Усилитель мощности класса д

 

Изобретение относится к техническим средствам нелинейной коррекции характеристик систем автоматического управления, может быть использовано в системах управления грузовыми лебедками и является усовершенствованием усилителя по авт.св. №1123091. Целью изобретения является повьшение статической точности усилителя. Поставленная цель достигается за счет того, что сигнал рассогласования, которьй является входным сигналом усилителя, сравнивается в усилителе с заданным пороговым значением. Если сигнал рассогласования меньше этого значения, то на выходе усилителя формируется нулевой сигнал, при равенстве сигнала рассогласования пороговому значению на выходе усилителя формируется скачкообразный сигнал, равный по величине сигналу трогания исполнительного механизма. Если сигнал рассогласования больше порогового значения , то выходной сигнал усилителя меняется по линейному закону. 4 ил. с 00 05 ;о оо N)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5!) 4 Н 03 F 3/217

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ффЪPpqy 1у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1123091 (2i) 4056031/24-24 (22) 17.04.86 (46) 07.09.87. Бюл. ¹ 33 (72) М.И.Бронский (53) 621.375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1123091,,кл. Н 03 F 3/217, 1983. (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ КЛАССА Д (57) Изобретение относится к техническим средствам нелинейной коррекции характеристик систем автоматического управления, может быть использовано в системах управления грузовыми лебедкамии являетсяусовершенствованием усилителя по авт.св. № 1123091 ° Целью изобретения является повышение ста„„ЯУ„„ Дш98 А 2 тической точности усилителя. Поставленная цель достигается за счет того, что сигнал рассогласования, который является входным сигналом усилителя, сравнивается в усилителе с заданным пороговым значением. Если сигнал рас— согласования меньше этого значения, то на выходе усилителя формируется нулевой сигнал, при равенстве сигнала рассогласования пороговому значению на выходе усилителя формируется скачкообразный сигнал, равный по величине сигналу трогания исполнительного механизма. Если сигнал рассогласования больше порогового значения, то выходной сигнал усилителя меняется по линейному закону. 4 ил.

133

Изобретение относится к техническим средствам нелинейной коррекции характеристик систем автоматического управления, .может бытьиспользовано в системах управления грузовыми лебедками и является усовершенствованием усилителя по авт.св. N - 1123091.

Цель изобретения — повышение статической точности усилителя.

На фиг. 1 показана структурная схема усилителя; на фиг. 2 — статическая характеристика усилителя; на фиг. 3 — структурная схема системы автоматиЧеского управления, в которой используется усилитель; на фиг. 4 эпюра напряжения, поясняющая работу усилителя, Усилитель содержит генератор 1 пилообразного напряжения, входной компаратор 2, сумматор 3, выходной усилитель 4, источник 5 смещения, нагрузку усилителя 6„ ограничитель 7, суммирующее устройство 8, формирователь 9 напряжения смещения, усилитель

10, испольнительное устройство 11, редуктор 12, нагрузку 13 системы, датчик 14 обратной связи, задатчик

15, измеритель 16 рассогласования.

На фиг. 1-4 приняты обозначения:

U; — выходное напряжение i-го блока, t — время, U, -напряжения трогания исполнительного устройства 11, U — напряжение зоны нечувстви).н, тельности усилителя.

Усилитель работает следующим образом.

Работа усилителя рассматривается в составе системы автоматического управления.

C задатчика 15 управляющее напряжение, выражающее алгоритм работы системы, подают на первый вход измерителя 16 рассогласования, на второй вход которого подают сигнал обратной связи с датчика 14, который через редуктор 12 соединен с нагрузкой 13 системы. В измерителе 16 рассогласования формируют сигнал рассогласования, характеризующий отклонение фактического значения регулируемой величины от заданного значения. Этот сигнал рассогласования усиливают усилителем 10 и подают на исполнительное устройство 11, которое перемещает нагрузку 13 системы в сторону уменьшения сигнала рассогласования, Пока напряжение на выходе усилителя 10 не превышает напряжение трога6198 2 ния нагрузки 13 системы, последняя неподвижна. Зона нечувствительности определяет статическую ошибку системы управления. При линейном коэффициенте

5 усиления усилителя 10 ошибка уменьшается пропорционально коэффициенту усиления, но его значение не может быть больше определенной величины, так как влияет на устойчивость системы управления.

Для уменьшения статической ошибки сигнал рассогласования при амплитуде, близкой к нулю, усиливают скачкооб15 разно до амплитуды выходного напряжения, соизмеримого с напряжением трогания нагрузки 13 системы, а далее усиливают по линейному закону (фиг, 2). Для этого на выходе сумми20 рующего устройства 8 в усилителе 10 формируют треугольное напряжение, вершина которого смещена относительно нулевого уровня. С выхода суммирующего устройства 8 пилообразное нап25 ряжение подают на второй вход сумматора 3, на первый вход которого подают постоянное напряжение с источника 5 смещения. После прохождения суммарного напряжения через ограничиЗ0 тель 7 формируют усеченное треугольное напряжение, форма которого приведена на фиг. 4 и которое подают на вход входного компаратора 2. Это напряжение является запирающим для усилителя 10 (на выходе входного компа35 ратора 2 напряжение запирает выходные каскады усилителя 10), При поступлении на второй вход компаратора 2 сигнала рассогласования

U, отпирающей полярности его состояние не изменится до того момента, пока амплитуда сигнала рассогласования U» не превысит амплитуды напряжения, поступающего с ограничителя 7, 45 после чего выходное напряжение усилителя 10 возрастает скачкообразно до амплитуды, равной напряжению трогания исполнительного устройства 11.

С дальнейшим увеличением амплитуды сигнала рассогласования U« длительность выходных импульсов входного компаратора 2 и, следовательно, на выходе выходного усилителя 4 растет пропорционально амплитуде сигнала рассогласования U<6 до полного заполнения, т.е. зависимость выходного напряжения U <д усилителя 10 от сигнала рассогласования U, будет соот13 ветствовать приведенной на фиг. 2 характеристике.

Таким образом, при подаче сигнала рассогласования, амплитуда которого меньше зоны нечувствительности усилителя 10, устанавливаемой источником 5 смещения, на нагрузке усилителя 6 напряжение отсутствует. При дальнейшем увеличении сигнала рассогласования на нагрузке усилителя 6 появляются импульсы, длительность которых определяется формирователем 9 напряжения смещения и при дальнейшем увеличении сигнала рассогласования длительность импульсов линейно увеличивается до полного их заполнения.

За счет того, что в момент отпирания входного компаратора 2 появляются импульсы определенной длительности, на исполнительном устройстве

36198

11 формируется напряжение, среднее значение которого близко к его напряжению трогания, чем устраняется зона нечувствительности системы, вызванная

5 моментом сопротивления нагрузки.

Формула из об ре те ния

Усилитель мощности класса Д по

-авт.св. Р 1123091, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения статической точности усилителя, в нем дополнительно установлены суммирующее устройство и формирователь напряжения смещения, причем выход генератора пилообразного напряжения соединен с вторым входом сумматора через переход первый вход-выход суммирующего устройства, второй вход которого подключен к выходу формирователя напряжения смещения.

1336198

Составитель Г. Иефедова

Техред М. Ходанич Корректор М. Демчик

Редактор А. Коэориз

Заказ 4054/54

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Произвол< твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4