Патент ссср 826274

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и@26274 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.08.79 (21) 2816536/18-24 (51)М. Кл.

Ci 05 В 15/02 с присоединением заявки М

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.81. Бюллетень J% 16

Дата опубликования описания 0505.81 по делам изобретений и открытий о (53) УДК 62-50

;(088,8) А. Ф. Гришков, А. Н. Гуляев, И. Г. Дорух и А. В. Маргелов (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ЦИФРОАНАЛОГОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления углом поворота вала с помощью цифрового вычислительного устройства.

Известна цифроаналоговая следящая си- 5 сгема, содержащая цифровое .вычислительное устройство, преобразователь "код-напряжение, усилитель и исполнительный двигатель (1).

Недостатки системы - низкая точность т0 вследствие погрешностей, вносимых усилителем, а также сложность.

Наиболее близкой к предлагаемой является цифроаналоговая система, содер15 жашая сумматор, цифровое вычислительное устройство, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входам первого и второго преобразователей коднапряжение и синусно-косннусный вращающийся трансформатор, вал которого механически связан с валом исполнительного двигателя, вход соединен с выходом генератора опорного напряжения, а первый и второй выход — соответственно со входами первого и второго фазочувствительных выпрямителей, а также блоки умножения (2).

Недостатки системы — невысокая точность и сложность, обусловленные, главным образом, сложностью реализации множительных устройств высокой точности.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение системы, Указанная цель достигается тем, что в систему введены первый, второй и третий коммутаторы, генератор тактовых импульсов, линейный фильтр и последовательно соединенные квадратор и инвертор, вход и выход которого соединены соответственно с первым и вторым входами третьего коммутатора, выход которого через линейный фильтр подключен к исполнительному двигателю, первые входы первого и второго коммутаторов соединены соответственно с выходами первого преобразователя код-напряжение и первоU =A a«nape (2) 40

3 82627 го фазочувствительного выпрямителя, вторые входы — с выходами второго преобразователя код-напряжение и второго фазочувствительного выпрямителя, а выходы — с первым и вгорым входами сумма5 тора, выход которого подключен к входу квадратора, причем выход генератора

° тактовых импульсов соединен с управляющими входами первого, второго и третьего коммутаторов.

На чертеже приведена блок-схема цифроаналоговой следящей системы.

Система содержит цифровое вычислительное устройство 1, первый и второй преобразователи код-напряжение 2 и 3, 15 исполнительный двигатель 4, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 5, генератор 6 опорного напряжения, первый и второй фазочувствительные выпрямители

7 и 8, генератор 9 тактовых импульсов, первый, второй и третий коммутаторы 1012, сумматор 13, квадратор 14, инвертор 15 и линейный фильтр 16.

Система работает следующим образом.

На первый вход коммутатора 10 поступает с первого выхода цифрового вычис25 лительного устройства 1 через преобра- зователь код-напряжение 2 сигнал

u =A cosy А, О где A — амплитуда сигнала;

К вЂ” коэффициент электрической реP дукции; с(— желаемые дискретные значения угла поворота системы.

На второй вход коммутатора 10 посту- 3 пает со второго выхода цифрового вычислительного устройства 1 через преобразователь 3 код-напряжение сигнал

Генератор 6 опорного напряжения генерирует однофазное переменное синусоидальное напряжение, которое подводится к обмотке сгатора синусно-косинусного вра- 4 шающегося трансформатора 5. При прохождении по ней переменного тока образуется пульсирующая магнитная действующая сила, которая создает в воздушном зазоре трансформатора магнитное поле. 50

Под воздействием .магнитного поля в обмотках ротора синусыo-косинусного вращающегося трансформатора 5 индуцируются вторичные ЭЙС, эффективные значения которых являются функциями угла }} по « « ы ворота ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора 5. Вторичные выходные напряжения синусно -косинус4 ного вращающегося трансформатора 5 будут имегь вид

us=À 61ИP 51ИEl)i; (3)

4 A COSP Si}1®t,, . (4) где 0u — угловая частота питающего генератора 6;

Jb — угловая частота вращения ротара синусно-косинусного вращающегося трансформатора 5 и поворота вала исполнительного двигателя 4 (угла поворота на выходе системы).

На первый вход коммутатора ll поступает с первой выходной обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора 5 через первый фазочувствительный выпрямитель 7 сигнал

А c;os К P P (), (5) где И„(Ц вЂ” широкополосная помеха, которую можно считать былым шумом с нулевым средним значением и спектральной плотностью г},}.

На второй вход коммутатора 11 поступает со второй обмотки синусно-косинусного вращающегося трансформатора 5 через второй фазочувствительный выпрямитель 8 сигнал

0 АсР1И Кр +}12(Ц (6) где И (Ц- широкополосная .помеха того же вида, что и И< (Ц со спектральной плотностью N2.

В первом положении коммутаторов

10-12, как показано на чертеже, сигналы (1) и (6), пройдя через суммагор 13, квадратар 14, образуют на входе линейного фильтра 16 сигнал положительной полярности, равный по величине

0-} = А() (СО KPal +B1eKp P 7+hz(<)) (7)

В другом положении коммутаторов 1012 сигналы (2) и (5), пройдя через сумматор 13, квадратор 14 и инвергар 15, образуют на входе линейного фильтра 16 сигнал отрицательной полярности, равный по величине

0 = (А (51llk>AtCOSK }))tel ()) (ц)

Генератор О тактовых импульсов, частота которого выбираегся.по теореме Котельникова и должны быть значительно ниже минимальной частоты сигналов (1), (2), (5) и (6), управляя коммутаторами 10-12, позволяет получить на входе линейного фильтра 16 переменный сигнал, имеющий форму меандра, амплитуда поло5 é Â жительных. импульсов которого равна (j7, а отрицательных U8. Этот переменный сигнал, проходя через линейный фильтр

16, усредняется и усиливается с одновременным подавлением шумов и при 8 oL на выходе линейного фильтра 16 будем иметь медленно меняющийся сигнал

U =К К К (. - 1

I.ae к ф — коэффициент передачи линейного фильтра.

Линейный фильтр имеет перадаточную функцию H.p Ч Р г+ + где Н вЂ” постоянное усиление;

P - оператор; ь — положительные коэффициенты, ком1 нЯ торые зыбирают согласно опре .j деленным критериям аппроксимации.

Сформированный сигнал ошибки Uq воздействует на исполнительный двигатель

4, производящий отработку сигнала ошибки, дотех пор, пока р не будет IIo величине близок

При этом точность обработки заданного углового перемещения будет значительно выше, чем у известных систем, особенно при малых значениях рассогласования.

Простота реализации предлагаемой системы при высокой точности позволяет достигнуть высоких экономических показателей.

Формула изобретения цифроаналоговая следящая система, содержащая сумматор, цифровое вычислительное устройство, первый и второй BbI274 6 ходы которого подключены соответственно к входам первого и второго преобразователей код-напряжение, и синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вал которого механически связан с валом исполнительного двигателя, вход соединен с выходом генератора опорного напряжения, а первый. и второй выход — соответст- венно со входами первого и второго фазо10 чувствительных выпрямителей, о т л ич а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения системы, в нее введены первый, второй и третий коммутаторы, генератор тактовых импульсов, д линейный фильтр и последовательно соединенные квадратор и инвертор, вход и выход которого соединены соответственно с первым и BI орым входами третьего коммутатора, выход которого через линейный р0 фильтр подключен к исполнительному дви« гателю, первые входы первого и второго коммутаторов соединены соответственно с .выходами;.. первого преобразователя кодФ напряжение и первого фазочувствительнаго выпрямителя, вторые входы — с выходами: второго преобразователя код-напряжение и второго фазочувствительного выпрямителя, а выходы — с первым и вторым входами сумматора, выход которого подклю30 чен к входу квадратора, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с унравляюшими входами первого, aropoго и третьего коммутаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ахметжанов А. А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств, М., Энергия, 1974, с. 221.

2, Авторское свидетельство СССР

14 593187, кл. G 05 В 11/16, 1975 (прототип).

Составитель С. Дунаев

Редактор Е. Йичинская Техред Н.Майорош Корректор М. Демчик

Заказ 2375/34 Тираж S40 Подписное

ВНИИПИ 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