Фазовая следящая система с комбинированным

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

318 0I6

Союз Советсних

Социалистических, Республих

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 23.IV.1970 (№ 1428744/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 28.1.1972 (МПК б 05Ь 11/06

Комитет по делам иаойретений и атирцтий при Совете Министров

СССР

УДК 621.316,71-503..53 (088.8) Авторы изобретения

С. Я. Барменков, В. Н. Васильев, С. M. Магии и М. И. Печкуров

Заявитель

ФАЗОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА С КОМБИНИРОВАННЬ!М

УП РАВА ЕН И ЕМ

К= >1nl("o+ ) + Р.1

U, = U„„. s, n (!p /, (1

25 (I) " — Кэ,р !

1

Изобретение относится к системам автоматического управления.

Известны фазовые следящие системы, содержащие фазовращательные датчик и приемник, соединенные с фазовым детектором, подключенным через усилитель к исполнительному двигателю, и блок с дифференцирующими звеньями.

Предлагаемая система отличается тем, что в нее включен дифференциальный преобразователь частоты в напряжение, входы которого соединены с опорным и управляющим выходами фазовращательного датчика, а выход — со входом усилителя и входом блока с дифференцирующими звеньями.

Это повышает динамическую точность системы.

На фиг. 1 представлена блок-схема фазовой следящей системы с комбинированным управлением на фиг. 2 — блок-схема дифференциального преобразователя частоты в напряжение, Следящая система содержит фазовращательные датчик 1 и приемник 2, фазовый детектор 8, усилитель 4, исполнительный двигатель 5, дифференциальный преобразователь частоты в напряжение б и блок с дифференцирующими звеньями 7.

Преобразователь б содержит два идентичных преобразователя частоты в напряжение и состоит из ключевых модуляторов 8 и 9, ди ференцирующих цепочек 10 и 11, выпрямит лей 12 и 18, фильтров 14 и 15 и источник пит ния 1б.

5 Рассмотрим принцип действия устройств вырабатывающего электрический сигнал, пр порциональный скорости вращения командно оси, состоящего из фазовращательного датч ка 1 и преобразователя б.

10 При вращении командной оси датчика скоростью л, его выходные напряжения ра ны где — начальный фазовый сдвиг меж управляющим и опорным напряж ниями;

U„- — управляющее напряжение;

U,— опорное напряжение фааонрапе тельного датчика; (о, — угловая частота опорного напряж ния фазовращательного датчика; л — угловая частота, пропорциональн я скорости вращения входного вала и равная

318016

15

Ug =KQ(t), где К и К вЂ” коэффициенты пропорциональ- 25 ности.

65 где Q> — скорость вращения входного вала;

Кэ р — коэффициент электрической редукции фазовращательного датчика (при использовании датчиков без электрической редукции К,р=1).

Эти напряжения подаются на коммутирующие входы модуляторов 8 и 9, управляющие входы которых подключены к одному стабилизированному источнику питания постоянного тока 16. Модуляторы формируют напряжения прямоугольной формы с частотой, равной (ко+ й) и жо. Напряжения прямоугольной формы дифференцируются дифференцирующими цепочками 10 и П, выпрямляются выпрямителями 12 и 18 и сглаживаются фильтрами

14 и 15. Выходные напряжения постоянного тока фильтров Уф, и U4,, пропорциональны частоте напряжений U, и Up

Уф, — К, (u), + й) и

Уф, — К,p),, (4) Вычитая из напряжения Уф, напряжение

Уф, при К = К вЂ” — К, получим

Ug — Уф, — Уф„— KQ. (5)

Следовательно, выходное напряжение дифференциального преобразователя изменяется пропорционально скорости вращения входного вала.

Можно показать, что передаточная функция дифференциального преобразователя частоты в напряжение, изображенного на фиг. 2, равна

W,. р = Уо (Р) = Кч.пР (Р) (Тэ.ф, Р + 1) (Тэ.ф,Р + 1) где К„„— коэффициент передачи преобразователя, равный

К и К (рад где Кф — коэффициент передачи двухзвенного фильтра 1б, (15); т — постоянная времени дифференцирующей цепочки 10, (11), равная т= CR (C Г);

b — коэффициент, зависящий от соотношения постоянной времени т и частоты юо (можно показать, что при

1 т= — b 1,7) Т,ф,, Т,,ф,— экви10o, валентные постоянные времени двухзвенного фильтра 14, (15).

На практике опорное и управляющее напряжения фазовращательного датчика имеют значительный уровень частотных шумов, обусловленных, например, неравномерностью вращения синхронного двигателя в емкостном фазо30

55 вращателе с электрической редукцией или нестабильностью частоты напряжения питания фазовращательного датчика, что может привести к неудовлетворительной работе следящей системы.

Описанный дифференциальный частотный преобразователь позволяет исключить влияние частотных шумов и нестабильности частоты напряжения датчика на работу системы. Действительно, пусть выходные напряжения фильтров 14 и 15 равны:

U, =К (э> + ">(t)+ n (О+ П(г))

С/ф,: К, (а, + Ла (t) + Q (t)j, где Ла(/) — нестабильность частоты напряжения питания фазовращательного датчика;

Й (t) — частотный шум фазовращательного датчика.

Вычитая из напряжения U4„напряжение

Уф,, при К вЂ” — К вЂ” — К, получим т. е. выходное напряжение дифференциального частотного преобразователя изменяется пропорционально только скорости вращения входного вала.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии фазо вращательные датчик 1 и приемник 2 находятся в согласованном положении. При повороте ротора датчика на угол р фаза U и U, (выходное напряжение фазовращательного приемника) сдвигается относительно фазы опорного напря.жения Up на угол ср=Кэр р (в случае использования фазовращательного датчика без электрической редукции К,р — — 1). При этом на выходе фазового детектора 8 и усилителя 4 возникает напряжение рассогласования ЛУ и

ЛУ и двигатель 5 поворачивает ротор приемника на угол и=Кэрр (или а=р), Если входную ось датчика вращать со скоростью Q>, то на выходе дифференциального частотного преобразователя возникает сигнал U, пропорциональный скорости вращения командного вала. Этот сигнал непосредственно и через дифференцирующие звенья 7 суммируется с выходным напряжением фазового детектора, пропорциональным углу рассогласования системы и в соответствии с принципами комбинированного управления создаются условия для компенсации динамической ошибки системы.

Предмет изобретения

Фазовая следящая система с комбинированным управлением, содержащая фазовращательные датчик и приемник, соединенные с фазовым детектором, подключенным через усилитель к исполнительному двигателю, и блок с дифференцирующими звеньями, выход которого связан со входом усилителя, отличающая18016 Риг f

Жи8. 2

Составитель 3. Маркова

Техред Е. Борисова

Корректор Е. Зимина

Редактор Л. Утехина

Заказ 3793/13 Изд. № 1549 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ся тем, что, с целью повышения динамической точности системы, в нее включен дифференциальный преобразователь частоты в напряжение, входы которого соединены с опорным и

6 управляющим выходами фазовращательного датчика, а выход — со входом усилителя и входом блока с дифференцирующими звеньями.