Бесконтактный следящий привод постоянного тока

 

(72) Авторы изобретения

А;Г. Куличенко и T.A. Куличенко (21) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ .ПРИВОД

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к автоматике.и может быть использовано при создании следящих приводов постоянного тока, оптимальных по быстродействию.

Известны бесконтактные следящие приводы постоянного тока, содержащие сумматоры, нелинейные блоки, управляемый ключ, двигатель, редуктор, тахогенератор и выпрямитель П3.

Однако этот привод сложный из-за необходимости измерения первой и второй производных сигнала ошибки си- . стемы, а также реализации трех нелинейных блоков.

Наиболее близким по технической

1$ .сущности к изобретению является привод, содержащий. последовательно соединенные первый сумматор, первый выпрямитель, одновибратор, первый блок умножения и двигатель, выход которого через редуктор связан с вторым входом первого сумматора и через последовательно соединенные тахогенератор, второй выпрямитель и первый

2 нелинейный блок подключен к первому входу второго блока умножения, второй вход которого через первый релейный блок соединен с выходом первого сумматора, а выход блока реверса подключен к второму входу nepeoro блока умножения (2 /.

Алгоритм управления, использованный в этом приводе, справедлив для маломощных двигателей, передаточная функций которых представлена интегрирующим и инерционным звеньями, а для организации оптимального управления требуется лишь одно переключение управляемого напряжения. С увеличением мощности. двигателя уменьшается соотношение между электромагнитной и электромеханической постоянными . времени двигателя, передаточная функция двигателя в этом случае представлена интегрирующим и двумя инерционными звеньями, а для организации оптимального управления необходимо осуществить два переключения управ930241

3. ляющего напряжения, что невозможно в известном приводе.

Цель изобретения - расширение области применения привода.

Цель достигается тем, что привод содержит второй сумматор и последовательно соединенные второй нелиней.ный блок, третий сумматор, второй релейный блок и третийблок умножения, выход которого подключен к вхо-. ду блока -реверса, а второй вход - к выходу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, а второй входс выходом второго блока умножения, второй вход третьего сумматора подключен к входу первого выпряйителя, а вход второго нелинейного блока соединен с выходом второго выпрямителя.

На чертеже представлена функциональная схема следящего привода постоянного тока.

Привод содержит первый сумматор 1, первый выпрямитель 2, одновибратор 3, первый блок умножения 4, двигатель 5, редуктор б, синхрояный .тахогенератор

7, второй выпрямитель 8, первый и второй- нелинейные блоки 9,и 10 .соответственно, второй блок умножения

11, первый релейный блок 12, второй сумматор 13, третий блок .умножения

14, второй релейный блок 15,. третий сумматор 16, .блок реверса 17. фричем на чертеже обозначены сигнал Я ошибки, модульЮ сигнала ошибки,. частота Ф вращения двигателя, модуль М1частоты вращения двигателя, выходной сигнал Г!(Ш ) первого нелинейного блока 9, выходной сигнал

F2()Nl) второго нелинейного блока 10, переключающая функция Ч, знак Sign% переключающей функции, управляющее напряжение О, модульЩуправляющего напряжения.

Бесконтактный следящий привод Ilo стоянного тока работает следующим образом.

В начальный момент времени сигнал, определяемый знаком. входного воздействия или сигналом ошибки Е, с выхода первого сумматора 1 передается на вход блока реверса 17 через второй сумматор 13 и третий блок 14 умножения без изменения знака, так как сигналы нелинейной тахометрической обратной связи с синхронного тахогенератора 7, входного выпрямителя 8, первого и второго нелинейф ных блоков 9 и 1О отсутствуют, и, следовательно, отсутствует сигнал на выходе второго блока умножения

11, а состояние второго релейного блока 15 определяется модулем 1 Р сигнала ошибки, т.е. + 1. Поэтому в первом блоке умножения 4 модулю 1Н управляющего напряжения присваивается знак Е- сигнала ошибки. Первое из1в менение знака + переключающей, фунМции и управляющего напряжения U onpeделяется моментом сиены знака на выходе второго сумматора 13, осуществляющимся при выполнении равенства

Я.! Е (М/), где. Я,, Щ - величины сигнала ошибки и частоты вращения в момент первого переключения управляющего напряжения. При этом меняется знак на выходе третьего блока умножения 14 и, соответственно, на выходе блока реверса 17. Второе переключение управляющего напряжения U происходит при выполнении соотношения !

ЯрЛ Fg()+l),где Eg, а)в.-. величины сигнала ошибки и частоты вращения в момент второго переключения управляющего напряжения, и: смене знака на выходе третьего сумматора 16, в результате чего состояние второго релейного блока 15 меняется на противоположное, и происходит смена знака на выходе третьего блока умножения

14 и блока реверса 17.

Таким образом, привод реализует следующий алгоритм управления

9=. Г<-Р1(М!)Signtl Sign LI -Fa()+4. позволяющий организовать переключения полярности управляющего напряжения с использованием информации о сигнале ошибки и ее первой производной, величина которой при ступенчатом входном воздействии пропорциональ-. на частоте вращения двигателя. Возможность такой реализации базируется на особенностях гиперплоскости лереключения в случае .стационарного фазового пространства и нулевых начальных условиях при отработке ступенчатых входных .воздействий. В этом случае проекции пересечения поверхностей, образованных оптимальными фазовыми траекториями, на координатные плоскости фазового пространства представляют собой линии. Для каждого момен» та переключения между двумя фазовыми координатами вектора ошибки (в изобретении эта ошибка системы и ее перФормула изобретения .

Составитель Е. Политов

Редактор Н. Лазаренко Твхред М.Рейвес Koppewop 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", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 93024 вая производная) существуют зти зависимости, которые представляют собой характеристики F< (JN(), Fg (! Ф ) нелинейных блоков 9 и lO.

Таким образом, применение изобре- s тения позволяет при организации оптимального управления в системе третьего порядка испольэовать лишь сигналы ошибки системы и нереверсивной тахометрической обратной связи, >0 т.е. избежать необходимости иэмерейия второй производной сигнала ошибки и тем самым расширить область применения привода.

Бесконтактный следящий привод постоянного тока, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый выпрямитель, одновибратор, . первый блок умножения и двигатель, выход которого через редуктор связан с вторым входом первого суммато- 25 ,ра и через последовательно соединенные тахогенератор, вторый выпрямитель и .первый нелинейный блок подключен к первому входу второго блока умноl 6 жения, второй вход которого через первый релейный блок соединен с выходом первого сумматора, а выход блока реверса подключен к второму входу первого блока умножения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения привода, он содержит второй сумматор и последовательно соединенные второй нелинейный блок, третий сумматор, второй релейный блок и третий блок умножения, выход которого подключен к входу блока реверса, а второй .вход - к выходу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, а второй вход с выходом второго блока умножения, второй вход третьего сумматора подключен к входу первого выпрямителя, а вход второго нелинейного блока соединен с выходом второго выпрямителя.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов А.А. Синтез ралейных систем, оптимальных пЬ быстродействию. М,, "Наука", 1966, с. 309-314 °

2. Авторское свидетельство АЗССР

N 45976ч, кл. G 05 B ll/16, 1973 (прототип).