Следящая система комбинированного регулирования

Союз Советокив Сециалиотическиа РеооубливЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 12.Ъ 1.1968 ( 1255198/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 02.1.1972. Бюллетень6Дата опубликования описания 10.1 Ч.1972 5 Ь 13/О йомитет оо делам аобретеиий и открытСовете й 1 ииистро СССР ДК 621.316.71-503,5 (088.8) Авторыизобретспп оселов, Ю, С. Горохов и Л. Л. Кобзе Заявит ЕДЯ ИСТЕМЛ КОМБИНИРОВАННОГ РЕГУЛ И РОВАН ИЯ Системы тако переходных про ческой точности как у них широ наоборот, при ции помехи во затянутые перех ке входного воз Изобрстеппе относится к системам автоматического регулирования (следящие системы комбинированного регулирования ССКР) и предназначено для высококачественного воспроизведения сложных сигналов, поступающих на вход системы в виде напряжений, при стационарных случайных помехах во входном сигнале.Известны следящие системы комбинированного регулирования, содержащие элемент сравнения и блоки основного контура следящей системы, а также соединенный с входом следящей системы первый дифференцпатор, выход которого подключен к блоку с регулируемым пределом насыщения, Блок с регулируемым пределом насыщения связан с входом блоков основного контура следящей системы и с вторым дифференциатором, соединенным через второй блок с регулируемым пределом насыщения с входом блоков основного контура следящей системы. о типа при хорошем качестве ессов и необходимой дпнампплохо фильтруют помехи, так кая полоса пропускания, и остаточно хорошей фильтра- входном сигнале они имеют одные процессы при отработдействия (ВВ) типа 1 (1) и малую динамическую точность, обусловленную узкой полосои пропускания системы.Предлагаемая система отличается тем, чтоона содержит контур самонастройки, выпол пенный из последовательно соединенныхфильтра высокой частоты и усреднителя, выход которого связан с вторым дифференциатором, а вход фильтра подключен к выходу элемента сравнения.10 Введение контура самонастройки предлагаемого типа дает возможность путем изменения полосы пропускания системы в зависимости от параметров полезного входного воздействия (ВВ) получать необходимую точность 15 воспроизведения полезного ВВ в рабочей полосе частот и при заданном ВВ обеспечивать наилучшую фильтрацию помехи, что значительно улучшает качественные показатели С СКР (исправность работы, потребление 20 мощности и т. д.).На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемой следящей системы комбинированного регулирования; на фиг. 2 - изменение полосы пропускания ССКР при изменении постоян пой времени дифференцнрующего звена.Схема включает элемент 1 сравнения, выделяющий сигнал ошибки; блоки 2 основного контура ССКР, состоящие из силовых элементов и корректирующих устройств; первый Зо дпфференцпатор 3 с передаточной функцией55 60 65 К(Р) =- сср, где с - коэффициент усиления, Р - оператор дифференцирования, блок 4 с регулируемым пределом насыщения; блок 5 выделения медленно меняющейся составляющей полезного сигнала; второй дифференциатор б, имеющий передаточную функциюК 1)= +.(1) с управляемыми постоянной времени дифференцирования Т и коэффициентом усиления Р;блок 7 с регулируемым пределом насыщения,блок 8 выделения медленно меняющейся составляющей полезного сигнала; фильтр 9 высокой чатогы; усреднитель 10, выполненный,например, из двухполупериодного выпрямителя и фильтра, выделяющего напряжение,пропорциональное ошибке системы, используемое для управления коэфициентом усиления Д и постоянной времени дифференцирования Т,Принцип действия данной схемы основанца том свойстве ССКР, что нулевые установившиеся ошибки получаются при различныхпараметрах компенсирующих устройств.В линейной следящей системе комбинированного регулирования блоки 2 основногоконтура, дифференциаторы 3 и б имеют передаточные функцииКо(1 + ТаР)Р(1 + ТР)(1 + ТзР)К,(Р) = иР,Ка(р) - (2)1-; ТР После преобразований условия равенства нулю первых коэффициентов ошибок выполняются при 12:1Т 1 + Тз Тя(3)К,ТПри изменении постоянной времени дифференцирования Т дифференциатора б значительно меняется полоса пропускания системы.На фиг. 2 приведены амплитудно-частотные характеристики системы, рассмотренной в данном примере:Ко=8,54; Т = 1,2 сек; Т=0,289 сек; Тз= =0,0138 сек; Т=0,001 сек (кривая 11) и Т=0,5 сек (кривая 12),Система с узкой полосой пропускания, соответствующей кривой 12, хорошо фильтрует помеху, но в то же время имеет меньшую динамическую точность при обработке полезного ВВ типа Я(1) =Ояпо 1. Такая амплитудно-частотная характеристика системы требуется при отработке постоянных скоростей и ВВ с малой частотой. При этом ошибка от полезного ВВ оказывается малой, а фильтрация помехи наилучшей.ССКР с амплитудно-частотной характеристикой, соответствующей кривой 11, имеет уже 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 большую точность при отработке полезногоВВ, но намного хуже фильтрует помеху, Такая характеристика системы требуется ириотработке полезного ВВ типа 0(1) =О,з 1 пк 1с максимальными амплитудой и частотой ВВ.Если тип и параметры полезного ВВ изменяются достаточно медленно, то введение контура самонастройки, меняющего полосу пропускания системы путем изменения постоянной времени и коэффициента усиления дифференциатора б ио зависимости (3), дает значительный эффект.Следящая система комбинированного регулирования, выполненная по предлагаемойсхеме, работает следующим образом.Пусть на вход ССКР поступает ВВ вида0,(1) =й,1+п(1), где п(1) - стационарнаяслучайная помеха типа белый шум, Ошибкасистемы, выделяемая элементом сравнения,определяется только помехой. Фильтром 9высокочастотные составляющие помехи отфильтровываются, а низкочастотные поступают на усреднитель 10. Напряжение иа выходе усреднителя определяется величинойпомехи. При данном ВВ параметры дифферепциатора б выбираются таким образом,чтобы ССКР имела минимальную полосу пропускания (Т максимальное), т, е, обеспечивалась наилучшая фильтрация помехи.Если на вход системы поступает входноевоздействие 0(1) =051 пв 1+п(1), о)1, гдеОз 1 по 1 - стационарная случайная помехатипа белый шум, то ошибка, выделяемая элементом сравнения, состоит из ошибки от полезного ВВ, имеющей низкочастотные составляющие, и из ошибки определяемой помехой.На усреднитель 10 подается уже большаявеличина, и напряжение на его выходе увеличивается. Если величина ошибки при данномВВ превосходит допустимую, т, е. напряжениена выходе усреднителя 10 превышает определенную величину, то это напряжение изменяетпостоянную времени дифференциатора б, увеличивает полосу пропускания на такую величину, чтобы ошибка по окончании переходногопроцесса не превышала допустимую,При медленном изменении параметров ВВв ССКР поддерживаются на заданном уровнеточность воспроизведения полезного ВВ иоптимальная фильтрация помехи. Предмет изобретения Следящая система комбинированного регулирования, содержащая элемент сравнения и блоки основного контура следящей системы, а также соединенный с входом следящей системы первый дифференциатор, выход которого подключен к блоку с регулируемым пределом насыщения, который связан с входом блоков основного контура следящей системы и с вторым дифференциатором, соединенным через второй блок с регулируемым пределом насыщения с входом блоков основного контура следящей системы, отличающаяся тем, что, сЗаказ ЦНИИ биография, пр. Сапунова, 2 Целью оптимальной фильтрации помехи во входном сигнале при заданной динамической точности системы, она содержит контур самонастройки, выполненный из последовательно/13 Изд, ЛЪ 183И Комитета по делам изобрететМосква, Ж, Р соединенных фильтра высокой частоты и усреднителя, выход которого связан со вторым дифференциатором, а вход фильтра подключен к выходу элемента сравнения. Тираж 448 Подписноеи открытий при Совете Министров СССР шская иаб., д. 4/5