Устройство автоматического управления

Союз Советскин Социалистическими Республик(51) М,ЬО аявки-Гвсудврственный нвит Совета Мнннстрав ССС по делвц нзовретеннй н втнрьпнй(45) Дата опуб ования Авторыизобретен М. Зеленский, В, В. Кралин, В, А, Песков и Н, И. Якубэвская 71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ точной функЧ(Р) 4 1,ей, не равной единице, т ля получения полной инва тве передаточной функции ной связи необходимо им е.риант стп в кач авной обр ь) (2) Ч(Р) = сто вах такого вида регулируемая) поступает на блок сравой обратной связи с передаИзобретение относится к автоматике иможет найти широкое применение для построения высокоточных следящих систем.Известны устройства комбинированногоуправления, в которых благодаря отсутствию противоречий между условиями устойчивости и инвариантности возможно достижение высокой точности регулирования. Дляпостроения устройств комбинированного управления требуется непосредственное измерение управлжощего воздействия и егопроизводных 11,Трудности, связанные с практическойреализацией измерения производных управляющего воздействия, не позволяют полностью устранить динамические ошибки вустройствах комбинированного управления,Известны также устройства с неединичной обратной связью, используемой дляуменьшения ошибки, вызванной управляющимвоздействием в замкнутой системе регулирования 121.В устройствеличина у ( 1нения по главн При разложении этого выражения в стеенной ряд получаем: Отсюда видно, что для получен полной инвариантности необходимо использо вать главную обратную связь с коэффициентом передачи, в общем случае отличнымот единицы: а о Ф. 1 (в астатических системах Оо= 1), и дополнительно ввестиположительные обратные связи по производ ным от регулируемой величины,Реализация полной инвариантности, т. ереализация условия ( 1), практически невозможна из-за невозможности точноговведения высших лроизводных (2), а так же из-за того, что при выполнении условия(1) система будет находиться на границеустойчивости,Из известных устройств автоматического регулирования наиболее близким потехнической сущности является устройство,содержащее первый фиксатор и последовательно соединенные первый сумматор, усилитель и исполнительный механизм, выходкоторого соединен со вторым входом первого сумматора и входом тахогенератора,выход которого соединен со входом дифференциатора и с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первымвходом второго фиксатора, второй вход которого соединен с генератором импульсов,а выход - со вторым входом усилителя Г 31.Экспериментальные исследования указанного устройства показали, что при изменении частоты задакнцего воздействия возрастает величина ошибки устройства. Возрастание величины ошибки вызвано появлениемсдвига между фазами сигнала о гибки и корректирующего сигнала, Другими словами,из-за нелинейности амплитудочастотныххарактеристик дифференцирующих звеньевв данном устройстве наблюдается переком"пенсация или недокомпенсация сигналаошибки корректируемой системы.Цель изобретения - повышение точностиработы устройства независимо от частотызадающего воздействия,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве автоматического управления установлены модулятор и последовательно соединенные нуль-орган, вход которого соединен с выходом тахогенератора,и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входомпервогэ фиксатора, второй вход которогосоединен с выходом нуль-органа, а выходс управляющими входами модулятора идифференциатора, выод которого через модулятор соединен со вторым входом второго сумматора.На чертеже изображена блок-схема устройства автоматического управления,Устройство содержит первый и второйсумматоры 1 и 2, усилитель 3, исполнительный механизм 4, генератор импульсов5, первый и второй фиксаторы 6 и 7, тахогенератор 8, модулятор 9, дифференциатор10, нуль-орган 11, генератор пилообразного напряжения 12.Устройство работает следующим образом.При изменении частоты задающего воздействия изменяется также частота сигнала на выходе тахогенератора 8. Нульорган 11 фиксирует моменты прохождениясигнала на выходе тахогенератора 8 черезнуль в виде кратковременных импульсов прямоугольной формы положительной полярности, частота которых обратно пропорциональна полупериоду задающего воздействия.Передним фронтом такого импульса прои;:водится управление запоминанием напряжения генератора пилообразного напряжения12 на первом фиксаторе 6, а задним -обнуление сигнала на выходе генераторапилообразного напряжения 12 с последуют щим запуском его. К моменту появленияслудующего импульса на выходе нуль-органа 11 напряжение на выходе генераторапилообразного напряжения 12 пропорционально полупериоду задающего воздействия,р Процесс управления запоминанием напряжения генератора пилообразногэ напряжения12 на первом фиксаторе 6 и обнуление сигнала на выходе генератора пилообразногонапряжения 12 с последующим его запускомщ повторяется с приходом каждого импульса.с выхода нуль-органа 11. Таким образом,на выходе фиксатора 6 формируется сигнал, пропорциональный частоте задающеговоздействия. Этот сигнал подается на упр равляющие входы модулятора 9 и дифференциатора 10. Постоянную времени дифференциатора 10, который может быть построеннапример, на В,С элементах, можно изменять, управляя величиной переменного соЗО противления, в качестве которого можетбыть использован варистор, При изменениипостоянной времени дифференциатора 10путем изменения величины переменного сопротивления, изменяется и коэффициент пеЗ 5 реднего сопротивления, изменяется коэффициент передачи дифференциатора 10, Дляучета изменения коэффициента передачидифференциатора 10 служит мэдулятор 9,коэффициент передачи которого изменяется4 О при изменении частоты задающего воздействия, т. е, сигнала на выходе фиксатора 6,В данном устройстве усилитель 3 выполняет функции сумматора - усилителя, Второй фиксатор 7, управляемый генератором45 импульсов 5, служит для запоминания величины с выхода второго сумматора 2 напериод следования импульсов с выхода генератора импульсов 5, Запоминание сигнала с выхода сумматора 2 выполняется вО момент наличия импульсов с выхода генератора импульсов 5,Новый положительный эффект при использовании предложенного устройства заключается в существенном повышении точ 5 ности системы путем управления фазойкорректирующего сигнала при изменениичастоты задающего воздействия. Экспериментальные исследования показали, чтопри изменении (возрастании) частоты заер дающего воздействия (исходная частэта531130 Сэставитель Ю. ГладковРедактор С, Титова Техред Н дндрейчук Корректор Б. 10 гас Заказ 5390/146 Тираж 1029 Подписное ЦЧИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Мэсква, Ж, Раушская набд, 4/5филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 0,2 гц) в десять раз точность системы регулирования при использовании предложенного устройства повышается в 1,5 разагпо сравнению с известными устройствами.формула изобретения Устройство автоматического управления, сэдержащее первый фиксатор и последовательно соединенные первый сумматор, усилитель и исполнительный механизм, выход которого соединен со вторым входом первогс сумматора и входом тахогенератора выход которого соединен со входом дифференциатора и с первым входом второгэ сумматора, выход которого соединен с первым входом второго фиксатора, второй вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - со вторым входом усилителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в нем установлены модулятор и последовательно соединенные нуль-орган, вхэд которого соединен с выходом тахогенератора,и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входомпервого фиксатора, второй вход которогосоединен с выходом нуль-органа, а выход -с управляющими входами модулятэра идифференциатора, выход которого через модулятор соединен со втэрым входом второгосумматора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Теэрия автэматическэгэ управления,часть 1, пэд эбщей ред. А, В, Нетушила,Изд, "Высшая школа", М., 1968 гстр. 269.М., "Высшая школа", 1968, с. 269.2. Бесекерский В. Л. и др, Теэрпя систем автэматическэгэ регулирэвания.М.,