Следящая система

 

В.Б. Винокуров, Г.И. Гайдай и Г.Г. Реут кий -.! с,\

У =; (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

» ФФ»», t (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕИА

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в радиотехнике и приборостроении.

Известна следящая система, содержащая датчик, приемник, два разделительных фильтра, два фазочувствительных усилителя — преобразователя и моментный двигатель (1).

Недостатком известной системы является низкая надежность, обусловлен« о ная применением разделительных фильтров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является

15 следящая система, содержащая последовательно соединенные датчик, приемйик, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго фазочувствительных усилителей, вторые входы которых подключены к выходу источника опорного напряжения, а выходы — к соответствующим входам моментного двигателя, вал которого механически связан с валом приемника (2).

Недостатком системы является ее низкая надежность из-за наличия в ее составе синусно-косинусного вращающегося трансформатора.

Цель изобретения — повышение надежности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в следящей системе, содержащей датчик, первый выход которого соединен с первым входом приемника, первый и второй фазочувствительные усилители, первые входы которых подключены к первому выходу источника опорного напряжения, а выходы которых подключены соответственно к.первому и второму входам моментного двигателя, вал которого механически соединен с валом приемника, установлены сумматор и последовательно соединенные третий фазочувствительный усилитель и модулятор, второй вход

3 93 которого соединен с первым выходом источника опорного напряжения, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом датчика, а выход - с вторым входом приемника, первый выход которого подключен к второму входу первого фазочувствительного усилителя, а второй выход — к вторым входам второго и третьего фазочувствительных усилителей, первый вход третьего фазочувствительного усилителя подключен к второму выходу источника опорного напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие принцип работы системы .

Следящая-система включает датчик

1, приемник 2, сумматор 3, первый и второй фазочувствительные усилители

4 и 5, источник 6 опорного напряжения, моментный двигатель 7, третий

° фазочувствительный усилитель 8, модулятор 9.

Кроме того, на схеме обозначены напряжения U и U на первом и втором выходах датчика 1, напряжение 0 — на выходе сумматора 3, напряжения

О и U на первом и втором выходах приемника 2, напряжения 06 и U на выходах усилителей 4 и 5, напряжения U9 и U на первом и втором выходах источника 6 опорного напряжения, напряжение 0<в на выходе усилителя 8, напряжение 0„„ на выходе модулятора 9, напряжения 0 и 0<> на роторных обмотках приемника 2, угол о(2 поворота ротора приемника 2, угол с(А поворота ротора датчика 1, напряжение 0> питания датчика 1.

Система работает следующим образом

Если в исходном состоянии углы поворота роторов датчика 1 !с(/ и приемника 2 (с J равны между собой и о . составляют, например, 20, то при повороте ротора датчика E на угол

d = 30 на его статорных обмотках . возникают напряжения 0 = 0 sino(q (фиг.2а) и 02 — — U„cos<< (фиг.2б), где Ои — напряжение питания датчика

1. При этом напряжения на роторных обмотках приемника 2 равны 0«

+s in - - (фиг. 2в) и U = icos 4(фиг.2г), где с = oL -d - угол рассогласования следящей системы (для данного случая aL= 1 ф . Напряжение 01 поступает на вход третьего

0237 4 усилителя 8. Опорное напряжение Uj для усилителя 8 поступает с второго выхода источника б (фиг. 2е). Усилитель 8 выпрямляет напряжение U < Я и усиливает его. Напряжение Ц с вы. хода усилителя 8 (фиг. 2д) поступает на модулятор 8, который формирует синусоидальное напряжение U „ (фиг.2з).

Причем напряжение U сдвинуто по фа10 зе относительно напряжения U на

90 . Это обеспечивается .тем, что опорное напряжение 0 для модулятора

9 (фиг. 2ж) сдвинуто по фазе относио тельно напряжения 0>(фиг. 2е) на 90

15 Напряжение 0 поступает на второй вход сумматора 3, где суммируется с напряжением 0<. Напряжение U3 (фиг. 2и) с выхода сумматора 3 поступает на второй вход приемника 2.

20 .,В результате на выходе приемника

2 формируются два напряжения U и

0 (фиг. 2к,м). Напряжение Ug представляет собой сумму напряжений

U<+ = U cos с(и U coÛ.. Аналогично имеем U< = 0 1, + U sin с . Но напряжения О и О, с одной стороны, и напряжения U q sin < и Uи cosd, с

2 другой стороны, сдвинуты друг относительно друга на 90 с помощью усилио зФ теля 8, модулятора 9 и источника б.

Поэтому с помощью усилителей 4 и 5. удается выделить из напряжений U и

U только напряжения U sin at и

U«cosdq. Для этого на усилитель 4, з5 на второй вход которого поступает напряжение О,, подается опорное напряжение Uy, по фазе совпадающее с напряжением U< cos4 . Напряжение же 0 блокируется в усилителе 4 и

4о íà его выход не проходит. Таким образом, напряжение О< на выходе усилителя 4 пропорционально только напряжению 0« соус (фиг,2л).

Э

Аналогичным образом работает усилитель 5. На его второй вход поступает напряжение 0 . На первый вход усилителя,5 поступает опорное напряжение 0, совпадающее по фазе с напряжением U „ sing . Напряжение же мв 0< блокируется в усилителе 5 и на его выход не проходит. Таким образом, напряжение 07 на выходе усилителя 5 пропорционально только напряжению

U„sin (фиг.2н) .

ss Напряжение U<< пропорционально напряжению 0 = U sir@, т.е. сигналу рассогласования следящей системы.

Следовательно, сформированные напря5 930237 6 жения 06 и О., поступающие на обмот- менной элементной базе, не усложняки моментного двигателя 7, пропорци- ет систему. ональны сигналу рассогласования сле- Если принять интенсивность отказов дящеи системы и связаны с углом по- датчика, приемника и синусно-косинусворота ротора двигателя 7 синусоидаль-5 ного вращающегося трансформатора ной и косинусоидальной зависимостью, P = 10:10 1/ч, усилителя что обеспечивает работоспособность - = 0,6 10 1/ч, источника опорного

-6

2 следящей системы, а также постоянст- напряжения 3 = 1,.1 ° 10 1/ч, моментво момента двигателя 7 по углу пово- ного двигателя 4р 8 "10 1/÷ моАУ1 рота ротора при заданном входном to лятора 1q= 0,6. 1(Г 1/ч, сумматора сигнале системы. Pe= 0,3 10 1/÷ то увидим что

При рассмотрении работы усилителя интенсивность отказов известной си8 в качестве входного сигнала, по- стемы 3-о иьв = 3 g + 2 l + А +А4 ступающего на его второй вход, прини- = 40,3 10 61/ч, а предлагаемой системается напряжение 0,= U>sird,хотя 15 мы - 1е рр = 2 )Lq+ ЗА + 1 + ) 4 + фактически на его вход поступает на- + g + - = 31,8 10 1/ч. Таким обра5 пряжение О = 0„< + U„„sing<. Но так эом, надежность предлагаемой системы как 0 и 0,, 51пс(сдвинуты.по фазе в 1,3 раза выше, чем известной. друг относительно друга на 90 о, то, подавая на первый вход усилителя 8 2В опорное напряжение U совпадающее

В формула изобретения по фазе с 0, напряжение U s in блокируется в усилителе 8 и напряже- СледЯщаЯ система, содеРжащаЯ дат.И ние 0 íà era выходе действительно чик, пеРвый выход котоРого соединен пропорционально только О . 25 с пеРвым вхоаом пРиемника, пеРвый

1ъ °

Таким. образом, принцип действия и второй фазочувствительные усилитеданной следящей системы C MQMeHTHblM ли, пеРвые вхоДы котоРых поДкл чены ! двигателем заключается в следующем. к первому выходу источника опорного

На выходе приемника 2 дистанцион- апРЯжениЯ, а выходы котоРых подклюной передачи формируется напряжение зо чены соответственно к первому и вторассогласования 0 . д я раб рому входам моментного двигателя, ментного двигателя 7 в составе следя- вал котоРого механически соединен с щей системы необходимо сформировать валом приемника, о т л и ч а ю щ а напряжения U siпa(и 0 cos4 . Для фг 2 42 2 я с я тем, что, с целью повышения этого напряжение О проходит через надежности системы, в ней Установлены

4L 35 усилитель 8, модулятор 9, сумматор 3 -сУм атоР и последовательно соединени приемник 2, в результате чего на ные третий фазочувствительный усиливыходе прием ика 2 формируются напря и модулятор, второй вход которо жения 0 sind u U со5, которые го соеДинен с пеРвым выхоДом источни+1 г и проходят через усилители 4 и 5, в о ка и Рного напРЯжениЯ, а выход -, которых выпрямляются и усиливаются. с первым входом сумматора, второй

Напряжения же 0„ и О ь на моментный двигатель 7 не поступают, так как они ходом датчика» а выход - с вторым блокируются усилителями 4 и 5. входом приемника, первый выход кото45 рого подключен к второму входу первоПоложительныи эффект от использо- го фазочувствительного усилителя а

1 вания предлагаемого технического ре- второй выход - к вторым входам второшения состоит в том, что при сохра- ro и третьего фазочувствительных усинении положительных свойств извест- лителей, первый вход третьего фазоной системы (постоянство момента дви- чувствительного усилителя подключен гателя по углу поворота ротора при

50 к второму выходу источника опорного заданном входном сигнале) в предла- напряжения гаемой системе обеспечивается повы- Источники информации, шение надежности за счет исключения принятые во внимание при экспертизе синусно-косинусного вращающегося 1. Авторское свидетельство СССР трансформатора. If 512545, кл. H 02 К 29/02, 1976.

Наличие дополнительных элемен- 2. Столбов Л. И. и др. Моментные тов (усилителя, модулятора и сумма- двигатели с постоянными магнитами. тора), которые выполняются на совре- H., "Энергия", 1977, с. 19 (прототип). г