Следящая система

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал исти меских

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.04.75 (21) 2140426/24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.77.Бюллетень ¹ 5 (51 } М, К.—. ".

5 05 B 117?&

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открытий (53) У1К 62-:0 0ЕЯ, 31 (45) Дата опубликования or.èñàírÿ04.04.77 (72) Авторы изобретения

M А. Зубов и A С. Суляев (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области автоматики, а именно к следящим электроприводам с бесконтактными двигателями постоянного тока, и может быть использовано для повышения быстродействия приводов.

Известны следящие приводы, содержащие реверсиввый датчик скорости, выполненный в виде асинхронного тахогенератора с дем6дулятором и широтно-импульсным модулятором, управляемый выпрямленным напряжени- О ем, которое получается путем вычитания сигнала реверсивной скоростной обратной связи из сигнала ошибки (1). Однако отмечается низкое быстродействие по сравнению со следящими приводами без обратной связи.I>

Известны также следящие приводы с бес контактным двигателем постоянного тока (БДПТ), содержащие амплитудный канал с широтно-импульсным модулятором и канал ,реверса, в который включается фазоопережающее (дифференцирующее) корректирующее устройство f2). Отмечается, однако, слабая помехозащищенность, потому что хороший эффект коррекции достигается при большом фазовом опережении корректирующего устройства. Кроме того, c:rcòår.rû работоепоеоб— ны только для узкого диапазона частo=, С"едует также отметить, что некоторые тппь. входного воздействия, налрпмер cl:íóool.äà÷bное, системы на выходе воспроизводят с бо.ьшими искажениями.

Известна также следящая система " бесконтактным двигателем постоянного тока, содержащая сумматор, измеритель рассогласования, первый и второй входы которого механически соединены соответственно с валом бесконтактного -двигателя постоып-.ого тока и задающим валом, выход пз:..ерптеля рассогласования через блок реверса подключен к первому управляющему входу бесконтактного двигателя постоянногc Tîêà и через последовательно соединенные фазоопережающее звено и блок сигнатуры — к первому входу умножителя, широтно-импульсный модулятор, выход которого соединен со вторым управляющим входом бескочтактного двигателя постоянного тока, вал которого механически подключен к датчику обратной связи (3). B этой системе реверс осуществляется умножением сигнала сигнатуры на

545969 выходной сигнал нереверсивного. широтно-импульсного модулятора, при этом коррекция системы также осуществляется по каналу реверса, потому что сигнал сигнатуры формируется из разности сигнала рассогласования системы и напряжения реверсивного тахогенератора, предварительно пропущенного через фильтр и корректирующее устройство (дифференцирующее). Однако реализация такой коррекции встречает некоторые затруд- 1Q нения, поскольку в условиях, при которых обычно работают БДПТ, щеточные тахогенераторы постоянного тока не приемлемы из-за низкой надежности, асинхронные— вследствие больших габаритов и необходимости использования источников переменного напряжения, а применение синхронных тахогенераторов без сложных логических устройств невозможно, потому что их выхсдной сигнал нереверсивный. Следует также отметить, что все перечисленные скорректированные следящие приводы имеют меньшее быстродействие по сравнению с нескорректированными.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы. Это достигается тем, что выход датчика обратной связи соединен со вторым входом умножителя, выходы измерителя рассогласования и умножителя подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен со входом широтно-импульсного модулятора.

На фиг. 1 представлена структурная схема следящей системы; на фиг. 2 — диаграм35 мы, поясняющие работу.

Система содержит измеритель 1 рассогласования, сумматор 2, широтно-импульсный модулятор 3 (ШИМ), бесконтактный двигатель 4 постоянного тока (БДПТ), датчик 5

"обратной связи", блок 6 реверса, фазоопережающее звено 7, блок 8 сигнатуры, умнажитель 9, Uq — напряжение фазоопережающего звена, U — напряжение датчика обос„ 45 ратной связи, 0àñ — напряжение обратной

2 связи, E — сигнал ошибки, 4„— входной сигнал, Яа — выходной сигнал, 10— задающий вал.

Входной сигнал поступает на один из 50 входов измерителя рассогласования 1, выход которого подключен на первый вход сумматора 2. Выход сумматора 2 через ШИМ 3 подключен На вход коммутатора БДПТ 4> управляющий величиной скорости двигателя. 55

На выходном валу двигателя укреплен датчик обратной связи 5. Выход измерителя 1, кроме того, подсоединяется на вход блока реверса 6, управляющего направлением вращения БДПТ 4, и ко входу звена 7, выход 6О которого через блок сигнатуры 8 подключен к первому входу умчожителя 9, Ко второму входу умножителя 9 подсоединен выход датчика 5, а выход умножителя 9 подключен ко второму входу сумматора 2. Выходной вал двигателя соединен со BTopbIM входом измерителя рассогласования 1.

Работа следящей системы иллюстрируется диаграммами (фиг. 2) .

Следящая система с отключенной обратной связью (напряжение обратной связи

Ll ) при подаче на ее вход сигнала Я2 l воспроизводит на выходе сигнал Q . При этом сигнал ошибки системы представлен кривой, а напряжение датчика обратной связи 5 — кривой (UlI, ). Напряжение с выхода звена 7 — Uf меняет знак в моменты времени т,, т,, т. и т.д.

Умножая напряжение U на напряжеос„ ние Uf формируем напряжение обратной связи U, Ha участке 0 — 1 сигнал

ОС2 f скорости складывается с сигналом ошибки

g, заставляя двигатель более интенсивно разгоняться. На участке т, „— 1 2 получаем торможение БДПТ, поскольку напряжение обратной связи Оо вычитается из сигнаос ла ошибки, В дальнеишем работа следящего привода аналогична. Подключение в контур следящего привода обратной связи, напряжение которой сформировано согласно предложенному алгоритму, улучшает динамику cucll темы (выходной сигнал Яо ) . .Уменьшение перерегулирования в предложенной системе не сопровождается ухудшением быстродействия, Напротив, соответствующим выоором коэффициента обратной связи можно получить быстродействие лучше, чем в системе без обратной связи. Кроме того, обладая преимуществами в динамике, предложенная следящая система использует простые и надежные синхронные тахогенераторы, обладающие лучшими весогабаритными характеристиками по сравнению - асинхронными и щеточными таходатчиками постоянного тока, Формула изобретения

Следящая система, содержащая сумматор, измеритель рассогласования, первый и второй входы которого механически соединены соответственно с валом бесконтактного двигателя постоянного тока и задающим валом, выход измерителя рассогласования через блок реверса подключен к первому управля ющему входу бесконтактного двигателя лостоянного тока и через последовательно соединенные фазоопережающее звено и блок сигHaTvpbI — к первому входу умножителя, ши545969

Риг. У

Составитель А. Лащев

Редактор Л. Лепилина Техред М. Ликович Корректор В. Салка

Заказ 235/2 Тираж 1059 Подпис ное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ротно-импульсный модулятор, выход которого соединен со вторым управляющим входом бесконтактного двигателя постоянного тока, вал которого механически подключен к датчику обратной связи, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в ней выход датчика обратной связи соединен со вторым входом умножителя, выходы измерителя рассогласования и умножителя подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен со входом широтно-импульсного модулятора.

Источники информации, принятые во вни:— мание при экспертизе:

1. Бессекерский В. А. Динамический синтез систем автоматического регулирования.

М. изд. Наука", 1970 г.

2. Динамика систем автоматического управления технологическими процессами в машиностроении". Межвузовский сборник на— учных трудов. Владимир-Иваново, вып. 20, 1972 г., стр. 65-68.

3. Приборостроение, изв. Вузов № 5, 1973.