Следящая система

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< 673979

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (5!)М. Кл.2

G 05 В 11/01 (22) Заявлено 030 477 (21) 2439991/18-24 с присоединением заяекй М

Государстаеииый комитет

СССР по делан изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150779, Бюллетень )чо 2б (53) УДК 62-50 (088.8) 1

Дата опубликования описания 15. 07. 79. (72) Авторы изобретения

А, С. Белов, А. В. Бестугин, Ю. И. Кулешов и A. В. Сильвестров (71) Заявитель (543 СЛНЦЯ@К СИСтВИ

Предлагаемая система относится хогенератора, выход которого соек следящим системам автоматического дннен непосредственно со вторым управления и может найти применение входом первого функционального ripe- в тех областях техники, в которых образователя и через второе порогонеобходимо сочетать высокие требова- .все устройство со вторым входом перния к динамической точности с быст- вого элемента И (4 j. родействием в переходных режимах, — Недостатками известной системы в частности в станкостроении, ра- являются низкие точность и быстродиолокации. действие из-за наличия реальных

Известны следящие системы, в ко« ограничений на величины скорости, торых повышение быстродействйя абес- ускорения и зоны линейности усилипечиэается за счет введения сйециаль- ;телей. ных функциональных блоков, формирутощих корректирующий сигнал в зависи- Целью настоящего изобретения явмости от сигнала рассогласования 15 ляется повышение точности и быстров скорости регулируемой координаты действия системы. (1), (2) и (3) . Поставленная цель достигается

Из известных систем наиболее тем, что в системе установлены втоблизкой по технической сущностй яв- рой элемент И, элемент BE, компараляется следящая система, содержащая 20 тор и второй функциональный преобизмеритель рассогласования, выход разователь, вход которого соединен которого через усилитель-ограничи- с выходом тахогенератора, а выходтель и через последовательно соеди- с первым входом компаратора, второй ненные первое пороговое устройство, вход которого соединен с выходом первый элемент И и первый функцио- . измерителя рассогласования, а выход нальный преобразователь соединен". через элемент НЕ соединен с третьим со входами сумматора, выход которо- . входом первого элемента И и через го через исполнительный двигатель второй элемент И - с третьим входом соединен с одним из входов измери- первого функцйонального преобразователя рассогласования и вхбдом та- ЗО теля, выход первого порогового уст673979

3 ройства соединен со вторым входом вТорого элемента И.

Блок-схема следящей системы пред. ставлена на фиг. 1 ° Графики, характеризующие работу системы, представ лены на фнг. 2 и 3. на чертежах приняты следующие обозначения: измеритель рассогласования - 1, усилитель-ограничитель

2, сумматор — 3, исполнительный двигатель — 4, тахогенератор - 5, йервый и второй функционалЬные .преОбразователн — б и 7, элемен т НЕ - 8, компаратор — 9, 1-й и 2-й элементы

И вЂ” 10 и 11, 1-е и 2-е пороговые устройства - 12 и 13,ес.-входное воздействие, р -угол поворота выходного нала следящей системы, В -сигнал рассогласования, U) -выходной сигнал

i -rî функционального блока.

Система работает следующим образом.

На вход системы подается входное воздействие с»., которое сравнивается с углом поворота выходного вала следящей системы в измерителе рассогласования 1. Сигнал рассогласования на выходе измерителя рассогласования 1 будет равен8 =8;p. Сигнал 8 усиливается в усилителе-ограничителе 2, зона линейности которого ограничена величиной 9, . Выходной сигнал усилителя 2 проходит через сумматор 3, приводит во вращение исполнительный двигатель 4, выходной вал которого вращается так, чтобы свести к нулю возникшее рассогласование. Основное требованйе, предъявляемое к системе при рассогласованиях меньших, чем 8 т.е. в линейной зоне, - высокая динамическая .точность.

Область рассогласований за гфеделами 8, т. е. при 8 Ъ О», разбивается на три зоны (см. фиг.3)1

1-я — 8)eT, e ) В„

2-я - (484 8, ф r P

» @@@т Р ) л гадес ь 8 — си гнал, пропорционалЬный углу торможения системы, зависжяий от скорости ее выходного вала и представлявщий собою сигиал Рассогласования 9, в пределах которого система может быть заторможена с некоторой текущей скоростью до заданной конечной скорости б„

Скорость » выбирается с таким расчетом, чтобы при сигнале рассогласования 94 8» и ф 4 Р система имела бы переходный процесс в линейной зоне, удовлетворяющий требованиям к быстродействию линейной системы.

График зависимости 8т т.(Р) приведен на фиг. 3.

При работе системы за пределами зоны линейности при 8> Вт сигнал рассогласования 9 ограничивается в усилителе 2 по величииеУ20 ющ (см. фиг. 2) и система начинает движение в сторону уменьшения смгнала рассогласования 6 . Изменение сигнала рассогласования на фазовой плоскости $8 показано на фиг. 3 кривой ABCO. Сигнал рассогласования поступает на вход компаратора 9, на другой вход которого приходит снг5 нал, пропорциональный углу торможения &, который формируется во втором функциональном преобразователе

7 в зависимости от скорости вращения вала системыЯ,1 фЪ

10 Поскольку 9 > 8, то с выхода компаратора 9 на вход элемента И

11 поступает сигнал, соответствующий логический 1 (лог 1 ).

Ка второй вход этого элемента приходит сигнал с,порогового устройства 12, подключенного к выходу измерителя рассогласования 1, который выдает сигнал в виде лог 1 до тех пор, пока 9 T 9» . Сигнал на выходе элемента И 11 равен лог 1, если одновременно и 9 2 9», и 8>Q т,е. реализуется логическая функция

Ц 9»2

Сигнал Q c выхода элемента И

11 поступает на вход функционального преобразователя б как команда форсировки разгона системы. На функциональный преобразователь б поступает также, сигнал, пропорциональный скорости с выхода тахогенератора 5. По этим двум сигналам в функциональном преобразователе б формируется сигнал для разгона системы, знак которого совпадает со знаком скорости

Сигнал U< с выхода функционального преобразователя б поступает на второй вход сумматора 3 в виде напряжения, превышающего максимальный сигнал с выхода усилителя 2

4Q и обеспечивающего максимальные ускорения разгона исполнительного двигателя 4. Система разгоняется до максимальной скорости „,п, (участок кривой ABC на фиг. 3) и в момент, когда сигнал рассогласования О с выхода измерителя рассогласования сравнивается с выходным сигналом функционального преобразователя 7 (a точке С на этой кривой) происходит срабат«ы«В«ание компаратора 9, сигнал на его выходе становится равным логическому нулю (лог. 0 ), и на выходе элемента И 11 сигнал также обращается в лог 0, Разрешение на разгон поступает со входа функционального преобразователя 6, раэгонное напряжение снимается с его выхода и дальнейшая работа система определяется цепочкой из элеЪейтов НЕ 8, И 10. На вход элемента И 10 приходит три сигнала и он реализует логическув функцию U =1), 9 Ю,, т.е. сигнал иа его выходе, соответстВУющий лог 1 ™,будете если одновременно каждый иэ выходных сигналов функциональных блоков

8, 12 и 13 равен лог 1 . Сигнал с выхода элемента НЕ 8 равен лог 1 так как сигнал на его входе приОИ равен лог 0 . Сигнал на выходе порогового устройства 13 равен лог 1, если сигнал на его входе, подключенном к выходу тахогенератора 5, соответствует скорости ф > ф„ и, наконец, сигнал на выходе порогового устройства 12 соответствует лог l, пока сиг-нал рассогласования больше зоны линейности усилителя 2:8)8д. В этом случае, т.е. rrpa8<848 и p > P > (участок кривой СД на фиг. 3), с выхода элемента И 10 выдается сигнал лог 1 на вход функционального преобразователя 6, что соответствует команде на интенсивное торможение системы. На вход функциональ- . ного преобразователя 6 поступает также сигнал, пропорциональный скорости вала привода с тахогенератора 5. По этим двум сигналам при поступлении команды на торможение в функциональном преобразователе

6 вырабатывается сигнал торможения системы, -знак которого Противо» положен знаку скорости, а величина превышает максимальный уровень сигнала с выхода усилителя 2. Сигнал торможения также, как и сигнал разгона с выхода Функционального преобразователя 6 поступает на второй вход сумматора 3. При дальнейшем движении системы в сторону уменьшения сигнала рассогласования, как только выполняется условие 84 0„, или р „, на выходе первого или второго пороговых устройств 12 или 13 появляется лог. 0 и команда на торможение снимается, т.е. на выходе элемента

И 10 появляется лог. 0 (участок кривой ДО на фиг. 3). Так как при этом также отсутствует и команда на разгон(8(9„), то с выхода функционального преобразователя 6 йа сумматор 3 не поступает никаких сигналов и система работает как обычная линейная система.

Работа системы при других начальных рассогласованиях проходит аналогично. Яа фазовой плоскости (фиг.3) .показаны одинарной штриховкой зоны разгона системы, двойной — торможения, а без штриховки оставлены области, где функциональные блоки, ускоряющие переходный прецесс, не участвуют в работе. При этом все зоны ограничены. максимальной скоростью привода ф „ю„

БЕэ функциональных блоков, ускоряющих переходный процесс в нелиней-.

673979 ь ной области (при 6> 8 ), система при этом же начальном рассогласовании имела бй большую длительность переходного процесса, так как двигалась бы к согласованному положению по йинйй А в с d e f o

5 вместо АВСДО, т.е. с перерегулированиями и с большим временем разгона и торможения. Кроме того, в зоне малых рассогласований (при HC 9„) преимущества от предлагаемой сис10 темы заключается в том, что в этой зоне система работает как.чисто лийейная без вмешательства средств нелинейной коррекции.

Формула изобретения

Следящая оистема, содержащая измеритель рассогласования, выход которого через усилитель-ограничитель и через последовательно соединенные первое йороговое"устройство, первый элемент. И и первый функциональный преобразователь соединен со входами сумматора, выход которого через исполнительный двигатель соединен с озим из входов измерителя рассогласования и входом тахогенератора,выход которого соединен со вторым входом первого функционального преобразователя и через второе пороговое устройство - со вторым входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ а яс я тем,,что, с целью повышения

З5 быстродействия и динамической точности системы в ней установлены второй элемент И, элемент НЕ, компаратор и второй функциональный преобразователь, вход которого соеди40 нен c выходом тахогенератора, а выход †с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом измерителя рассогласования, а выход через элемент НЕ - с третьим

45 входом первого элемента И и через второй элемент И - с третьим входом первого функционального преобразователя, .выход первого порогового. уст= ройства соединен со вторым входом второго элемента И.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

9 328424, кл. 6 05 В 11/26, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 482717, кл. Q 05 В 11/01, 1973, 3. Авторское свидетельство СССР

9 521551, кл. G 05 В 13/02, 1974.

4. Заявка 9 2432293/18-24, кл. 5 05 В 11/01,: 20.12.76, по ко.торой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

673979

Pere. 1

Составитель Ю. Гладков

Т . М Петко Корректор О. Козин скан

Ре акто H.Ëîáà÷

Заказ 4073/43 Тирав 1014 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного коввтета СССР по делам ивобретенив я Открнтия

113035 Мос Ж-35 Ра ская наб.i a.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óêãîðîä, ул.Проектная,4