Привод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалист нивских

Республик и 679933 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.05.77 (21) 2484945/18 — 24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Z (51) М. Кл.

G 05 В 11/01

Гевударвтввкхый хвватвт

СССР вв делам хзвбрвтвей я вткриткй (53) УДК 62.50 (088.8) Опубликовано 15.08.79. Бюллетень № ЗО

Дата опубликования описания 15.08.79 (72) Авторы изобретения В. И. Разинцев, А. И. Кочетов и В. И. Шарыпов (71) Заявитель (54) ПРИВОД

Изобретение относится к области систем автоматического управления и может быть использовано в системах управления летательными аппаратами, содержащих исполнительные устройства с ограничением скорости изменения выходной величины и подверженных воздействию помех.

Известен привод в котором для компенсации отрицательного влияния ограничения скорости изменения выходной величины используются блок с зоной нечувствительности, сумматор, звено с ограничителем и модель звена с ограничением f1 J.

Недостаток известного привода состоит в том, что расширение линейного участка звена с ограничением осуществляется путем дополнительного подключения параллельно звену с ограиичением его модели в режиме насыщения скорости изменения выходной величины. Суммарная выходная величина превышает зону ограничения, что повышает помехозащищенность привода, так как быстро изменяющиеся составляющие выходного сигнала привода не ограничиваются по скорости, Однако реализация таких устройств требует либо увеличения мощности исполнительного органа, либо установки нескольких исполнительных органов первоначальной мощности, что практически трудно осуществить, например, на летательном аппарате, где ограничены не только габариты, но и вес исполнительных органов системы управления.

Известен другой привод, в котором установлены устройства для компенсации помех, звено с ограничением, суммирующий интегратор н реле с уровнем срабатывания, равным уровню ограничения; (2) .

Егонедостаток, заключается в том, что. величина уровня ограничения задается заранее и не изменяется в процессе работы привода.

Величина ограничения скорости изменения выходного вала привода зависит от нагрузки на всем интервале ее изменения. Нагрузка на выходном валу привода может изменяться в широком диапазоне.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является привод, содержащий интегратор, два коммутатора; последовательно соединенные сумматор, звено с ограничением, 679933 з

И

3 силовой механизм и блок зоны нечувствительности, первый вход которого подключен к первому входу сумматора, а выход — через интегратор ко второму входу сумматора (3).

Недостаток его состоит в том, что уровень срабатывания порогового элемента не зависит от уровня ограничения звена с ограничением.

Кроме .того, в известном устройстве возможно ложное срабатывание порогового элемента под действием выходного сигнала интегратора.

Указанные недостатки снижают помехозащищенность привода с ограниченной скоростью изменения выходного вала.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности привода при обработке сигналов управления, засоренных помехой и быстро изменяющимися составляющими.

Указанная цель достигается тем, что привод содержит датчик скорости, вход которого свя. зан с выходом силового механизма, выход соединен с входом первого коммутатора, выход которого подключен к второму входу блока зоны нечувствительности, выход которого связан с входом второго коммутатора, выход которого соединен с соответствующим входом интегратора.

На чертеже изображена блок-схема привода.

Она содержит сумматор 1, звено 2 с ограничением, силовой механизм 3, блок 4 зоны нечувствительности, интегратор 5, датчик скорости 6, коммутаторы 7 и 8, входи 9 и 10 сумматора 1.

Принцип действия привода состоит в следующем.

Величина зоны нечувствительности блока зоны нечувствительности изменяется в прямой зависимости от уровня насыщения звена с ограничением. За счет этого сформированный на выходе интегратора компенсирующий сигнал пропорционален ограниченной части входного сигнала звена с ограничением, что, в свою очередь, позволяет повысить среднее значение выходного сигнала звена с ограничением при суммировании компенсирующего сигнала с Bxo+HbtM сигналом привода и скомпенсировать тем самым ограничение скорости изменения выходной величины привода. Помехозащищенность привода повышается, так как отрицательное влияние ограничения скорости изменения выходной величины привода, обусловленное наличием в сигнале управления помехи и быстро изменяющихся составляюших, скомпенсировано за счет дополнительного увеличения времени нахождения привода в состоянии ограничения (насыщения) по скорости. Входной управляющии сигнал g (t), cocTQRHlHN из алгебраической суммы медленно изменяющегося сигнала a{t) и быстро изменяющейся составляю4 щей X (t), поступает на вход 9 сумматора 1 и на вход блока 4 эоны нечувствительности.

Примером такого сигнала g(t) может быль управляющий сигнал системы управления летательным аппаратом, где медленно изменяющейся составляющей a(t) является сигнал, соответствующий движению центра массы летательного аппарата, а быстро изменяющейся составляющей Х (t) является сигнал углового движения летательного аппарата относительно его центра массы. Выход сумматора 1 через звено 2 с ограничением соединен со входом силового механизма 3 привода. Зона ограничения звена 2 соответствует величине ограничения скорости изменения выходного вала силового механизма 3. Выход блока 4 эоны нечувствительности подключен через интегратор 5 ко входу 10 сумматора 1.

Величина зоны нечувствительности блока 4 пропорциональна зоне насыщения звена 2. Эта пропорциональность зоны нечувствительности блока 4 и зоны ограничения звена 2 осуществляется с помощью коммутатора 7, управляющий вход которого связан через датчик скорости 6 с выходным валом силового механизма 3.

Включение интегратора 5 в работу и приведение его в исходное положение (разряд накопленного заряда} осуществляется с помощью коммутатора 8, управляющий вход которого подключен к выходу блока 4 зоны нечувствительности.

Привод работает следующим образом.

Если скорость изменения входного сигнала

g(t} не превышает скоростных возможностей силового механизма 3, то сигнал на выходе датчика 6 скорости не имеет участков с насыщением и подобен сигналу g(t). Выходной сигнал датчика скорости 6 поступает на вход коммутатора 7, который может быть выполнен в виде набора релейных поляризованных элементов с разными уровнями срабатывания.

Контакты этих репейных элементов осуществляют изменение величины зоны нечувствительности блока 4. В идеальном случае, когда силовой механизм является интегрирующим звеном, привод работает в режиме максимальной нагрузки и отсутствует скоростное ограничение, то входной сигнал g(t) и выходной сигнал

y(t) датчика скорости б пропорциональны между собой и сигнал g(t) через блок зоны нечувствительности 4 не проходит. Коммутатор 8 не срабатывает. Интегратор 5 не интегрирует свой входной сигнал. Компенсирующий сигнал с выхода интегратора 5 на вход 10 сумматора 1 не поступает,т.к. ограничению скорости изменения как медленно изменяющей

a(t), как быстро изменяющей Z (t) составляющих, суммарнЫй сигнал g(t) не подвергается.

679933

ЦНИИПИ Заказ 4792/42 1 ираж 1015 Подписное

Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Если скоростные характеристики входного сигнала превышают скоростные характеристики силового механизма 3, то подобие сигналов

g(t) и y(t) нарушается.

В отдельные интервалы времени сигнал . g(t) будет превышать сигнал y(t). В эти интервалы времени скоростного насыщения привода появляется сигнал на выходе блока 4 зоны нечувствительности, под воздействием которого срабатывает коммутатор 8. Коммутатор 8 включает в работу интегратор 5, который интегрирует выходной сигнал блока 4 в режиме насыщения.

Как только сигнал g(t) войдет в линейную зону звена 2 с ограничением, например, под воздействием сигнала обратной связи привода или системы автоматического управления (на чертеже этн связи не показаны), то сигнал на . выходе блока 4 станет равным нулю. Коммутатор 8 переключит интегратор 5 из режима интегрирования на режим разряда накопленного заряда. Интегратор 5 разряжается, при этом его выходной сигнал (компенсирующий сигнал) суммируется с сигналом g(t) с помощью сумматора 1, что позволяет повысить среднее значение медленно изменяющейся составляющей a(t) сигнала g(t), первоначальное уменьшение которой было обусловлено ограничением помехи (быстро изменяющейся составляющей) .

При работе привода его нагрузка может изменяться. Соответственно изменяются величина линейной зоны звена 2 с ограничением и величина зоны нечувствительности блока 4, а также значение компенсирующего сигнала на выходе интегратора 5.

Положительный эффект от использования предложенного привода в системах автоматического управления летательных аппаратов состоит в том, что улучшаются динамические свойства и устойчивость систем управления при включении в контур регулирования помехозащищенного привода.

Формула изобретения

Привод, содержащий интегратор, два комму

raropa, последовательно соединенные сумматор, - звено с ограничением, силовой механизм s блок зоны нечувствительности, первый вход

4% которого подключен к первому входу сумма- . тора, а выход — через интегратор к второму входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности привода, он содержит датчик скорости, вход которого связан с выходом силового механизма, выход — с. входом первого коммутатора, выход которого подключен к второму входу блока зоны нечувствительности, выход которого соединен с входрм второго

33

r коммутатора, выход которого соединен с соответствующим входом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 344407, кл. G 05 В 5/01, 03.08.70, 2. Авторское свидетельство СССР Ие 402855, кл. G 05 В 5/01, 29.04.72.

3. Авторское свидетельство СССР Р 346706, кл. G 05 В 5/01, 24.10.69.