Псевдолинейное корректирующее устройство

Союз Советских Соииалистических Республик(51) М осударственлык комите СССР ло делам изобретеиий(45) Дата опубликования описания 30.12.78 цтий) Заявите Дал ьневосточ политехнич удового Красного Знаменимени В. В. Куйбышева ПСЕВДОЛИНЕЙНОЕ КОРРЕКТИРУЮ УСТРОЙСТВО2 овышение Изобретение относится к элементам систем управления, а именно, к корректирующим устройствам, применяемым для повышения их точности.Известны различного рода псевдоличейные корректирующие устройства, содержащие интегратор, сумматор, динамические звенья и логический блок управления, состоящий из релейных блоков и блоков умножения 1, 21.Известно также устройство, содержащее интегратор, вход которого непосредственно соединен с первым входом сумматора и через последовательно соединенные первый фильтр, первый релейный блок, первый блок умножения, второй релейный блок и второй блок умножения соединен со вторым входом сумматора, а выход интегратора через последовательно соединенные второй фильтр и третий релейный блок соединен со вторым входом первого блока умножения и непосредственно - со вторым входом второго блока умножения 31.Недостаток известного устройства - значительное запаздывание, следствием чего является низкая точность системы, в которой оно установлено.Целью изобретения является пбыстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве установлены последовательносоединенные четвертый релейный блок итретий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего релейного5 блока, а выход - с третьим входом второгоблока умножения, вход четвертого релейного блока соединен с выходом интегратора,На фиг, 1 изображено предлагаемое устО ройство; фиг, 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства с синусоидальным входным воздействием и отсутствиевозмущений в корректируемой системе; фиг.3 - эпюры напряжений, поясняющие рабо 5 ту устройства с синусоидальным входнымвоздействием Х при наличии возмущений вкорректируемой системе.Устройство содержит интегратор 1, сумматор 2, первый и второй фильтры 3, 4, перО вый, второй, третий и четвертый релейныеблоки 5 - 8, первыи второй и третий блокиумножения 9 - 11, блок логического управления 12.Приняты следующие обозначения; Х -5 входной сигнал устройства, У - входнойсигнал устройства, Л - выходной сигналинтегратора, Х - выходной сигнал первогофильтра, Лг - выходной сигнал второгофильтра, У Уг, У, и Ь - сигналы на выО ходах соответственно первого, второго,50 55 60 65 3третьего и четвертого релейных блоков, У - сигнал на выходе третьего блока умножения, 14 - сигнал, получаемый от умножения сигнала У 2 на сигнал У, Л 2 - выходной сигнал второго блока умножения, Лю - возмущение в корректируемой системе.Устройство работает следующим образом.В установившемся режиме действующий на входе устройства синусоидальный сигнал Х без постоянной составляющей поступает на первый вход сумматора 2, а также на входы интегратора 1 и фильтра 3. Выходной сигнал Л интегратора 1, отстающий по фазе на угол, равный - от сигнала Х, поступает на первый вход блока умножения 10, а также на входы фильтра 4 и релейного блока 7, Релейные блоки 5, 7, 8 имеют идеальные двухпозиционные характеристики. В тех случаяхкогда на систему, в которой используется с целью повышения точности предлагаемое устройство, не действуют возмущения, выходной сигнал интегратора 1 в установившемся режиме не содержит постоянной составляющей (фиг. 2), Выходной сигнал Х фильтра 3 опережает по фазе на угол р, входной сигнал Х устройства. Выходной сигнал Л фильтра 4 опережает по фазе на уголвыходной сигнал Л интегратора 1. Релейные блоки 5, 7 и 8 преобразуют входные сигналы Х, Л и Л соответственно в меандры У У и У, фаза которых определяется фазой сигналов на их входах, В блоке умножения 9 входные меандры У, и У перемножаются и подаются на релейный блок 6, имеющий однополярную релейную характеристику. Сигнал У 2 на выходе второго релейного блока 6 содержит только положительные полуволны произведения У, и У с выхода блока умножения 9. В блоке умножения 9 перемножаются входные меандры У 2 и Уз На выходе блока умножения 11 сигнал У положителен на тех интервалах, когда входные сигналы У и У одного знака. Сигнал Ую, представляющий собой произведение сигналов У и У, имеет место только при наличии сигнала У и по знаку повторяет знак У на интервалах присутствия сигнала У 2 Выходной сигнал Ез блока умножения 10 равен произведению выходного сигнала Л интегратора 1 на сигнал Ую и представляет собой (+Л) на интервалах присутствия У 2, где производная от Л положительна, и ( - Л), где производная от 2 отрицательна, так как точки перегиба в выходном сигнале Л 2 блока умножения 10 приходятся наз- и - г, то очевидно, что при р= -- 9, 2 2 2 суммирование сигнала Л 2 в сумматоре 2 с входным сигналом Х устройства не приводит к появлению в сигнале У на выходе 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 4сумматора 2, а соответственно и на выходе всего устройства фазового запаздывания относительно входного сигнала Х. Напротив, при 2) 1 выходной сигнал У2предлагаемого устройства будет опережать по фазе сигнал Х на его входе,В тех случаях, когда на систему, в которой с целью повышения точности используется корректирующее устройство, действуют возмущения (например, несимметричный момент нагрузки в следящей системе или непрерывно изменяется во времени входное воздействие и т. д,), то в выходном сигнале Л интегратора 1 появится средняя составляющая Лнапример, больше О, остающаяся неизменной, если в сигнале на входе устройства отсутствует в установившемся режиме постоянная составляющая. Появление постоянной составляющей Ею в выходном сигнале Л интегратора 1 приводит к сдвигу переднего фронта в сигнале У на выходе релейного блока 8 влево, а заднего - вправо, а также к появлению постоянной составляющей в сигнале Л, на выходе фильтра 4, что в свою очередь приводит к сдвигу переднего фронта в сигнале У, на выходе релейного блока 7 влево, а заднего - вправо. Эти, последствия появления постоянной составляющей Лю в выходном сигнале Л интегратора 1 приводят к тому, что в сигнале Л на выходе блока умножения 10 также появляется постоянная составляющая, а, следовательно, после суммирования 22 в сумматоре 2 с входным сигналом Х устройства постоянная составляющая появится и в сигнале У на выходе устройства, Очевидно, что изменение знака постоянной составляющей Лю на выходе интегратора 1 приведет к изменению знака постоянной составляющей и в выходном сигнале У устройства.Таким образом, предлагаемое псевдолинейное корректирующее устройство не вносит в систему управления запаздывания и тем самым повышает ее точность и устойчивость.Формула изобретенияПсевдолинейное корректирующее устройство, содержащее интегратор, вход которого непосредственно соединен с первым входом сумматора и через последовательно соединенные первый фильтр, первый релейный блок, первый блок умножения, второй релейный блок и второй блок умножения соединен со вторым входом сумматора, а выход интегратора через последовательно соединенные второй фильтр и третий релейный блок соединен со вторым входом первого блока умножения и непосредственно - со вторым входом второго блока умножения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в нем установлены последовательно соединен ные четвертый релейный блок и третий блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего релейного блока, а выход - с третьим входом второго блока умножения, вход четвертого релейного блока соединен с выходом интегратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. В. А. Бесекерский и др. Теория систем 6402486автоматического регулирования, Наука, М., 1972, с. 24 б - 252.2. Заявка2024128/18-24, 15,05.74, покоторой принято решение о выдаче авторского свидетельства СССР.3. Нелинейные корректирующие устройства в системах автоматического управления, под ред. Ю. И. Топчеева, Машиностроение, М., 1971, с, 15 - 19.