Устройство для настройки коэффициента усиления систем автоматического регулирования

 

328428

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски!

Сециалистическиз

Ресоублив

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 13.IX.1969 (№ 1365246/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 02.11.1972. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 10. IV.1972

МПК G 05Ь 13/02

Комитет оо делам изобретений и открытий ври Совете Министров

СССР

УДК 621.3.078(088.8) Авторы изобретения

Б. В. Новоселов, А. В. Бирюков и В. М. Винниченко

1.

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится и технике систем автоматического регулирования и может быть использовано для создания автоматов-настройщиков систем автоматического регулирования и, с некоторыми доработками,— самонастраивающихся систем.

Известны устройства для настройки коэффициента усиления САР, содержащие исполнительный двигатель с редуктором, формирователь и схему выделения фазы сигнала рассогласования, соеидненную с одним из входов устройства.

Предлагаемое устройство отличается тем, что оно включает схему выделения фазы опорного сигнала, соединенный с ее входом датчик пробного сигнала и два реле, обмотки которых подключены соответственно к выходам схем выделения фазы опорного сигнала и сигнала рассогласования, а выходы их связаны с формирователем, соединенным с исполнительным двигателем.

Датчик пробного сигнала снабжен вращающимся трансформатором, соединенным через редуктор с двигателем, причем роторная обмотка вращающегося трансформатора связана с входом устройства, а один ее конец и с выходом датчика.

Формирователь содержит поляризованное реле, два резистора, два конденсатора и источник питания, положительный полюс которого через резистор и нормально открытые контакты реле сигнала рассогласования и опорного сигнала соединен с одним конденсатором, а через резистор и нормально замкну5 тые контакты этих же реле — с другим кон. денсатором. Вторые выводы конденсаторов связаны с общей шиной, обмотка поляризованного рел через нормально открытые контакты реле опорного сигнала подключена па10 раллельно одному конденсатору, а через нормально замкнутые контакты этого же реле параллельно другому конденсатору, при этом контакт поляризованого реле включен в цепь питания исполнительного двигателя.

15 Предлагаемое устройство предназначено для автоматической настройки коэффициента усиления систем по их фазочастотной характеристике при настроенных определенным образом остальных их коэффициентах, в пред20 положении, что коэффициент усиления системы регулирования в основном определяет ее резонансную частоту пли «жесткость». Значение фазочастотной характеристики на резонансной частоте постоянно и равно 90 . По

25 отклонению действительного значения фазочастотной характеристики на резонансной частоте от 90 и осуществляется настройка.

На фиг. 1 показана блок-схема системы автоматического регулирования с предлагае30 мым устройством настройки коэффициента

328428 усиления СЛР; на фиг. 2 — принципиальная схема формирователя с исполнительным двигателем.

Двигатель 1, кинематически связанный с движком потенциометра 2 через редуктор 8, получает питание на обмотки управления через контакт 4 от источника U>. Контакт 4 принадлежит поляризованному реле 5, которое входит в формирователь б. Формирователь б срабатывает от сигналов двух однотипных схем 7 и 8 выделения фазы с помощью реле 9 и 10. Схема 7 выделения фазы содержит электронный усилитель,ll, фазочувствительный выпрямитель 12, дифференцирующую цепочку 18 и триггер 14, нагрузкой которого является реле 9. Схема 8, имеющая аналогичные элементы, нагружена на реле 10.

Датчик 15 пробных сигналов состоит из вращающегося трансформатора 16 и двигателя 17 постоянного тока со стабилизированной скоростью вращения, соединенных редуктором 18, и служит для создания опорного сигнала U,, поступающего в схему 7 выделения фазы, и пробного сигнала U», который подается на потенциометр 19. Последний своими крайними точками соединен с входом усилителя сигнала рассогласования системы, которым является один из выводов потенциометра 2, и с катодом первой лампы 20 усилителя. Второй вывод потенциометра 2 связан с общей точкой усилителя через резистор 21.

Выход устройства 22 сравнения настраиваемой системы соединен с входом схемы 8 выделения фазы.

Формирователь б состоит из двух резисторов 28 и 24 (см. фиг. 2) и двух конденсаторов

25 и 26, коммутируемых контактом 27 электромагнитного реле 10 и контактом 28 реле 9; голяризованное реле 5 соединено с конденсаторами через переключающие контакты 29 и

80 реле 9.

Схема работает следующим образом.

В исходном положении потенциометр 2 (фиг. 1) полностью выведен и система регулирования имеет минимальный коэффициент усиления. При этом амплитуда пробного сигнала U„„, поступающего на вход усилителя системы, оказывается значительно меньшей, чем амплитуда сигнала, проходящего в катод лампы 20. На выходе устройства 22 сравнения системы появляется сигнал рассогласования Ue. Последний и опорный сигнал U,„„ïîступают на входы схем 7 и 8 выделения фазы и, проходя последовательно через электронные усилители 11, фазочувствительные выпрямители 12, дифференцирующие цепочки 18 и триггеры 14, воздействуют в моменты своего перехода через нулевое положение на реле 9 и 10. Таким образом, реле 9 и 10 срабатывают с интервалами, определяемыми величиной фазового сдвига между опорным сигналом и сигналом рассогласования системы.

При подаче питания в схему, когда двигатель 17 датчика 15 еще не включен и сигнал рассогласования Ue равен нулю, один из кон5

65 денсаторов 25 или 26 формирователя 6 подключен к одному из источников напряжения питания формирователя +У„р или — У„р и заряжается до напряжения, определяемого его величиной и величиной резисторов 28 или

24. На фиг. 2, например, к источнику — (1„р через резистор 28 подключен конденсатор 26.

В это время второй конденсатор формирователя (на фиг. 2 — конденсатор 26) контактами 29 и 80 подсоединен к обмотке поляризованного реле 5. После включения двигателя

17 датчика пробного сигнала при срабатывании реле 10 его контакты, 27 переключают выводы конденсатора 26 к источнику напряжения +У„р обратного знака; при этом конденсатор начинает перезаряжаться.

Если фазовый сдвиг между сигналом рассогласования системы U® и опорным сигналом U, не равен оптимальному, в момент срабатывания реле 9 (фиг. 1) напряжение на конденсаторе 26 U (фиг. 2) не равно нулю.

B этот момент он контактами 28 отключается от источников питания (к ним подключается конденсатор 25) и контактами 29 и 80 подключается к обмотке поляризованного реле 5 (при этом конденсатор 25 отключается от обмотки). Реле 5 срабатывает и своим контактом 4 включает напряжение управления двигателем U» a одну из обмоток управления двигателя 1 в зависимости от знака отклонения фазового сдвига от оптимального.

Время работы двигателя определяется величиной U заряда конденсатора 26. Двигатель

1, кинематически связанный с движком потенциометра 2, разворачивает его в нужное положение.

В следующий полупериод схема работает аналогично.

В случае равенства фазового сдвига оптимальному напряжение на конденсаторах 25 и 26 к моменту срабатывания реле 9 оказывается равным нулю и сигнал на включение двигателя 1 отсутствует, т. е. в этом случае коэффициент усиления системы оптимален.

Предмет изобретения

1. Устройство для настройки коэффициента усиления систем автоматического регулирования, содержащее исполнительный двигатель с редуктором, формирователь, схему выделения фазы сигнала рассогласования, соединенную с одним из входов устройства, отличающееся тем, что, с целью минимизации ошибки, оно содержит схему выделения фазы опорного сигнала, соединенный с ее входом датчик пробного сигнала и два реле, обмотки которых подключены соответственно к выходам схем выделения фазы опорного сигнала и сигнала рассогласования, а выходы их связаны с формирователем, соединенным с исполнительным двигателем.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что датчик пробного сигнала содержит вращающийся трансформатор, через редуктор соединенный с двигателем, причем роторная

328428

408 8 обмотка вращающегося трансформатора соединена с входом устройства, а один ее конец — и с выходом датчика.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь содержит поляризованное реле, два резистора, два конденсатора и источник питания, положительный полюс которого через резистор и нормально открытые контакты реле сигнала рассогласования и опорного сигнала соединен с одним конденсатором, а через резистор и нормально замкнутые контакты этих же рслс — с другим конденсатором, вторые выводы конденсаторов соединены с общей шиной, обмотка поляризованного реле через нормально открытые кон5 такты реле опорного сигнала подключена параллельно одному конденсатору, а через нормально замкнутые контакты этого же реле подключена параллельно другому конденсатору, при этом контакт поляризованного реле

10 включен в цепь питания исполнительного двигателя.

328428

Риг 2

Составитель 3. Маркова

Техред 3. Тараненко

Редактор И. 1 рузова

Корректор В. Жолудева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 712/14 Изд. № 183 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5