Следящая система

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союа Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 04.Ч 11.1965 ( 1020995/26-24) Кл. 21 с, 46/50 МПК 6 05 иоритет,Ктивитвт па делам нвабретеннй н откритнй прн Совете Министров СССРь15 УД К 621-503.53 (088.8) Опубликовано 13.Ч 11,1967. Бюллете а опубликования описания 8.1 Х,1967 Авторыизобрече В. С, Чернов и С. Е, Здор ПАТЕ 0". аявитель СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМ ойстве в п введен с 3, Полюсырасположеноскости 5, ато некот рямую цепь пециальный передаточы на мнит, е, фильтр орой частоивного зве с присоединением заявкиИзвестны следящие системы автоматического регулирования, имеющие ошибку в установившемся режиме при синусоидальном внешнем воздействии. Эти системы содержат чувствительный элемент, усилитель и исполнительное устройство.Предлагаемая следящая система позволяет ликвидировать установившуюся ошибку при синусоидальном внешнем воздействии фиксированной частоты, Для этого в нее включен 10 консервативный фильтр, настроенный на частоту внешнего воздействия. Вход фильтра соединен с выходом усилителя, а выход - со входом исполнительного устройства.На фиг. 1 изображена конструктивная схема 15 следящей системы; на фиг, 2 - структурная схема консервативного фильтра; на фиг. 3 - принципиальная схема звена в обратной связи консервативного фильтра.Следящая система содержит чувствительный элемент 1, усилительно-преобразовательный элемент 2 с передаточной функцией В консервативный фильтр 3 с передаточной функцией Ж (8), исполнительный элемент 4 с передаточной функцией К,(8), интегрирующий усилитель 5 с передаточной функцией Р;=К;и звено 6 в обратной связиУ;3+1,8+1 На вход системы, на чувствительныи элемент 1 поступают управляющий сигнал о (1) и сигнал обратной связи х . Разность этих сигналов, сигнал ошибки е (1), поступает на усилительно-преобразовательный элемент 2, затем - на консервативный фильтр 3 и исполнительный элемент 4, Исполнительный элемент воздействует на выходную координату системы х (г) таким образом, чтобы уменьшился сигнал ошибки,Отсутствие ошибки при синусоидальном воздействии в предлагаемой следящей системе основано на следующем,Если Лапласово изображение входного сигнала имеет полюсы, содержащиеся среди полюсов передаточной функции разомкнутой системы автоматического регулирования, то в установившемся режиме ошибка замкнутой системы при воспроизведении (отработке) этого воздействия тождественно равна нулю. В предложенном устрсистемы регулированияконсервативный фильтрной функции фильтрамой оси комплексной плпредставляет собой генер рты - илПередаточная функция консервна имеет вид:3где Ц - декремент затухания (в рассматриваемом случае д)1).Сам фильтр построен следующим образом. Интегрирующий усилитель с передаточной функциейК,(5): . ","(2) охвачен отрицательной обратной связью через неминимально фазовое звено б с передаточной функцией(3) Постоянная времени этого звена в обратной связи определяется соотношениемТ =йС, (4) где Р - сопротивление в омах;С - емкость в фарадах.Чтобы передаточная функция фильтра имела вид (1), необходимо выполнение следующих соотношений:)ГЗ где од - частота настройки консервативногофильтра (резонансная частота).При выполнении соотношений (5) передаточная функция фильтра становится тождественно равной передаточной функции (1) требуемого консервативного фильтра.Фазовый сдвиг сигнала на частотах аа и аа практически равен нулю, На частотах, близких, но меньших в, сдвиг положителен, на частотах, близких, но больших а , отрицателен, на частоте в=од он изменяется на величину и.Амплитудная частотная характеристика фильтра имеет разрыв на частоте к=а .Следует отметить, что резонансная частота фильтра (ьд) должна лежать в пределах по. лосы пропускания следящей системы, т. е. щд (агде о, - частота среза амплитудно- частотной логарифмической характеристики разомкнутой системы регулирования. Максимальная частота внешнего воздействия, на которую может быть настроен консервативный фильтр, определяется необходимой величиной запаса по фазе на частоте среза амплитудно- .частотной характеристики разомкнутой системы.Рассмотрим передаточные функции следящей системы (фиг. 1).Передаточная функция ошибки:61+ 111 Р) 112 Р) д Р)Пусть входной сигнал следящей системыбудет:= д, (9) Р(5) = (12)Р оПусть далее передаточная функция исполнительного элемента по возмущению будет Ра (5). Тогда передаточная функция замкну той следящеи системы по отношению к возмущающему воздействию примет вид:Ф (5)=1+ Ю; Ю., 11"д 40 50На частоте ь=опередаточная функцияФ (Я) тождественно равна нулю, что следуетиз (11) и (13) .Таким образом, следящая система не имеет55 ошибки в установившемся режиме при синусоидальном внешнем воздействии частоты ю,Предмет изобретения 60 Следящая система без установившейсяошибки при синусоидальном внешнем воздействии фиксированной частоты, содержащая чувствительный элемент, усилитель и исполнительное устройство, отличающаяся тем, что, с 65 целью повышения точности системы, в ней ус,о=-а з 1 п кд , (7)где а - амплитуда;5 со - резонансная частота консервативногофильтра,Изображение входного сигнала:6 (5) = ; . , (8)10В этом случае ошибка системы в установившемся режиме при воздействии (7) должнабыть тождественно равна нулю, поскольку передаточная функция разомкнутой следящей15 системы содержит полюсы, равные полюсамвоздействия (5,а = + (в) . Действительно, передаточная функция ошибки (б) на частотев=ад тождественно равна нулю, так как20 ф(5) -"д д дз=в Р + о)8= тоа передаточная функция замкнутой следящейсистемы:по той же причине (9),З 0 Таким образом, следящая система (фиг, 1)абсолютно точно воспроизводит входной сигнал (7).Рассмотрим действле на следящую системуЗаказ 2814/11 Тираж 535 ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий пр Москва, Центр, пр. Серова, д. 4потрафил, пр. Сапунова, 2 тацовлен консервативный фильтр, настроенный на частоту внешнего воздействия, вход котоПодписное веге Министров СССР