Астатический привод

 

,»ц 548837

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Йоюз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.05.74 (21) 2027216/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 15.03.77 (51) М. Кл. 6 05В 11 36

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

IO. С. Сорокин и В. T. Даньшин (71) Заявитель (54) АСТАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Предлагаемый быстродействующий астатический привод предназначен для использования в различных системах автоматического управления, в частности в системах управления летательных аппаратов.

Известны устройства, реализующие косвенные способы создания астатизма (1, 2).

Основными недостатками известных устройств является значительное снижение быстродействия, запасов устойчивости и увеличение фазового запаздывания, вследствие влияния дополнительно введенных для задания астатизма элементов.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее первый и второй интеграторы, первый сумматор и усилитель, первый вход которого соединен с первыми входами первого сумматора и первого и второго интеграторов, а выход через исполнительный механизм и блок обратной связи соединен с вторым входом первого сумматора, вторым входом усилителя и с входами первого и второго элементов односторонней проводимости, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих интеграторов (3).

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие и возникновение фазового запаздывания, приводящего к уменьшению запаса устойчивости.

Целью изобретения является повышение быстродействия и устойчивости привода.

Поставленная цель достигается тем, что в приводе установлены четыре элемента односторонней проводимости и два сумматора, причем первые входы второго и третьего сумматоров соединены с выходамп соответствующп интеграторов, вторые входы через третий и четвертый блоки односторонней проводимо10 стп соответственно соединены с выходом первого сумматора, а выходы через пятый и шестой блоки односторонней проводимости соединены соответственно с третьим и четвертым входамп усилителя.

15 На чертеже представлена блок-схема предлагаемого привода.

Привод содержит усилитель 1, исполнительный механизм 2, блок обратной связи 3, первый и второй интеграторы 4, 5, сумматоры

20 6, 7, 8 и элементы 9 — 14 односторонней проводимости.

Привод работает следующим образом.

Спнусопдальный сигнал управления положительной полярности поступает на первые

25 входы интеграторов 4, 5 и сумматора 6. Интеграторы 4 и 5 содержат в цепях своих ооратных связей элементы односторонней проводимости. Направление элементов односторонней проводимости, стоящих в цепях обрат30 ной связи интеграторов — встречное, поэтому

548837 сигнал управления, инвертирусмый интегратором 4, через элемент односторонней проводимости в его обратной связи поступает па его вход, где происходит компенсация разностного сигнала, и на выходе интегратора 4 сигнал равен нулю.

Проинтегрированный сигнал управления

f(t) с интегратора 5 через сумматор 8 и элемент односторонней проводимости 14 поступает на вход усилителя 1, где складывается с сигналом управления /(/), увеличивая быстродействие привода. Выходной сигнал усилителя 1 поступает на вход исполнительного механизма 2, который отрабатывает сигнал управления.

Сигнал обратной связи x„„(t) с выхода блока обратной связи 3 поступает как на вход усилителя 1, так и на входы сумматора 6 и элементов односторонней проводимости 9, 10, направление которых выбрано таким, чтобы обеспечить отсутствие на входе работающего интегратора 5 сигнала обратной связи в те моменты времени, когда сигнал управления

/(/) и сигнал обратной связи имеют различную полярность. Такое включение элементов

9, 10 позволяет сделать привод разомкнутым по сигналу обратной связи.

С момента времени, когда сигнал обратной связи х,„(i) станет положительным, что определяется фазовой характеристикой привода, интегратор 5 интегрирует разностный сигнал, т. е. сигнал ошибки е(t), который поступает через сумматор 8 и элемент односторонней проводимости 14 на вход усилителя 1.

Направление элемента односторонней проводимости 12 выбрано таким, чтобы обеспечить отсутствие сигнала ошибки e(t) на входе 8, на который поступает сигнал с интегратора 5. Коэффициенты усиления элементов односторонней проводимости 11, 12 выбираются из условия К))1.

В данном случае усиленный сигнал ошибки е(t) поступает через элемент односторонней проводимости 11 на вход сумматора 7, однако на вход усилителя 1 усиленный сигнал 8 (t) не поступает вследствие встречно включенного элемента односторонней проводимости 13.

С момента времени, когда х„(/) =/(1) или е(/) =О, изменится знак сигнала е(t) на выходе сумматора 6, усиленный элементом односторонней проводимости 12 сигнал ошибки

8(t) компенсирует на сумматоре 8 сигнал интегратора 5, в результате чего суммарный сигнал на выходе сумматора 8 изменяет свою полярность и не проходит на вход усилителя 1, вследствие встречно включенного для данной полярности элемента односторонней проводимости 14.

С этого момента и до момента времени, когда сигнал управления f(t) изменит свою полярность, выходной сигнал блока формирования интегральной составляющей равен нулю, после чего начинает работать другой канал интегрирования и устройство работает аналогично.

Таким образом, использование дополнительных элементов в приводе, четырех элеб ментов односторонней проводимости и двух сумматоров позволили исключить влияние интеграторов па работу привода в моменты, когда полярность сигнала интегратора не совпадает с полярностью сигнала ошибки.

10 Как показал анализ, проведенный на основе метода гармонической линеаризации, фазовое запаздывание, вносимое блоком формирования интегральной составляющей, составляет в зависимости от вида линейной части привоБ да от — 38,1 до — 57,5, что значительно меньше, чем у известного устройства (— 90 ).

Оценка быстродействия, проведенная моделированием на аналоговой вычислительной машине при обработке ступенчатого сигнала, 20 показала уменьшение времени переходного процесса в 1,5 — 2,5 раза по сравнению с известным устройством.

Кроме того, блок формирования интегральной составляющей с использованием дополни2i тельных элементов становится разомкнутым по сигналу обратной связи, что исключает его влияние на устойчивость привода.

Формула изобретения

30 1статический привод, содержащий первый и второй интеграторы, первый сумматор и усилитель, первый вход которого соединен с первыми входами первого сумматора и первого и второго интеграторов, а выход через

35 исполнительный механизм и блок обратной связи соединен с вторым входом первого сумматора, вторым входом усилителя и с входамп первого и второго элементов односторонней проводимости, выходы которых соединены !

0 с вторыми входами соответствующих интеграторов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и устойчивости привода, в нем установлены четыреэлемента односторонней проводимости и два

-й сумматора, причем первые входы второго и третьего сумматоров соединены с выходами соответствующих интеграторов, вторые входы через третий и четвертый блоки односторон0"A проводимости соответственно соединены с

50 выходом первого сумматора, а выходы через пятый и шестой блоки односторонней проводимости соединены соответственно с третьим и четвертым входами усилителя.

Источники, принятые во внимание при экс55 псртизе изобретения:

1. Рабинович Л. В. и др. Проектирование следящих систем, М., «Машиностроение», 1969, с. 216 — 218.

2. Бесекерскпй В. A. Динамический синтез

00 систем автоматического регулирования, M., «I-1аука», 1966, с. 42 — 46.

3. Лвт. св.. и 469117, кл. G 05В 5/01, 1974 (прототип) .

548837

Составитель А. Лащев

Техред А. Каыышникова

Корректор Л. Денискина

Редактор Т. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 357/17 Изд. М 244 Тираж 1069 Подписное

1/г1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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