Следящая система комбинированного управления

 

Союз Советск не

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ti)SS1655

r (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.0 1.80 (2 I ) 287 1 285/18 24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.11.81 (5i)INL. Кл.

G 05 В 11/01

Рмударотеенныб коинтет

СССР по делан нзобретеннй н открытий (53) УДК(3250 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Смирнов и Л. A. Осипов (7!) Заявитель (54) СЛЕДЯШАЯ СИСТЕМА КОМБИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть исполь зовано в радиотехнических системах, приборостроении, станкостроении и т.п.

Известна следящая система комбинированного управления,в которой для повыше5 ния точности слежения используется компенсирующая следящая система Pl).

Недостатком такой системы является невысокая точность слежения, вызванная

10 параметрическими возмущениями, воздействующими как на основную следящую систему, так и на компенсирующую.

Наиболее близкой по технической суш15 ности к изобретению является система, содержащая последовательно соединенные задатчик положения, блок сравнения, первый сумматор и исполнительный элемент, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, а через датчик скорости - со вторым входом первого сумматора, третьим входом подключенного к выходу эадатчика скорости, вход которого соединен со вторым выходом задатчика положения (2).

Недостатком данной системы является невысокая точность при изменении крутизны выходной характеристики задатчика и датчика скорости. Применение отрицатель ной обратной связи по скорости уменьша« ет ошибку системы, обусловленную неста бильностью элементов (усилителя и двигателя), но не уменьшает погрешность, вызванную уходом параметров датчика скорости и задатчика скорости. Уход параметров при изменении внешних условий в существующих серийно изготовляемых датчиках скорости, выполненных на тахогенераторах (например совмешенные двига тели - генераторы серии ПГ), достигает

30%.

Целью изобретения является повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что следящая система комбинированного управления содержит последовательно соединенные масштабный элемент, второй случаев.

Крутизна датчика скорости 5 не меняется, а меняется только крутизна задатчика скорости 6. В этом случае в уста45 новившемся режиме при движении входной оси системы с постоянной скоростью

Q. =СОИ6В(при этом в нескомпенсированбх ной системе выставляется глубина жесткой связи по скорости К и необходимый коэффиш ент передачи масштабного элемента 7

К = g= ) результирующее напряжение Тл к на входе суммирующего усилителя 3 следящей системы при всех условиях экспдуатации равно

U =6 -U -U -U =СОИ М, J d s к

Так, например, при Ол = 100 мВ и

К= 10 напряжение >< 90 ìÂ, ()д =10 мБ, 55 сумматор, инвертор и инерционное звено, выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора, второй вхоД которого соединен со вторым входом второго сумматора, а третий вход - co входом

5 масштабного эдемента.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой следящей си-! стемы.

Следящая система комбинированного управления содержит последовательно соединенные задатчик положения 1, блок сравнения 2, суммирующий усилитель— первый сумматор 3 и исподнительный элемент 4, а также датчик скорости 5 и задатчик скорости 6. Выход исполнительного элемента 4 механически связан с осью приемника - .блоком сравнения 2 и через датчик скорости 5 соединен со вторым входом суммирующего усилителя 3, третий вход которого соединен с выходом задатчика скорости 6. Кроме того, следящая система снабжена последовательно соединенными масштабным элементом

7, вторым сумматором 8, инвертором 9 и инерционным звеном 10. При этом вход масштабного элемента 7 подключен к выходу задатчика скорости 6, второй вход сумматора 8 - к выходу датчика скорости 5, а выход инерционного звена 10 к четвертому входу суммирующего усилителя 3.

Предлагаемая следящая система работает следующим образом.

В нормальных условиях в масштабном

35 элементе 7 осуществляется масштабирование сигнала Q4 до величины U 0C с тем, чтобы результирующий сигнал на выходе сумматора 8, а, следовательно, и инерционного звена 10, был равен нулю. ло

Работа системы приведена для двух;

9 =О. При этом напряжение на выходе ийвертора 9, а следовательно, и инерционного звена 10

Если же под воздействием внешних условий напряжение ОЛ уменьшается, например на 20% (следовательно, 0„= U (10,2) = 80 мВ, а () „= U К =-80.0,9 =

= 72 мВ), то на выходе инерционного звеI на 10 появится напряжение UK=0 U =

= 72-90 = -18 мВ. Тогда динамическая

1 1 ошибка системы станет 8y =-U + 0 л-0 л-Оу =

-80-18 +90+10 = +2 мВ, в то время как ошибка в известной системе равна

6 -- — Ц„+ Ц + Цу --- 80+90+10= л-2ОмВ.

Крутизна задатчика скорости 6 не меняется, а меняется только крутизна датчика скорости 5. В этом случае при падении напряжения Ид на 20% напряже» ние 0 Ug (1-0,2)-72 мВ, а () = ()„К -IJ =

==90-72=18 мВ..

При этом динамическая ошибка системы равна дд --0„+ ц„-0 +0 100+18+72+

+ 1 0=0.

Таким образом, уход крутизны выходной характеристики датчика скорости 5 не сказывается на динамической точности следящей системы.

Введение инерционного звена 10 в предлагаемую систему необходимо для обеспечения устойчивости следящей системы. В качестве инерционного звена

10 может быть использовано, например, инерционное звено первого порядка (апе- риодическое), хотя в принципе могут исо пользоваться и дискретные звенья (например последовательно соединенные импульсный элемент и фиксатор).

Использование предложенного технического решения позволяет обеспечить высокую точность слежения как в нормальных условиях, так и при изменении температуры окружающей среды. При этом в следящей системе могут применяться серийные датчики скорости с бодьшим температурным дрейфом крутизны выходной характеристики. Применение предлагаемой системы позволяет повысить точность следя/ шей системы до 3 (по сравнению r. известной системой без компенсации уходов крутизны датчиков скорости, имеющей

f точность 15 ) при уходе крутизны выходной характеристики датчиков скорости на

+30% и скорости слежения Я = (OOО/с.

Форму ла

5 8816 изобрете ни я

Составитель Л. Лашев

Редактор М. Погориляк Техред М.Рейвес

Корректор С. Шекмар

Заказ 9967/69 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Следяшая система комбинированного управления, содержашая последовательно соединенные задатчик положения, блок 5 сравнения, первый сумматор и исполнительный элемент, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, а через датчик скорости - со вторым входом первого сумматора, третьим входом под- о кпюченного к выходу задатчика скорости, вход которого соединен со вторым выходом задатчика положения, о т л и ч аю ш аяс я тем,,что,,с целью повышения точности системы, она содержит последовательно соединенные масштабный

55 6 элемент, второй сумматор, инвертор и инерционное звено, выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора, второй вход которого соединен со вторым входом второго сумматора, а третий вход - со входом масштабного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новоселов Б. В. Проектирование квазиоптимальных сцедяших систем комбинированного регупирования. М., Эиеуьгия", 1972, с. 50.

2. Бессекерский В. А. и др. Теория систем автоматического регулирования.

М., Наука", 1966, с. 341 (прототип).