмом непрерывного типа (двигателем постоянного

3 l 24 тока) распределитель импульсов 13 и усилитель мощности 14 с исполнительным двигателем 4 постоянного тока, управляемым по якорной цепи, могут быть объединены в единый блок.

Формула изобретения

Релейно-импульсная следящая система, содержащая два преобразователя угол-напряжение, вход первого из которых является входом задающего воздействия, а вход второго связан с выходом датчика углового положения, соединенного входом с выходом объекта управления, о тл ич ающа я с я тем, 1190 4 что, с целью повышения быстродействия и точности управления, введены последовательно соединенные датчик скорости, инвертор, первый ключ, инвертирующий усилитель, сумматор и компаратор, последовательно соединенные генератор импульсов, второй ключ, распределитель импульсов и усилитель мощности, соединенный с входом объ10 екта управления, причем выходы первого и второго преобразователей уголнапряжение соединены с вторым и третьим входами сумматора, управляющие входы первого и второго ключей подключены к выходу компаратора, а вход датчика скорости соединен с выходом объекта управления.

1241190 а

Составитель П.Кудрявцев

Редактор М.Бандура Техред O.Ñîïêî Корректор А. Зимокосов

Заказ 3485/41 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4