Нелинейное корректирующее устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических ресттублик

<ш 903799 (6I) Дополнительное к авт. саид-ву (5I)M. Кл.

G05 В 501 (22) Заявлено 22.05.80 (21) 2928585/18-24 с присоединением заявки тте

)осударстеаивй квинтет

СССР ео делам нзебретений и атирытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень J4 5

Дата опубликования описания l0,02.82 (53) УДК 62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Кудряшов и С. П. Пащук (7! ) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к нелинейным цин амическим корректирующим устройствам электромеханических и электрогицравлических слецяших привоцов, т.е. приводов, соцержаших элементы с насыше$ нием.

Известны нелинейные корректирующие устройства, содержащие последовательно соециненные фазосцвигающее звено, переключатель и сумматор, второй вход а которого через пропорциональное звено соединен со вхоцом фазосцвигающего звена, а выход - со вхоцом нелинейного элемента с насыщением, а цвухполярный т$ репейный элемент, вхоц которого соединен с выходом сумматора, а выхоц с

- управляющим входом переклточателя )13 и (21.

Недостатком известных устройств asляется то, что линейная эона привода может быть расшйрена не более, чем в цва раза, что в большинстве случаев не соответствует требуемому цинамическому диапазону сигнала управления. Если же в роли нелинейного элемента с насыщением выступает исполнительный механизм, то требуется ввецение цополнительного cepsoBpRBona, что ведет к неоправцанному усложнению силовой части системы, ухудшению ее массово-габаритных показателей и надежности.

Наиболее близким по технической сущности является нелинейное корректирующее устройство, соцержашее последовательно соециненные фазосцвигающее звено, переключатель, сумматор и нелинейный элемент с насыщением, причем вто-. рой вход сумматора через пропорциональное звено соецинен со вхоцом фазосдвигщощего звена, а выхоц через цвухполярный репейный элемент соецинен с управ.-. ляющим вхоцом перключателя (3) .

Недостатком известного устройства являетса его высокая чувствительность к помехам, которые seel as имеют место в реальных системах управления. Низкая. помехозапнпценность известного корректирующего устройства становится очевиц9037

3 ной в том случае, когца на его вхоц поступает сигнал управления в Ьице суммы постоянной или мецленно меняющейся составляющей, превышающей зону нечувствительности, и гармонической помехи сравнительно малой амплитуды. В этих условиях постоянная или медленно меняющаяся составляющая сигнала управления на выход корректирующого устройства не проходит, что вецет к неработоспособности щ автоматической системы в целом, Кроме того, эффективность известного корректирующего устройства проявляется лишь при колебательных переходных процессах. Все это сужает область применения известно- 1 го корректирующего устройства.

Целью изобретения является повыше» ние помехоэашишенности и расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, щ что в нелинейном корректирующем устройстве, содержащем цвухполярный релейный элемент и последовательно соециненные фазосдвигающее звено, переключатель и нелинейное звено с насьпцением, а выход переключателя через цвухполярный репейный элемент соединен с управляющим вхоцом переключателя, дополнительно вход фазосцвигающего звена соецинен со вторым сигнальным входом переключателя. 30

На фнг. 1 прецставлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и

3 — временные циаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит фазосцвигающее звено 1, переключатель 2, нелинейное звено 3 с насыщением, блок 4 вьщеления г модуля, оцнороцный пороговый элемент 5, цвухполярный репейный элемент 6. О, „ — входной сигнал, Ц вЂ” выхоцной сигнал — oro функционального элемента, 0-порог срабатывания однополярного порогового элемента 5.

Составные элементы устройства обладают слецующими характеристиками.

Переключатель 2 — 0> = U<, если Оп =О

Ум, если Оп= — 1.

Нелинейное звено 3 с насыщениемС если(> в, О если|U 4 в, -С если Ок<-в.

Блок 4 вьщеления моцуля — Ur, = U /.

Однополярный пороговый элемент 5 О, если Ц, аЦ 1, если 0 > О

Необходимым условием работы устрой ства являетСя выполнение неравенства

/\(РЧ, гце

Работа нелинейного корректирующего устройства при гармоническом сигнале управления 0 „= Ur Ми alt поясняется временными циаграммами (фиг. 2 и 3).

До тех пор, пока амппитуца сигнала на вхоце нелинейного звена 3 с насыщением не превышает величины порога однополярного порогового элемента 50q, корректирующее устройство не влияет на работу системы.

Если же амплитуда выхоцного сигна-! ла переключателя 20 превышает величину U амплитуца входного сигнала Оа не превышает некоторого значения U опрецеляемого из уравнения

Оо

orr cskin . +

Ur, АМ о

Ф а ежи — + 9(up) =О ои

1 гце А(М ) — амплитудно-частотная характеристика фаэосцвигающего звена 1, т (Ю) — фазочастотная характеристика фаэосцвигающего звена 1, то работа устройства происходит в соответствии с временной диаграммой (фиг. 2). На интервале времени (3<, t> ) /U (4 Up, следовательно О =О и0 =U< в момент времениtz происхоцит переключение элемента 5 и на интервале (t>, t> ) U =1 и U = Urrr., В промежутке времени (1, „) корректирующее устройство переходит в режим стабилизации, при котором за счет высококачественных переключений среднее значение стгнала поддерживается равным величине U . При этом фаза выхоцного сигнала нелинейного элемента с насьпцепием 30 совпадает с фазой выхоцного сигнала фазосцвигающего звена 10< и работа системы не зависит от корректирующего устройства.

При превышении амплитудой сигнала управления Оп„ значения U„r, определяемого из уравнения (1}, работа устройства .происхоцит в соответствии с временной циаграммой (фиг. 3), На интервале времени (t,t< ) выхоцной сигнал блока

4 выделения модуля Ц,=!ц (>:Uo, следовательно, выхоцной сигнал однополярного порогового элемента 5 U =1 и выходной сигнал переключателя 2 ="вк

На промежутке (t,t ) корректирующее устройство переходит в режим стабилизации, цалее. цикл работы повторяется. В этом случае выходной сигнал нелинейного звена 3 с насьпцениемО имеет отно5 9037 сительно выходного сигнала звена 1 01 опережаюши№ сдвиг фазы, равный ó.„р() — сiгсми 0 tU

Таким образом, с увеличением вмплитуцы входного сигнала (т.е. сигнала управления системы автоматического управления, содержащий нелинейное звено с насыщением) корректирующее устройство уменьшает запвзцывание сигнала, что о ведет к улучшению цинамических показателей системы, в в случае условно устойчивой системы придает ей абсолютную устойчивость. B условно-устойчивой системе управления, имеющей в линейной зоI5 не запас по фазе не менее 45 — 50 с помощью цанного корректирующего устройства может быть получен перехоцной процесс практически без перерегулирования при увеличении вхоцного сигнала, в

20 30 раз превышающего зону линейности нелинейного звена 3 с насыщением.

Причем устройство не теряет работоспособности цаже при значительном уров-. не помех во вхоцном сигнале.

99 6

Формула изобретения

Нелинейное корректирующее устройствц содержащее цвухполярный релейный .элемент и последовательно соециненные фазосцвигающее звено, перекл1очвтель и нелинейное звено с насыщением, в выхоц переключателя через цвухполярный релейный элемент соецинен с управлявшим вхоцом переключателя, о т л и ч а ю щ е— е с я тем» с целью повышения .помехозашищенности и расширения области применения устройства,. в нем вхоц фаээсцвигаюшего звена соединен со вторым сигнальным входом переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Патент США М 4052598, кл. 364-1:13, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М. 2763855/18-24), кл. 605 В 11/16, 1979.

3. Патент США М; 3938017, кл. 318-610, опублик. 1976 (прототип).

903799 иол1 т

Ор

Составитель 10. Глацков

Реаактор О. Половка Техреду С.Михнова Корректор Г. О<ар

Заказ 112/27 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Госуаарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужropon, ул. ектная, 4