Силовой следящий привод

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и.может быть использовано для квазиоптимального по быстродействию управления положением инерционных объектов управления, Цель изобретения - повышение быстродействия за счет реализации квазиоптимального закона управления при изменяющемся входном воздействии. В силовой следящий привод входят задатчик 1 входного сигнала, цифровой измеритель 2 рассогласования, первый 3 и второй 4 цифроаналоговые преобразователи , усилитель 5, первый 6 и второй 7 сумматоры, силовой привод 8, объект 9 управления, цифровой датчик 10 положения, датчик 11 скорости, первый (грубый) 12 и второй (точный) 13 релейные анализаторы скорости, релейный элемент 14, первый 15 и второй 16 алгебраические сумматоры, делитель 17 напряжения, релейный ана лизатор 18 ошибки и блок 19 памяти. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËÈCTÈ×EÑHÈХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4 С 05 В 11/01

S, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4224891/24-24 (22) 27 ° 02.87 (46) 23.09.88. Бюл. В 35 (72) В.Н.Ершов, А.А.Золин и Ю.А.Петров (53) 62-50 (088.8) (56) Павлов А.А. Синтез релейных систем, оптимальных по быстродействию. - М.:Наука, 1966, с. 70, рис. 1.19, с. 42, рис. 1.1.

Авторское свидетельство СССР

В 1228070, кл. G 05 В 11/01, 1984. (54) СИЛОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для квазиоптимального по быстродействию управления положением инерционных объектов управления.

Цель изобретения — повышение быстродействия за счет реализации квазиоптимального закона управления при изменяющемся входном воздействии. В силовой следящий привод входят задатчик 1 входного сигнала, цифровой измеритель 2 рассогласования, первый

3 и второй 4 цифроаналоговые преобразователи, усилитель 5, первый 6 и второй 7 сумматоры, силовой привод 8, объект 9 управления, цифровой датчик

10 положения, датчик 11 скорости, первый (грубый) 12 и второй (точный)

13 релейные анализаторы скорости, релейный элемент 14, первый 15 и второй 16 алгебраические сумматоры, де- а литель 17 напряжения, релейный анализатор 18 ошибки и блок 19 памяти.

1 и4ч °

С::

1425598

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для квазиоптимальнОГО ПО быстродействию управления положением инерционных объектов управления.

Цель изобретения — повьппение быстродействия за счет реализации квазиоптимального закона управления при изменяющемся входном воздействии,.

На, чертеже представлена функциональная схема силового следящего привода.

В силовой следящий привод входят

--;адатчик 1 входного сигнала цифро:.ой измеритель 2 рассогласования, (epBbIH 3 и втОрОй 4 цифроаналОгОвые реобразователи, усилитель 5, первый

6 и второй 7 Сумматоры, силовой при:,од 8, объект 9 управления, цифровой ,:,атчик 10 положения, датчик 11 ско . ocTH > HepBb1A (грубый) 1 2 H BTopoII

,точный) 13 релейные анализаторы скорости, релейный элемент 14, пер,:ый 15 и второй 16 алгебраические 25 ,:умматоры, делитель 17 напряжения, .елейнья анализатор 18 Ошибки и блок 9 памяти.

CHJIoBoBi следящий привод работает

:ледующим образом. 30

В следящем режиме при обработке малых (до 2 ) рассогласований с за" датчика 1 входного сигнала подается цифровой сигнал управления в виде двоичного кода р, на цифровои измеритель 2 рассогласования который вы:абатывает цифровой сигнал рассогласования О, между управляющим воздейoTBHeM P и цифровым сигналОм K, c цифрового датчика 10 положения, пре- ® образуемый в аналоговый сигнал U на первом цифроаналоговом преобразователе 3 ошибки, усиливается на усилителе 5, проходит через первый сумь:.атор 6 H отрабатывается cKlIoBbM приводом 8, поворачивая Объект 9 управления иа заданный угол. Одновре« менно с этим входной сигнал f „подается на цифроаналоговый преобразователь 4 входного сигнала, проходит на второй алгебраический сумма op 16 и

5G второй сумматор 7.

На алгебраические суьыаторы 16, 15 и релейный анализатор 18 ошибки проходит также сигнал рассогласова55

HHz Бп с:.первого цифроаналогового преобразователя 3 ошибки. При малых (до 2 ).рассогласованиях релейный ."::алиэатор 18 ошибки не срабатывает, блок 19 памяти не осуществляет запоминания начального положения объекта управления„ а сигнал с датчика 11 скорости настолько мал при отработке малых рассогласований, что первый (грубый) релейный анализатор 12 скорости (настроенный, например,, на с1пабатывание при скорости объекта управления 20-30 О/с) не срабатывает, и сигнал кваэиоптимального управления

U не проходит на второй вход первого сумматора б. Второй (точный) релейный анализатор 13 скорости (настроен на срабатывание при скорости объекта 9 управления 1,5-2,0 о/с и вьппе) не может сработать, так как сигнал с датчика 11 скорости че проходит через нормально разомкнутые контакты релейного анализатора 18 ошибки.

При отработке больших рассогласований (От 2 до 180 ) с эадатчика 1 входного сигнала подается цифровой сигнал управления на второй,цифроаналоговый 4 входного сигнала и на цифровой измеритель

2 рассогласования. По этому сигналу начинается движение объекта 9 управления благодаря прохождению управляющего сигнала Р, с эадатчика 1 через первый цифроаналоговый преобразователь 3 ошибки, усилитель 5, первый сумматор 6 и силовой привод 8. Датчик 11 скорости при достижении объектом 9 управления скорости 20-30 о/с и вьппе вырабатывает такое напряжение

U, которое заставляет сработать релейный анализатор 12 скорости и подключить сигнал квазиоптимального управления через первый сумматор 6 к входу силового привода 8. При этом разгон объекта 9 управления происходит с максимальным ускорением, так как величина сигнала квазиоптимального управления U, превьппает величину сигнала усилителя 5.

Сигнал квазиоптимального управления Б, формируется иэ сигнала управляющего воздействия Pi идущего с задатчика 1 через цифроаналоговый преобразователь 4 входного сигнала, и сигнала ошибки рассогласования Ug идущего с цифроаналогового преобразователя 3 ошибки. На выходе второго алгебраического сумматора 16 получается разностный сигнал входного сигнала и ошибки рассогласования, представляющий собой в начальный момент, 1425598

50 когда с задатчика 1 сигнал подан, а движение не началось, сигнал, определяющий начальное угловое положение нагрузки. Сигнал U с выхода г 5 алгебраического сумматора 16 может быть представлен:

10 где f3, — входной сигнал .в виде цифрового двоичного кода;

М, — сигнал с датчика 10 положения в виде цифрового двоичного кода объекта 9 управления;

К, К„- коэффициенты преобразования

М цифроаналоговых преобразователей 3 и 4.

При KU, Кч UK =Кц, 0 1 - ° 20

Сигнал U - запоминается на блоке г

19 памяти при срабатывании анализатора 18 ошибки, которое происходит при отработке больших рассогласоваО ний, превышающих 2, и при срабатыва- 25 нии второго (точного) релейного анализатора 13 скорости, которое происходит при скорости объекта 9 управления 1,5-2,0 о/с.

При нулевом значении сигнала с 30 цифрового датчика 10 положения, т.е. о, = О, блок 19 памяти запомнит сигнал, равный нулю. Тогда сигнал квазиоптимального управления U формируемый на первом алгебраическом сумма,торе 15, определяется как разность

35 сигнала управляющего воздействия Р, задатчика 1, проходящего через цифроаналоговый преобразователь 4 входного сигнала, второй сумматор 7, дели- 40 тель 17 с коэффициентом К> установленным около 0,5 и подбираемым при настройке силового следящего привода, и сигнала рассогласования Ug, идущего с цифроаналогового преобразователя 3 ошибки. Далее сигнал квазиоптимального управления проходит через репейный элемент 14, который формирует релейную характеристику на выходе:

+ 1 IIPH Ug- р K*«0

U = — 1 при Бр-Б К «0, Qt .р Д

Этот сигнал U« через контакты первого (грубого) релейного анализатора 12 скорости„ когда они замкнуты, 55 проходит на второй вход первого сумматора 6 и управляет. силовым приводом 8. Так продолжается разгон нагрузки до тех пор, пока ошибка рассогласования Ug, идущая с цифроаналогового преобразователя 3, не станет меньше, чем 0,5 Up, При превышении сигналом, идущим с делителя 17, значения сигнала ошибки, идущего с цид.роаналогового преобразователя 3 ошибки, на сумматоре 15 вырабатывается сигнал другого знака, соответствующий управляющему сигналу торможения, т.е. сигнал Uq меняет знак.

Если положение обтйкта 9 управления не соответствуюет нулевому положению цифрового датчика 10 положения, происходит запоминание сигнала 0

= Ко,,, и этот сигнал учитывается при формировании сигнала квазиоптимального управления.

При наведении объекта 9 управле- ния из произвольного положения, т.е. когда цифровой датчик 10 положения находится не в нулевом положении, сигнал с второго сумматора 16 U г

= o. К запоминается в блоке 19 памяI ти после срабатывания релейного анализатора 18 ошибки и второго релейного анализатора 13 скорости. Сигнал

U, идущий с выхода цифроаналогового преобразователя 4 входного сигнала, и сигнала с блока 19 памяти поступают на второй сумматор 7, а далее суммарный сигнал поступает через делитель 17 на второй алгебраический сумматор 16, где сравнивается с сигналом ошибки Uy, идущим с цифроаналогового преобразователя 3 ошибки, и в релейном элементе 14 вырабатывается сигнал квазиоптииального управления U .

Таким образом, в силовои следящем приводе обеспечивается максимальная по быстродействию отработка больших рассогласований нри изменяющемся входном воздействии в процессе наведения эа счет реализации квазиоптимального закона управления.

Формула изобретения

Силовой следящий привод, содержащий задатчик входного сигнала, цифровой измеритель рассогласования, подключенный первым входом к выходу задатчика входного сигнала, а выхо" ..дом — к входу первого цифроаналогового преобразователя, первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу усилителя, выход через последо"

1425598

Составитель N.ÍHêèòèíà

Техред И.Ходанич Корректор И.васильева

Редактор Н.Тупица

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4766/43

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4 вг;тельно соединенные силовой привод, объект управления, вы1од которого является выходом силового следящего привода, и цифровой датчик положения - к второму входу цифрового иэ5

Мерителя рассогласования, а второй вход — к выходу первого релейного анализатора скорости, управляющий

Вход которого соединен через датчик щ скорости с выходом силового следящего привода, а информационный вход ерез релейный злемент - с выходом арвого алгебраического сумматора, . торой цифроаналоговый преобразовя ель, блок памяти, релейный анализатор ошибки, управляющий вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, а инфорМационный вход - с выходом датчика скорости о T ë è ÷ а ю шийся ем, что, с целью повышения быстродействия за счет реализации квазиОптимального закона управления при изменяющемся входном воздействии, в него дополнительно введены второй релейный анализатор скорости, второй сумматор, второй алгебраический сумматор и делитель напряжения, подключенный выходом к первому входу первого алгебраического сумматора, второй вход которого, соединенный с входом усилителя, подсоединен к выходу пер» вого цифроаналогового преобразователя, а вход делителя напряжения подсоединен к выходу второго сумматора, первый вход которого подсоединен к выходу задатчика входного сигнала через второй цифроаналоговый преобразователь, соединенный выходом с первым входом второго алгебраического сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя, а выход к второму входу второго сумматора через блок памяти, соединенный управляющим входом через второй релейный анализатор. скорости с выходом релейного анализатора ошибки.