Двухканальная следящая система
ОЛИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пт 570880
Союз Советских
Социалистических
Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.02,75 (21) 2108830/24 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 30.08.77. Бюллетень зче 32
Дата опубликования описания 02.09.77 (51) М. Кл.2 G 05В 11/01
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения Б. В. Новоселов, P. М. Трахтенберг, Б. А. Староверов и В. П. Галас (71) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА
Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования и может быть использовано для построения прецизионных цифровых следящих систем с широким диапазоном регулирования скорости.
Известны двухканальные следящие системы с механическим дифференциалом, в которых выходная скорость обеспечивается алгебраическим вычитанием на дифференциале скоростей управляемого и опорного каналов (1, 2).
Известна также наиболее близкая по технической сущности к изобретению система, содержащая генератор импульсов, подсоединенный к первому делителю частоты, сервоприводу и через первый элемент И к первому входу первого формирователя импульсов, выход которого подключен к входу третьего делителя частоты, и к второму делителю частоты, выход которого соединен с блоком управления, первый и второй блоки стабилизации скорости, подключенные через последовательно соединенные дифференциал и редуктор к первому входу датчика угла, к второму входу которого подсоединен сервопривод, компаратор, подключенный входами соответственно к третьему делителю частоты и к второму элементу И, один из входов которого соединен с первым выходом датчика угла, а выходом— к первому входу четвертого делителя частоты; первый делитель частоты подключен к первому блоку стабилизации скорости, вход второго блока стабилизации скорости — к четвертому делителю частоты, вход блока управления — к второму выходу датчика угла, а
5 выходы — к соответствующим входам первого и второго элементов И (3).
Недостатком известной системы является ее низкая точность.
Цель изобретения — повышение точности
)О системы.
Это достигается тем, что в системе установлены пятый делитель частоты и второй формирователь импульсов, входы которого подсоединены к входу пятого делителя частоты
15 и выходу генератора импульсов, а выход— к управляющему входу четвертого делителя частоты, выход пятого делителя частоты подключен к второму входу первого формирователя импульсов.
2О На чертеже представлена блок-схема двухканальной следящей системы.
B системе выход генератора 1 импульсов соединен с входом первого делителя 2 частоты и первым входом второго формирователя
3 импульсов, второй вход которого связан входом пятого делителя 4 частоты и вводом заданного кода А. Выход формирователя 3 подклточен к первому входу четвертого делителя 5 частоты, выходы делителей 2 и 5 чаЗО стоты — к входам соответственно регуляторов
570880
G и 7 первого 8 и второго 9 блоков стабилизации скорости.
Ф
Каждый из блоков 8, 9 содержит регуляторы б, 7, выходами связанные с входами двигателей 10, 11, выходы которых соединены с входами частотных датчиков 12, 13 и соответствующими входами механического дифференциала 14. Выходы датчиков 12, 13 соединены с вторыми входами регуляторов 6, 7, выход дифференциала 14 через редуктор 15 — с подвижным статором 16 датчика 17 угла, имеющего также подвижный статор 18 и ротор 19.
Ротор 19 связали с выходом сервопривода
20, вход которото соединен с выходом генератора 1, выход статора 18 — с одним из входов блока 21 управления, два выхода которого соединены с входами элементов И 22 и 23.
Выход генератора 1 соединен также с вторым входом элемента И 22, выход которого через второй делитель 24 частоты подключен к второму входу блока 21. Выход элемента И 22 также соединен с одним из входов первого формирователя 25 импульсов, другой вход которого связан с выходом делителя 4, а выход через третий делитель 26 частоты подключен к одному из входов компаратора 27. Выход статора 16 соединен с другим входом элемента И 23, выход которого связан с вторым входом компаратора 27, выходом подключенного к второму входу делителя 5.
Работает двухканальная система следующим образом.
В исходном состоянии опорная частота генератора 1 через делитель 2 подается в блок
8 и через формирователь 3 и делитель 5 в блок 9. Каждый из блоков 8, 9 обеспечивает регулирование скорости в функции фазового рассогласования частот задающей и с частотных датчиков 12, 13. Точность регулирования скорости каждого канала определяется нестабильностью частоты генератора 1. Коэффициенты деления делителей 2, 5 в исходном состоянии одинаковы, а поэтому частоты на входах блоков 8, 9 равны, двигатели 10, 11 вращаются с одинаковыми по величине, но противоположными по знаку скоростями. Выходная скорость системы равна нулю.
При необходимости поворота выходной оси системы на заданный угол с заданной скоростью в формирователь 3 вводят задающий код, допустим унитарный, когда информация об угле задается числом импульсов и, а информация о скорости — частотой этих импульсов f,;. Ввод в формирователь 3 кода приводит, в зависимости от знака, к добавлению или высеканию определенного числа импульсов в последовательности импульсов с выхода генератора 1 и, следовательно, к сдвигу по фазе (времени) на величину Т,= "/», импульсов на выходе делителя 5. Это вызывает поворот выходного вала двигателя 11 на угол
2 п
«p» —— ++, а выходного вала редуктора 15
Z1К ï на угол 26 60 б5 4 фициент деления делителя 5; Z> — число зубцов датчика 13; — передаточное число редуктора 15. Замыкание всей системы по углу осуществляется фазовым сравнением импульсов со статора 16 датчика 17, поступающих через элемент И на вход компаратора 27, и импульсов с делителя 26, фаза которых зависит от величины и знака кода, приведенного к выходному валу редуктора 15 делением частоты импульсов кода на коэффициент деления К4. делителя 4. Для согласования шатов (ступеней), задаваемых на выходном валу высеканием (добавлением) одного импульса на входе делителя 26, и ступеней, получающихся в результате высекания (добавления) импульсов на входе делителя 5, коэффициент деления К4 делителя 4 должен выбираться равным коэффициенту редукции механической передачи кинематических звеньев 14, 15, т. е. К4=2. Импульсы с выхода делителя 4 частоты поступают в формирователь 25, который по величи не и знаку кода высекает или добавляет соответствующее число импульсов на входе делителя 26, сдвигая тем самым фазу импульсов на входе делителя 26, сдвигая тем самым фазу импульсов 726 с выхода делителя 26 по отношению к фазе импульсов со статора 18 датчика 17. Если угол поворота выходного вала не соответствует заданному, то компаратор 27 выявляет фазовое рассогласование и так управляет делителем 5, чтооы свести рассогласование к нулю. Ввиду того, что частота приведенного кода в 2i раз ниже частоты задающего кода, то во время ввода кода относительно плавному измене нию фазы импульсов со статора 16 дачика 17 соответствует ступенчатое изменение фазы импульсов на выходе делителя 26, что, казалось бы, должно привести к отработке системой фазового рассогласования этих импульсов. Но этого в предлагаемой системе нет, так как зона нечувствительности компаратора 27 выбирается равной или большей ступени изменения фазы импульсов р26. При одинаковой, в среднем, скорости изменения фаз импульсов р, ð26 фазовое рассогласование между ними находится в пределах зоны нечувствительности компаратора 27. Введение заданного кода непосредственно в высокоскоростной канал системы приводит к повышению в 2t раз равномерности вращения выходного вала, так как один шаг поворота выходного вала системы, задаваемый высеканием (добавлением) од ното импульса на входе делителя 26, отрабатывается системой в 2i шага, полченных в результате высекания (добавления) 2i импульсов на входе делителя 5 с частотой, большей в 2i раза. Это означает, что минимальная скорость системы по сравнению с прототипом уменьшается в 2 раза, быстродействие системы при отработке малых рассогласований увеличивается также в 2i раза. 570880 Фо р мул а из о бр ет ения Составитель Ю. Гладков Техред И. Карандашова Корректор Е. Хмелева Редактор И. Грузова Заказ 1939!2 Изд. № 718 Тираж 1109 Подписи,ое ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская паб, д. 4/5 гипография, пр. Сапунова, 2 Двухканальная следящая система, содержащая генератор импульсов, подключенный к первому делителю частоты, сервоприводу и через первый элемент И к первому входу первого формирователя импульсов, выход которого подкл|счен к входу третьего делителя частоты, и к второму делителю частоты, выход которого подключен к блоку управления, первый и второй блоки стабилизации скорости, подключенные через дефференциал и редуктор к первому входу датчика угла, к второму входу которого подключен сервопривод, компаратор, подключенный входами соответственно к третьему делителю частоты и к второму элементу И, один из входов которого соединен с первым выходом датчика угла, а выходом — к первому входу четвертого делителя частоты, первый делитель частоты подключен к первому блоку стабилизации скорости, вход второго блока стабилизации скорости подключен к четвертому делителю частоты, а вход блока управления подключен к второму выходу датчика угла, а выходы — к соответствующим входам первого и второто элементов И, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, она со5 держит пятый делитель частоты и второй формирователь импульсов, входы которого подключены соответственно к входу пятого делителя частоты и выходу генератора импульсов, а выход — к управляющему входу 10 четвертого делителя частоты, выход пятого делителя частоты подключены к второму входу первого формирователя импульсов. Источники инфо1рма1цки, цри нятые во внимание при экспертизе 15 1. Трахтенберг P. М. и др. Система управления электроприводами, обеспечивающая синхронное и синфазное вращение валов. Сб. «Проблемы автоматизированного электроприводя», M., Наука, 1974. 20 2. Патент США ¹ 3513370, кл. 318-18, опублик. 1974. 3. Двухканальный следящий привод с механическим дифференциалом, Отчет ИЭИ, Иваново, 1973.
