Бесконтактная следящая система постоянного тока

 

О П И С А Н И Е ()930238

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социапистичесиик

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву N 474787 (22) Заявлено 28. 02. 79 (21) 2730626/18-24 с присоединением заявки рв (23) Прноритет—

-(5I)M. Кл.

G 05 В 11/10

Говударстисиный квинтет

СССР до делам имбретеиий н отирытнй

Опубликовано 23.05.82 ° бтоллетень М 19

Дата опубликования описания .23.05.82 (53) УДК 621.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Куличенко и Т.А. Куличенко (7l ) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) БЕСКОНТАКТНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к автоматике, а именно к комбинированным следящим системам с переменной структурой на основе бесконтактных двигателей постоянного тока, может быть использовано для получения постоянной частоты скользящего режима и повышения надежности таких систем.

Известна следящая система, содержащая измеритель угла и рассогласоlO вания, входы которого связаны с входным и выходным валами системы, а выход которого через последовательно соединенные усилитель, выпрямитель, сумматор и модулятор подключен к первому входу бесконтактного двигателя постоянного тока, на второй вход которого через реле реверса подключен выход усилителя, тахогенератор íà входном валу системы, выход которого через выпрямитель подключен к входу сумматора, а вал двигателя через редуктор связан с выходным валом .системы Pl l.

Основной недостаток этой системы состоит в том, что в режиме вынужденных движений в ней возникают низкочастотные автоколебания из-за квазирелейного характера управления бесконтактным двигателем постоянного тока.

Известна также система, содержа. щая последовательно соединенные измеритель рассогласования, усилитель, сумматор, модулятор и бесконтактный двигатель постоянного тока, на второй вход которого через реле реверса подключен выход усилителя, а выходной вал которого через редуктор соединен с вторым входом измерителя .рассогласования, а также установлен.ный на входном валу системы тахогенератор, выход которого через соответствующий выпрямитель соединен с первым входом элемента сравнения и с первым входом блока умножения, на второй вход элемента сравнения подключен выход третьего выпрямителя., 93023 соединенного с вторым тахогенератором, установленным на валу двигателя, выход элемента сравнения через реле подключен к второму входу блока умножения, выход которого соединен с вторым входом сумматора (2) .

В такой системе за счет организации скользящего режима исключены низкочастотные автоколебания в режиме вынужденных движений. Основной недо- |O скаток системы состоит в низком быстродействии, так как линия скольжения совпадает с осью абсцисс фазовой плоскости системы и имеет нулевой наклон. 13 по основному авт. св. Ю 474787 известна бесконтактная следящая система постоянного тока, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, усилитель, первый выпрямитель, первый сумматор, широтно-импульсный модулятор, бесконтактный двигатель постоянного тока с релейным каналом реверса, вал которого связан с первым синхронным тахогенератором и через редуктор с измерителем рассогласования, другой вход которого соединен с вторым синхронным тахогенератором, через выпрямитель подключенным к блоку умножения и к элементу сравнения, другой вход которого связан через третий выпрямитель с первым тахогенератором, а выход через релейный элемент - с блоком умножения, подключенным к первому сумматору, выход первого выпря-. мителя соединен с входом элемента сравнения 13).

Основной недостаток известной системы состоит в том, что при идеальной релейной характеристике релейного элемента скользящий режим в си-. стеме при вынужденных движениях должен происходить с бесконечно большой частотой смены структуры. Современ- 4Э ные ключевые .элементы на таких часто тах не работают, что объясняется, например, у транзисторных ключей их перегревом и, как следствие, отказом. При введении в характеристику $0 релейного элемента неидеальности, например эоны неоднозначности постоянной величины, частота скользящего режима начинает зависеть от скорости изменения входного воздействия. С и

М уменьшением скорости входного воздеиствия снижается частота смены структуры системы, а с некоторой скорости переключения структуры с помощью релейного элемента вообще отсутствуют, и .в системе возникают низкочастотные автоколебания.

Цель изобретения - повышение надежности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе выход элемента сравнения соединей с входом релей- ного элемента через второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом блока умножения.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы; на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие работу системы; на фиг. 3эквивалентная характеристика релейного элемента.

Система включает измеритель 1 рассогласования, усилитель 2, реле

3 реверса, первый выпрямитель 4, первый сумматор 5, широтно-импульсный модулятор 6, бесконтактный двигатель 7 постоянного тока, редуктор

8, первый синхронный тахогенератор 9, второи выпрямитель 10, блок 11 умно". жения, элемент 12 сравнения, третий выпрямитель 13, второй синхронный тахогенератор 14, репейный элемент

15, второй сумматор 16. На схеме также обозначены входной угол В„ системы, выходной угол 6 системы, производная

gq от входного угла системы, сигнал

7. на выходе элемента 12 сравнения, сигнал Z< на выходе релейного элемента 15.

В установившемся режиме система работает в скользящем режиме, сущность. которого состоит в подключении и отключении с бесконечно большой частотой сигнала с выхода выпрямителя 10 к сумматору 5. В переходном режиме при линейноизменяющемся входном сигнале 8„ разгон двигателя

7 происходит до момента сравнения суммарного сигнала с выпрямителей

4 и 10 с сигналом с выпрямителя 13.

В результате в начальной фазе пере-. ходного процесса двигатель 7 большой интервал времени разгоняется под действием напряжений рассогласования и с выпрямителя 4 и сигнала с выпрямителя 10,, что увеличивает быстродействие системы. Затем при равенстве суммы модулей напряжений рассогласования и тахогенератора 9 с

1модулем напряжения.тахогенератора

14 устанавливается скользящий режим (фиг. 2) .

238 6 характеристику релейного элемента

15 зоны неоднозначности обеспечива» ется реальная конечная частота смены структуры в режиме скольжения, что повышает надежность системы, а эа счет параметрической перестройки ширины эоны неоднозначности в характеристике релейного элемента пропорционально ф реальная частота

О

1 смены структуры, остается постоянной при изменении скорости входного воздействия.

Формула изобретения

Бесконтактная следящая система постоянного тока по авт. св.Ю 474787, отличающаяся тем, что, 2в с целью повышения надежности системы, в ней выход элемента сравнения соединен с входом релейного элемента через второй сумматор,- второй вход которого соединен с выходом блока

2$ умножения.

В данной системе за счет установки на входе релейного элемента 15 сумматора 16, на второй вход которого подключен выход блока 11 умножения, эквивалентная характеристика релейного, элемента 15 относительно сигнала 7 приобретает зону неоднозначности шириной 0, изображенную на фиг. 3. Неоднозначность в характеристике релейного элемента 15 относи- тельно сигнала 7. появляется в связи с тем, что сигнал /91(на выходе блока умножения 11 и, соответственно, на сумматоре 16 появляется только после срабатывания релейного элемен- $ та 15, в результате чего для его опускания необходимо, чтобы сигналУ1 в отрицательной области превысил по" модулю I Ю /. Достоинством такой организации зоны неоднозначности является то, что ее ширина перестраивается в зависимости от скорости изменения входного воздействия. Это обстоятельство приводит к тому, что частота реального скользящего режима остается постоянной и конечной при изменении скорости входного воздействия. Выбор требуемой частоты скользящего режима определяет ширина эоны неоднозначности в характе- зв ристике релейного элемента 15, которая регулируется коэффициентом передачи в цепи с выхода блока 11 умножения на сумматор 16.

Таким образом, в предложенной слеЮ

3$ дящеи системе за счет введения в

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство. СССР

И 435501., кл. G 05 В 11 /26, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

М 470783, кл. G 05 В 11/10,28.04.73 °

3. Авторское свидетельство СССР и 474787, кл. G 05 В 11/10, 15.05.74 (прототип).

930238

Составитель Ю. Гладков

Редактор Н. Лазаренко Техред М. Рейвес Корректор С. Шекмар

Заказ 3468/61 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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