Нелинейный привод

 

О П И С А"..„

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 591810

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 2801.75 (21) 2100423/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 0502.78.Бтоллетень Ж

{45) Дата оп бликования описания 2301.78

2 (51) М. К .

Ст 05 В 11 01

Гаа1даратввнный новнтвт

Совета Мнннатрав СССР по денем нзпорвтеннй н атнрытнй (53) УЛК 62 1 . 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю,С. Сорокин и A.C. Кочетов

P1) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРИВОД

Изобретение относится к области истем автоматического управления (САУ) и может быть использовано в системах управлениялетательных аппаратов, содержащих приводы с ограни- 5 чением и подверженных воздействию помех.

Известно нелинейное корректирующее устройство для динамических систем с ограничением)1), содержащее блок с 10 органичением, сумматор, блок с зоной нечувствительности, интегратор, пороговый элемент, соединенный со входом блока с ограничением, и ключ, управляющий вход которого подключен 15 к выходу блока с зоной нечувствительности, второй вход — к выходу ключа, а выход интегратора через ключ соединен со входом сумматора.

Недостаток известного устройства заключается в том,что сформированный дополнительный компенсирующий сигнал, суммируясь с управляющим сигналом, вызывает появление фазового запаздывания в САУ, что может ухудшить ее динамические свойства и привести к поте« ре устойчивости при управлении структурно-неустойчивым объектом регулирования, например летательным аппаратом с двигателем на твердом топливе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являетя нелинейный привод (2),содержащий сумматор с ограничением, выход которого связан со входом исполнительного механизма, первый и второй интеграторы, первый и второй выпрямительны элементы, например диоды. Выходы интеграторов и вход нелинейного привода подключены ко входам сумматора с ограничением. Вход нелинейного привода подсоединен к аноду первого и катоду второго диодов.

Катод первого диода связан со входом первого интегратора, а анод второго диода — со входом второго интегратора °

Однако в таком приводе при ограничении амплитуды гармонического управляющего сигнала более б3% нет компенсирующего положительного фазового сдвига.

Предлагаемый нелинейный привод допо 1нительно содержит усилитель, концевой выключатель установленный на валу исполнительного механизма, и четыре выпрямительных элемента, напри- мер диода, Входы усилителя подклю-. чены к входу привода и выходу сумматора с ограничением, а выход ч -реэ аамыкающий контакт концевого выключателя — к катоду третьего и аноду

591810 четвертого диодов. Выход сумматора подсоединен к катоду пятого и аноду шестого диодов. Аноды третьего и пятого диодов связаны со входами пер>, вого интегратора, катоды четвертого и шестого диодов — со входами второго интегратора.

; Это позволяет повысить точность компенсации влияния ограничения на динамические свойства условно-устой- 10 чивых САУ.

Функциональная схема нелинейного привода представлена на чертеже, где обозначены усилитель 1, исполнительный механизм 2, имеющий органичение l5 угла поворота (хода штока), сумматор 3 с ограничением, первый 4 и второй 5 интеграторы, входы 6 и 7 усилителя 1, входы первого интегратора 8-10, входы второго интеграто-,х). ра 11-13, вкоды 14-16 сумматора 3, замыкающий контакт концевого выключателя 17, диоды 18-25 и вход 26 нелинейного привода.

Диоды 24 и 25 включены в цепи обратной связи интеграторов таким образом, что первый интегратор интегрирует только сигнал положительной полярности, второй интегратор — только сигнал отрицательной полярности.

Нелинейный привод работает следующим образом.

При отсутствии ограничения выходной сигнал Х (4 ) сумматора 3 равен его входному сигналу ф (1 ), при этом сигнал на выходе усилителя 1 равен нулю, так как сигналы на его входах 6 и 7 равны между собой и противоположны по знаку. Равны нулю и выходные сигналы интеграторов 4 и 5, так как сигналы на их входах 8, 10 и 12, 13 40 соответственно тоже равны между собой и противоположны по знаку, а сигналы на входы 9 и 11 интеграторов 4 и 5 при этом не поступают, хотя замыкающие контакты 17 кольцевого выключате- 45 ля замкнуты, так как выходной сигнал усилителя 1 .равен. нулю..

Таким образом, при отсутствии ограничения вал исполнительнсйо механизма 2 привода поворачивается в соот-10 ветствие с сигналом Х (1. ). Компенсирующий сигнал с выходов интеграторов 4 или 5. на вход исполнительного механизма 2 через сумматор 3 ие поступает.

Компенсация влияния ограничения от.сутствует., Как только управляющий сигнал (т ) превысит уровень ограничения, контакты 17 размыкаются. Выходной сигнал сумматора 3 уже не равен сигналу на его выходе 14. Интегратор 4 (или 5 в зависимости от полярности сигнала g (t ) интегрирует при этом раэностный сигнал ф (1 ) — Х

Проинтегрированный разностный сигнал вычитается из управляющего сигнала 66 б (t ) на входе сумматора 3. В результате привод выходит из зоны огранйчения раньше, чем управляющий . сигнал g ($ ). Это создает фазовое опережение при работе привода, достаточное для улучшения динамических свойств САУ, летательных аппаратов, в которых включен предлагаемый нелинейный привод.

Таким образом за счет получаемой фазовой коррекции компенсируется от-. рицательное влияние ограничителя привода на динамические свойства САУ.

При выходе привода из эоны ограничения его контакты 17 замыкаются.

С выхода усилителя 1 поступает разностный сигнал Я (t ) — Х (4 ) на вход 9 (или ll в зависимости от полярности разностного сигнала) интегратора 4 или 5 соответственно. Одновременно на другие входы 8 и 10 интегратора 4 (или 12 и 13 интегратора 5) поступают сигналы g (t.) и Х (t ), противоположные между собой по знаку.

Однако разностный сигнал, снимаемый со входов 8 и 10 (или 12 и 13), меньme по амплитуде, чем сигнал на входе 9 (или 11) М4теграторов 4 или 5 из-эа того, что коэффициент передачи усилителя 1 больше единицы. Коэффициент передачи сумматора 3 равен единице. Коэффициенты передачи интеграторов 4 (или 5) по любому входу

8-10 (или 11-13) равны между собой, поэтому интегратор 4 (или 5) при выходе привода.иэ эоны ограничения разряжается выходным сигналом усилителя

Как только входной g (t ) и выходной Х (t ) сигналы сумматора 3 станут равны между собой, разряд интегратора 4 (5) завершается и привод работает в линейном режиме беэ органичения (без коипеисйрующего сигнала).

При этом эоиа Ограничения привода пропорциональна зоне насыщения сумматора 3.

Техйико-экономический эффект изобретения состоит в.том, что за счет эффективного использования элементов существующих приводов с ограничением (концевых коктактов) и.дополнительных элементов в аредложенном нелинейном приводе устраняется отрицательный эффект насыщения выходной координаты привода и тем саьым улучшаются динамические свойства условно-устойчивых САУ.

ФоРмУла изобретения нелинейный привод, содержащий сумматор с ограничением, выход которого связан со входом исполнительного механизма, первый и второй выпрямительные элементы, например диоды, первый и второй интеграторы, выходы

591810

Составитель Г. Романченко

Редактор Л. Утехина . Техред И.Климко Корректор . е

Н.Ковалева

Заказ 586/39 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж 35 Раушская наб.с д 4 5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 которых и вход нелинейного привода подключены ко входам сумматора с ограничением, вход нелинейного привода подсоединен к аноду первого и катоду второго диодов, катод первого диода 6 связан со входом первого интегратора, а анод второго диода — co входом второго интегратора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности приво- )0 да, он содержит усилитель, концевой выключатель, установленный на валу исполнительного механизма и четыре выпрямительных элемента, например диода причем входы усилителя д подключены к входу привода и выходу сумматора с ограничением, а выход через замыкающий контакт концевого выключателя, — к катоду третьего и аноду четвертого диодов выход сумма-тора подсоединен к катоду пятого и аноду шестого диодов аноды третьего и пятого диодов связаны со входами первого интегратора, катоды четвертого и шестого диодов — со входами второго интегратора.

Источники информации принятые во внимание при экспе ртизе:

1..Авторское свидетельство СССР, 9 346706, кл. Q 05 B 5/01, 25.01.71

2. Авторское свидетельство

М 469117, кл. Я 05 В 5/01, ?8.01.74