Следящая система

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советекик

Социалистических

Республик

""71435 и (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 06.10.77 (2 f ) 2534998I 18-24 с присоединением заявки ЭЙ

Ц 05 В 11/01

ВвудврвтввнвМ кеивтет

COCA ае леван изобретения и етврнтив (23)Приоритет -.

Опубликовано 08 02.80 Бюллетень М 5 (53) Ул К 62-50 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.80 (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Зайцев, В. К. Стеклов и P. А. Харжевский (7I) Заявитель (54) СЛЩЯЩЛЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области авто матического регулирования и может быть исаользовено в автоматических системах при скачкообразных входных воздействиях.

Известны следящие .. системы, содержащие замкнутый контур управления. Cnensщея система, кроме последовательно сое динвнных предварительного усилителя, уси лителя мощности, исполнительного двигателя, объекта и цепи единичной обратной связи, содержит два мультивибратора, блок селекторов и ключ. Такая система осуществляет переходной процесс при ступенчатом управляющем воздействии, опти. мальный по быстродействию 1).

ll5

Однако такая система обеспечивает уменьшение переходной составляющей ошибки только при постоянных амплитудах скачков задающего воздействии.

По технической сущности наиболее

20 близкой к предложенному явпяется следящая система, которая содержит устройство управления и последовательно соединенные усилитель, исполнительный эле2 мент и сумматор, В этой системе при од» ном знаке амплитуды скачка задающего воздействия импульсы с устройства. управления в течение длительности переходного процесса изменяют свой знак il раз, где тт — степень характеристического уравнения замкнутого контура, При этом эквивалентный сигнал управления И равен И = +)+ф() > т де а Я) - задающее воздействие, Я) - импульсный сиг нал энакопеременной полярности с устройства управления . 2 .

Однако так, как знаки А® и с((1Ь) на чередующихся интервалех совпадают, то

И> не соседних интервалах будет резличным, что ведет к увеличению переходной составляющей погрешности по сравнению

cQ случаем,, когда, И -"со ье=и„щ е где

Имс „- максимально возможйая амплитуда сигнала управления. Таким образом, в этой системе задающее воздействие 4(Я влияет на переходной процесс, увеличивая

его длительность (при этом. появляется перерегулирование). Кроме того, при боль» ших степенях и характеристического уравнения замкнутого контура требуется сложное управляющее устройство, так как оно должно обеспечить при простых корнях характеристического уравнения л нереклк - > чений, а при наличии комплексных корней количество переключений зависит также от начальных условий, т.е. должно содер жать запоминающее устройство.

Хмель изобретения - повышение динами- 10 ческой точности и упрощение системы.

Зто достигается тем, что в систему введены ключевой элемент и корректирующее звено, при этом выход сумматора через ключевой элемент соединен с первым 15 входом усилителя, а выход устройства управления подключен к управляющему входу ключевого элемента и ко входу корректирующего звена, выход которого подключен ко второму входу усилителя. Умень- 2О шение переходной составляющей погрешности и упрощение предложенной системы достигается благодаря тому, что на время переходного процесса замкнутый кон=ур управления размыкается, и управле=

:-.;Ие объектом осуществляется управляющим устройством, включещ ым в разомкнутый канал по задающему воздействию.

С новоеменно устройство управления уп= равляет работой 1 ключевого элемента, расположенного в замкнутом контуре и исключающего влияние задающего воздействия на переходной процесс. Таким образом, получен эквивалентный объект оптимизации с лучшиын динамическими сВОйстВамир

В частности, с меньшим временем переходного процесса (в 1,5 раза).

Ба фиг. 1 представлена функциональная схема следящей системы; на фиг. 2— иьа ульсный сигнал устройства управления. 4О

Система содержит сумматор 1, усилитель 2, исполнительный элемент 3, устройство управления 4, ключевой элемент

5, корректирующее звено 6.

Система работает следующим образом.

При пОдаче на Вход, ступенчатОгО зада ющего воздействия 4 (t) устройств;. управления 4 генерирует импульсный сигнал энакопеременной полярности ф ® °

Зтот сигнал поступает на управляющий @ вход ключевого элемента 5, реализующего функцию переключения вида1

q Q при Q{QФО при с (4)ФO т.е, коэффициент передачи ключевого элемента равен 1, если устройство управления не работает Lp(<)=ОД При+4)fQ полностью исключается влияние задающе51

4 го Воздействия,(4) на амплитуду сигнала управления. В системеИ =И„щ„р СВ качестве объекта управления рассматривается участок: вход корректирующего звена

6, второй вход усилителя 2, выход исполнительного элемента 3. Корректирующее звено 6 служит для улучшения динамических свойств оптимизируемого объекта. Передаточная функция участка, второй вход усилителя - выход системы имеет вид

К (,р+ )(р+Ю где H7$ — большие постоянные времени,.

p — оператор Лапласа. Для уменьшения длительности переходного процесса при ступенчатом задающем воздействии необходимо уменьшить постоянные времени.

Это достигается включением корректирующего звена с передаточной функцией вида (т„р«()(те Р+1) „(I) =,, Л) (T„p+ <) (T

С учетом формул (1) и (2) передаточная функция эквивалентного объекта опти мизации определяется выражением

K е,(р =,(.p) „(p), (Я (T< p+<)pz P+<) р ъ бирая q < Tq H Т ((Т можно полу чить эквивалентный объект оптимизации с лучшими динамическими свойствами, т.е.

МЕНЬШИМ ВРЕМЕНЕМ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕСса. Таким образом, сигна ф(а)=0 д поступает на эквивалентный объект оптимизации передаточная функция которого ог.ределяется выражением (3). Для объекта третьего порядка сигнал управления изоб- ражен на фиг. 2. Как следует из рисунка, моменты времени kq 1+ 1 являются моментами переключения сигнала управления(И), При этом на участке О-t, осуществляется максимальный разгон исполнительного элемента, на участке t - максимальное торможение, и, наконец, на участке 1 - 1 опять осуществляется максимальный разгон.

Бремя переходного процесса Crt â системе фиг, 1 .равно- =1. и является минимально возможным.

Формула изобретения

Следящая система, содержащая устройство управления и последовательно соедн; пенные усилитель, исполнительный элемент и сумматор, о т л и ч а ю ш а я с я

714351 фиг. 1 юг. 2

Составитель Г. Нефедова

Редактор А. Виноградов Техред >. Петко Корректор Т. Скворцова

Заказ 9286/44 Тираж 956 Подписное

UHHH?IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что, с целью повышения динамической точности и упрощения системы, в нее введены ключевой элемент и корректирующее звено, выход сумматора через ключевой элемент соединен с первым входом усилителя, а вь-.ход устройства управления подключен к управляющему входу ключевого элемента и ко входу корректирующего звена, выход коб торого подключен ко второму входу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

34 328424,М,Кл. Я 05 В 11/Ol, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР

hh 33 1 366, М.Кл. (т 05 В 1 1/01, 1970 (прототип) ..