Псевдолинейное корректирующее устройство

 

ц640248

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соииалистических

Республик

1

4

) (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.06.76 (21) 2377747/18-24 с присоединением заявки № (51) И. К .

G 05B 5f01

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (53) УДК 62-50(088.8) (45) Дата опубликования описания 30.12.78 ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Г. Куличенко, T. А. Куличенко, А. С. Михалев и А. С. Суляев

Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) ПСЕВДОЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к элементам систем управления, а именно, к корректирующим устройствам, применяемым для повышения их точности.

Известны различного рода псевдоличейные корректирующие устройства, содержащие интегратор, сумматор, динамические звенья и логический блок управления, состоящий из релейных блоков и блоков умножения (1, 2).

Известно также устройство, содержащее интегратор, вход которого непосредственно соединен с первым входом сумматора и через последовательно соединенные первый фильтр, первый релейный блок, первый блок умножения, второй релейный блок и второй блок умножения соединен со вторым входом сумматора, а выход интегратора через последовательно соединенные второй фильтр и третий релейный блок соединен со вторым входом первого блока умножения и непосредственно — со вторым входом второго блока умножения (3).

Недостаток известного устройства — значительное запаздывание, следствием чего является низкая точность системы, в которой оно установлено.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве установлены последовательно соединенные четвертый релейный блок и третий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего релейного

5 блока, а выход — с третьим входом второго блока умножения, вход четвертого релейного блока соединен с выходом интегратора.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уст10 ройство; фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства с синусоидальным входным воздействием и отсутствие возмущений в корректируемой системе; фиг.

3 — эпюры напряжений, поясняющие рабо15 ту устройства с синусоидальным входным воздействием Х при наличии возмущений в корректируемой системе.

Устройство содержит интегратор 1, сумматор 2, первый н второй фильтры 3, 4, пер20 вый, второй, третий и четвертый релейные блоки 5 — 8, первый второй и третий блоки умножения 9 — 11, блок логического управления 12.

Приняты следующие обозначения: Х—

25 входной сигнал устройства, Y — входной сигнал устройства, Z — выходной сигнал интегратора, Х» — выходной сигнал первого фильтра, Z2 — выходной сигнал второго фильтра, Уь U2, U> и Ь» — сигналы на вы30 ходах соответственно первого, второго, 640248

3 третьего и четвертого релейных блоков, U» — сигнал на выходе третьего блока умножения, У» — сигнал, получаемый от умножения сигнала U> на сигнал U», Z — выходной сигнал второго блока умножения, Zo — возмущение в корректируемой системе.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме действующий на входе устройства синусоидальный сигнал Х без постоянной составляющей поступает на первый вход сумматора 2, а также на входы интегратора 1 и фильтра 3. Выходной сигнал Z интегратора 1, отстающий по фазе на угол, равный — от сигнала Х, поступает на первый вход блока умножения 10, а также на входы фильтра 4 и релейного блока 7. Релейные блоки 5, 7, 8 имеют идеальные двухпозиционные характеристики. В тех случаях,,когда на систему, в которой используется с целью повышения точности предлагаемое устройство, не действуют возмущения, выходной сигнал интегратора 1 в установившемся режиме не содержит постоянной составляющей (фиг. 2). Выходной сигнал Х фильтра 3 опережает по фазе на угол р входной сигнал Х устройства. Выходной сигнал Z< фильтра 4 опережает по фазе на угол выходной сигнал Z HHTeI p2тора 1. Релейные блоки 5, 7 и 8 преобразуют входные сигналы Х, Z< и Z соответственно в меандры Уь .U» и U<, фаза которых определяется фазой сигналов на их входах. В блоке умножения 9 входные меандры Ug и U» перемножаются и подаются на релейный блок 6, имеющий однополярную релейную характеристику. Сигнал Ua на выходе второго релейного блока 6 содержит только положительные полуволны произведения U< и U» с выхода блока умножения 9. В блоке умножения 9 перемножаются входные меандры U> и U>. На выходе блока умножения 11 сигнал U» положителен на тех интервалах, когда входные сигналы U» и U одного знака. Сигнал U» представляющий собой произведение сигналов U и U», имеет место только при наличии сигнала Uq и по знаку повторяет знак

U» на интервалах присутствия сигнала Ua.

Выходной сигнал Zq блока умножения 10 равен произведению выходного сигнала Z интегратора 1 на сигнал У» и представляет собой (+Z) на интервалах присутствия U>, где производная от Z положительна, и (— Z), где производная от Z отрицательна, так как точки перегиба в выходном сигнале Z> блока умножения 10 приходятся на з — И вЂ” тс, то очевидно, что при cp = — — р, 2 2 2 суммирование сигнала Z> в сумматоре 2 с входным сигналом Х устройства не приводит к появлению в сигнале Y на выходе

З0

4 сумматора 2, а соответственно и на выходе всего устройства фазового запаздывания относительно входного сигнала Х. Напротив, при yq) q выходной сигнал Y

2 предлагаемого устройства будет опережать по фазе сигнал Х на его входе, В тех случаях, когда на систему, в которой с целью повышения точности используется корректирующее устройство, действуют возмущения (например, несимметричный момент нагрузки в следящей системе или непрерывно изменяется во времени входное воздействие и т. д.), то в выходном сигнале Z интегратора 1 появится средняя составляющая Z<. например, больше О, остающаяся неизменной, если в сигнале на входе устройства отсутствует в установившемся режиме постоянная составляющая.

Появление постоянной составляющей Zo в выходном сигнале Z интегратора 1 приводит к сдвигу переднего фронта в сигнале

У» на выходе релейного блока 8 влево, а заднего — вправо, а также к появлению постоянной составляющей в сигнале Zq на выходе фильтра 4, что в свою очередь приводит к сдвигу переднего фронта в сигнале

U> на выходе релейного блока 7 влево, а заднего — вправо. Эти, последствия появления постоянной составляющей Л» в выходном сигнале Z интегратора 1 приводят к тому, что в сигнале Zz на выходе блока умножения 10 также появляется постоянная составляющая, а, следовательно, после суммирования Z> в сумматоре 2 с входным сигналом Х устройства постоянная составляющая появится и в сигнале Y на выходе устройства. Очевидно, что изменение знака постоянной составляющей Zo на выходе интегратора 1 приведет к изменению знака постоянной составляющей и в выходном сигнале Y устройства.

Таким образом, предлагаемое псевдолинейное корректирующее устройство не вносит в систему управления запаздывания и тем самым повышает ее точность и устойчивость.

Формула изобретения

Псевдолинейное корректирующее устройство, содержащее интегратор, вход которого непосредственно соединен с первым входом сумматора и через последовательно соединенные первый фильтр, первый релейный блок, первый блок умножения, второй релейный блок и второй блок умножения соединен со вторым входом сумматора, а выход интегратора через последовательно соединенные второй фильтр и третий релейный блок соединен со вторым входом первого блока умножения и непосредственно— со вторым входом второго блока умножения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем установлены последовательно соединен640248 ф б

Фиг.2 ные четвертый релейный блок и третий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего релейного блока, а выход — с третьим входом второго блока умножения, вход четвертого релейного блока соединен с выходом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В. А. Бесекерский и др. Теория систем

6 автоматического регулирования, «Наука», М., 1972, с. 24б — 252.

2. Заявка № 2024128/18-24, 15.05.74, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства СССР.

3. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления, под ред. Ю. И. Топчеева, Машиностроение, М., 1971, с, 15 — 19.