Устройство для контроля следящей системы

 

(»)826287

Союз Советскик

Социаиистическик расиуби

ЬП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 03.08. 79 (21) 2806944/18-24 с присоединением заявки ЭЙ (23) Приоритет (5l }М. Кл.

6 05 В 23/02

Ркударетрекльй камлтет ссср ла делам лзабретеилк и еткрмтил

ОпУбликовано 30.04.81. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 30. 04. 81 (53) УДК 621. 396 (088. 8) А. В. Новиков, Ю. Ф. Сульженко и О. А. Хайнацкий (72) Авторы изобретения! !

i

)E с (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к автоматическому контролю и может быть использовано при контроле дополнительной передачи углового положения вала.

Известно устройство для контроля погрешностей синхронно-следящих систем, позволяющее определить ошибку контроля по разности значений отсчетной части делительных устройств датчика и приемника (lg.

Недостатками этого устройства яв10 ляются невысокое быстродействие и сложность конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля погрешности следящей системы дистанционной передачи угла, содержащее последовательно соединенные генератор опорного напряжения, синусио-косинусные поворотные трансформаторы, датчик .и приемник, усилитель и двигатель, а также аналоговый датчик угла,статор которого установлен на валу дат" чика, а ротор - на валу приемника.

В этом устройстве вал датчика и вал приемника располагаются так, что на одном из них устанавливается ротор аналогового датчика угла, а на другом — статор аналогового датчика угла. В согласованном начальном положении системы напряжение аналогового датчика угла равно нулю. В процессе контроля системы вследствие погрешностей, возникает ,угловое рассогласование между валом датчика и приемника, которое с помощью аналогового датчика угла преббразуется в электрический сигнал, пропорциональный по амлитуде погрешности, контролируемой следящей системы $2/ .

Недостатком данного устройства является низкая эффективность синхронно-следящих систем дистанционной передачи угла из-за отсутствия автоматического контроля следящих систем непосредственно в процессе их работы или эксплуатации.

826287

4 приемника 2 содержат соответственно по две первичные 20 и вторичные 21 обмотки (приемник), оси которых сдвинуты между собой на угол, равный ог

9О /Р, где P — число пар полюсов датчика и приемника. Входные первичные ) квадратурные обмотки 20 трансформатора-датчика 1 через переключатель

12 подключены к генератору 22 опорного напряжения. Выходные (вторичные)) квадратурные обмотки 2) трансформатора-датчика 1 через усилители 9 и 10 блока 8 подключены к обмоткам 20 трансформатора 2, выходные обмотки

21 которого через двухполюсный переключатель 13, сумматор 15 и детектор

16 подключены к формирователю 18, .причем один из выходов переключателя 13 через .делитель 19 и усилитель

7 подключен к обмотке управления, электродвигателя 6. Вход генератора

Il через ключ 14 подключен к источнику постоянного (или переменного) тока,а выход — к управляющим входам переключателей 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля следящей системы, содержащее генератор опорного напряжения,синуснокосинусный трансформатор-датчик, соединенный вторичными обмотками с первичными обмотками синусно-косинусного трансформатора-приемника через блок нормализаторов, усилитель, выход которого подключен к обмотке управления электродвигателя, вал которого через редуктор соединен с валом синусно-косинусного поворотного трансформатора-приемника, и формирователь импульсов, введены ключ, двухполюсные переключатели, сумматор, синхронный детектор, фипьтр и генератор низкой частоты, вход которого подключен через ключ к первому выходу генератора опорного напряжения, подсоединенного вторым выходом через первый двухполюсный переключатель к первичным обмоткам синусно-косинусного поворотного трансформаторадатчика, а выход — к управляющим входам двухполюсных переключателей, вьпсоды вторичных .обмоток синуснокосинусного трансформатора-приемника

30 черех второй двухполюсный переключатель подключены к соответствующим двум входам сумматора, выход которого соединен с первым входом синхронно- . го детектора, второй вход которого подключен ко второму выходу генера- 35 тора опорного напряжения, выход— через фильтр ко входу формирователя импульсов, а один из выходов второго двухполюсного переключателя через усилитель соединен С обмоткой управ- 40 ления электродвигателя.

На фиг.l изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма его работы.

Устройство содержит синусно-косинусный поворотный трансформатор-датчик 1, синусно-косинусный поворотный трансформатор-приемник 2, редукторы

3 g 4, электродвигатели 5 и 6, усилитель 7, блок 8 коммутаторов, состоящий иэ усилителей 9 и 10, генератор 11 низкой частоты, двухполюсные

-переключатели 12 и 13, ключ 14, сумматор 15, синхронный детектор 16, фильтр, 17, формирователь 18 импульсов и согласующий делитель 19.

Синусно-косинусные поворотные трансформатора-датчика 1 и трансфоматораПри замкнутом ключе 14 генератор

11 отключен и на его выходе сигнал отсутствует. При этом первые пары контактов переключателей 12 и 13 нахо дятся в замкнутом положении (фиг,l) а вторые пары — в разомкнутом. В этом случае переменное напряжение генератора 22 через первую пару контактов переключателя 12 поступает на запитку первой входной обмотки трансформатора-датчика 1, а жходное напряжение первой вторичной обмотки трансформатора-приемника 2 при P = 1, определяемое уравнением

U с Uo A<0(ñÊ -MS n г„3 + (g) 4е 4с H /Зд - угловые положения роторов трансформатора-датчика и трансформатора»приемника, через первую пару контактов переключателя 13 поступает на обмотку управления электродвигателя 6, который приводит во вращение через редуктор 4 вал трансформатора-приемника 2 до устранения рассогласования. При Орс, = О, OLq = Po т.е. угловые положения. роторов трансформатора-датчика и трансформатора-приемника равны друг другу, Уравнение (1), определяющее выходной сигнал рассогласования сле826287 дящей системы дистанционной передачи угла, имеет место в том случае, если трансформаторы датчика 1и приемника 2 выполнены идеальными,.т.е. без погрешностей. Кроме того, предполагается, что параметры усилителей

9 и 10 являются абсолютно идентичными.

Однако на практике параметры усилителей 9 и 10 отличаются от расчетных, что приводит к появлению угловой погрешности передачи угла. Угловая погрешность следящих систем дистанционной передачи угла, выполненных на основе двухполюсных, а в некоторых случаях и многополюсниках, синусно-косинусных поворотных трансформаторов (например индуктосинов) имеет характер второй гармоники и определяется уравнением

1О

В этом случае уравнение (1) будет равно.

U>oo=0o о!о((ио-(оо(!

Выявление этой погрешности в уст ройстве происходит следующим образом.

При установке ключа 14 в замкнутое положение на выходе генератора 11 появлятся прямоугольные импульсы низкой частоты (фиг.2) Сдк сс (до, где 43 — частота выходного напряжения генератора. Эти импульсы поступают на управляющие входы переключателей 12 и 13 при этом при нулевом сигнале на выходе генератора 11 в замкнутом положении будут находиться первые пары контактов переключателей 12 и

13, а при единичном значении сигнала на выходе генератора ll в замкнутом положении будут находиться вторые

SS пары контактов переключателей 12 и

13, так как вторые пары контактов переключателей 12 и 13 подключают .Оответственно вторую (квадратурную) первичную обмотку трансформаторадатчика l к генератору 22 и вторую (квадратурную) вторичную обмотку трансформатора-приемника 2 к входу сумматора 15. В результате синхронной коммутации первичных обмоток трансформатора-приемника 2, сигнал на выходе сумматора 15, с учетом погрешностей следящей системы,определяемых уравнением (2), будет равен: 1 при 0 Тк, т.е. за первый период коммутации, : U o» = U o о! и ((о! о (о о! о о с! о s i o (2 or o+

2Н11 + 1 " О 9 (5)

4 о! при — 1 t < Ч к, т.е. за второй ,период коммутации, Uño ì "о о"о((о!о p o,l+aU! oin(tao+

+ 1 2Н)) 51П Сдо (6) где и ф, — угловые положения квад-! ратурных роторных обмоток трансформа-!

:тора-датчика 1 и трансформатора-приемника 2.

С с =+o+90 > (Ъо = P о+ ОО Я После подстановки (7) в (6) находим, что сигнал на выходе сумматора !5 может быть представлен в виде !!с!!м=!!о(о О(о!о (оо) о

+. Vg(o,М " . о ® где

М2(1п 2ФО, при 04+ и - (- 1 „

1 92(<04-6Я2 Gi n 2 o П ) И вЂ” 7„a t )

Из полученного уравнения (8) видно, что в устройстве угловая погрешность следящей системы дистанционной передачи угла в результате синхронной коммутации роторных обмоток датчика и приемника принимает временной характер, проявляясь в виде энакопеременной прямоугольной функции Ц>2(g, 1), следующей с частотой

Сдк, причем амплитуда этой функции определяется величиной угловой погрешности Д ((О(о) °

Для выделения функции Ь (2 (ЫО Ц, несущей информацию об угловой погрешности следящей системы дистанционной передачи угла, выходной сигнал (8) сумматора 15 в детекторе 16 перемножается с опорным сигналом 0опф uî sin cooed. генератора 22.

В результате на выходе детектора 16 будет сформирован сигнал вида

826287

Таким образом, из полученного уравнения (! !) следует, что амплитуда сигнала постоянного тока вида

" Ср и Ос т = " О × 2 " (с o с н)

@I sin((w -Po1+ sq ta <)) сов 2ы 1

Высокочастотная переменная составляющая (с частотой 2(оо) выходного сигнала детектора с помощью фильтра

17 отфильтровывается и на вход формирователя 18 не проходит. Низкочастот<ная составляющая детектора !6, равная

Осрниз О Б П Ыо о о Ч2 о ) (9) поступает на вход блока формирователя 18 в качестве полезного сигнала, несущего информацию от контролируемой погрешности следящей системы передачи угла.

Как видно из блок-схемы (фиг. 1), в процессе коммутации роторных обмоток датчика и приемника, иа вход обмотки управления электродвигателя 6 периодически с частотой поступает с выхода nepsoA вторичной роторной об- 3О мотки трансформатора-приемника 2 через первую пару контактов переключателя 13 сигнал рассогласования,определяемый уравнением (5}, причем амплитуда этого сигнала совпадает с амплитудой сигнала рассогласования (3), поступающего на обмотку управления двигателя прн отсутствии коммутации роторных обмоток. Под воздействием импульсного сигнала

4Ф (), следующего с частотой М<, электродвигатель б,вращаясь, разворачивает вал трансформатора-приемника

2 до устранения сигнала рассогласования, при этом при Upac (at.o) = О, I

<о (Ъо б(z ЫО(2й.о+О нД ЧЮ) т.е. н в процессе коммутации роторных обмоток трансформатора-датчика 1 н трансформатора-приемника 2 следящая система будет осуществлять дистанционную передачу угла.

Подставив (10) в (9) находим,что сигнал на входе формирователя 18 будет равен Я

СР ниЪ !)О Ь(2 Ьin(2aCo îi2iili

+ +UU0ь(р2(ко,tI Й3) а также амплитуда низкочастотного сигнала переменного тока с частотой

И < вида

"со- = ) О Ч, < о, ), где Ь ч" з (, Ко, 1 ) определяется уравнением 1,8) пропорциональны угловой погрешности следящей системы дистанционной передачи угла. Эти сигналы

1,или один из этих сигналов) поступают в формирователь 18,в котором этй, сигналы или регистрируются на самописце, с целью осциллографирования суммарной погрешности следящей системы, или используются для автоматической или ручной коррекции (симметрирования} измерительных элементов (например усилителей 9 или 10 ) следящей системы, с целью уменьшения угловой погрешности дистанционной передачи угла.

После проведения контроля погрешности следящей системы дистанционной передачи угла ключ 14 устанавливается в разомкнутое положение, генератор !1 отключается и процесс коммутации роторных обмоток трансформатора-датчика 1 и трансформатора-приемника 2 прекращается. В этом случае, как было указано раныве, на выходе .первой вторичной обмотки трансформатора-приемника 2 формируется непре,рывный сигнал рассогласования (l), под воздействием которого электродвигатель 6, вращаясь, разворачивает вал трансформатора-приемника 2 до устранения рассогласования.

Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью осуществить контроль угловой погрешности следящей системы, причем работоспособность контролируемой следящей системы во время определения ее угловой погрешности полностью сохраняется.

Формула изобретения

Устройство для контроля ° следящей системы, содержащее генератор опорного напряжения, синусно-косинусный трансформатор-датчик, соединенный

826287 вторичными обмотками с первичными обмотками синусно-косиыусного поворотного трансформатора-приемника через блок нормалиэаторов, усилитель, выход которого подключен к обмотке управления электродвигателя, вал которого через редуктор соединен с валом синусно-косинусного трансформатора-приемника, и формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены ключ, двухполюсные переключатели, сумматор, синхронный детектор, фильтр и генератор низкой частоты, вход которого подключен через ключ к первому выходу генератора опорного напряжения, под-. соединенного вторым выходом через пер вый двухполюсный переключатель к . ,первичным обмоткам синусно-косинус-. ного поворотного трансформатора-датчика, а выход - к управляющм входам двухполюсных переключателей, выходы вторичных обмоток синусно-косинусного трансформатора-приемника через второй двухполюсный переключатель подключены к соответствующим двум входам сумматора, выход которого соединен с первым входом синхронного детектора, второй вход которого подключен ко второму выходу генера10 тора опорного напряжения, выход— через фильтр ко входу формирователя импульсов, а один иэ выходов второго двухполюсного переключателя через усилитель соединен с обмоткой

>s управления электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ахметжанов А. А. Синхронно-слеgp дящие системы поввппенной точности.

М., ГЭИ, )966, с.208.

2. Там же. с.264 (прототип).

826287

Составитель В. Дианов

Редактор Ю. Ковач Техред Ж.КастелевичКорректор О. Билак

Заказ 2514/68 Тиран 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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