Следящая система

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень20Дата опубликования описания 05.06.81 по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения як Коммунарский горно-металлургичес й институт " / 1(71) Заявител 54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для построения следяших систем автоматического регулирования, содержаших нелинейные звенья, в том числе и звенья с типовыми нелинейностями.Известны следящие, системы, при проектировании которых учитываются влияние зазоров и упругих деформаций, сухого и вязкого трения, переменные моменты инерции, зоны нечувствительности и т.д. 1.Однако они обладают недостаточной точностью.Наиболее близкой по технической сушности к предлагаемой является следящая система, содержащая последовательно соединенные первый блок сравнения, усилитель, первый сумматор, нелинейное звено, второй сумматор, двигатель, выход которого подключен ко входу первого блока сравнения, выход которого через последовательно соединенные второй блок сравнения, первый и второй дифференциаторы подключен ко второму входу первого сумматора,.третий вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу двигателя.а также модель линеаризованного звена, входом подключенная к выходу первого сумматора 2 .Однако эта система на практике имеет.5 недостаточную точность из-за недостаточнойточности линеаризации нелинейности типа зоны нечувствительности при действии внеш.него возмущения. При действии внешнего возмущения (особенно меняюшегося по случайному закону) увеличивается составляющая ошибки, вызываемая нелинейностью.Кроме того, для линеаризации нелинейности необходимо на вход нелинейного звена подавать смещение определенной полярности и амплитуды.1 Цель изобретения - компенсация нелинейности, повышение точности системы и ее упрощение.Поставленная цель достигается тем, чтоона содержит модель нелинейного звена, вход которой подключен к выходу первого 20 сумматора, а выход - ко второму входувторого сумматора, а выход модели линеаризованного звена подключен к третьему входу второго сумматора.На чертеже представлена схема предлагаемой системы.Система содержит последовательно соединенные устройство 1 сравнения, усилитель 2, сумматор 3, нелинейное звено 4 с нелинейностью типа зоны чувствительности,сумматор э, двигатель 6, выход которогоподключен ко входу устройства 1 сравнения,модель 7 нелинейного звена и модель 8 линеаризованного звена, входы которых подключены к выходу сумматора 3, а выходыко входу сумматора 5, сумматор 9, входыкоторогс подключены к выходам устройства 1 сравнения и двигателя 6, а выход черездифференциаторыО, 11 подключен ко входусумматора 3,Система работает следующим образом.После подачи уира вл яющего воздействия А на выходе устройства 1 сравненияформируется ошибка системы 0) котораяпоступает на входы усилителя 2 и сумматора 9, выходной сигнал которого равен управляющему воздействи ю. С выхода усилителя 2 и дифференциаторов 1 О, 11 сигналы поступают на входы сумматора 3. Свыхода сумматора 3 сигналпоступает навходы нелинейного звена 4, моде.и / нелинейного звена и модели 8 линеаризованнога звена, а их выходные величины постуна ют н а вход с ум мата ра 5. Си гн л на выходе сум мятора определяется соотношениема= 1.1- (.1 + (.)з = 1.з = 1Поскольку сигналы Би Бс выходов.нелинейного звена и его модели равны ивключены встречно, то на вход двигателя 6поступает. сигнал , пропорциональный сигналу Е 1 (К коэффициент пропорциональности модели линеаризованного звена, равный коэффициенту усиления нелинейного звена на линейном участке), не зависящий отхарактеристики нелинейного звена. При этомосуществляется точная компенсация нелинейности системы и точность линеаризациине зависит от внешнего возмущения 1, меняющегося па любому закону.Та ки м образом, п редла гаем ая системапозволяет повысить точность работы за счетполного исключения влияния внешнего возмущения на точность линеаризации, В известной системе всегда нарушаются условия линеаризации и, следовательно, всегдаимеет место составляющая ошибки, вызываемая нелинейностью, поскольку возмущение 1 приложено к двигателю и не приложенок модели двигателя.Это приводит к тому, что кроме указанной составляющей оцибки, вызванной нели ней ностью, в известной системе присутствует всегда дополнительная ошибка из-занеточности выходного сигналаа сумматора 6 управляющему воздействию С.11 ействительно, поскольку возмущение 1 действует только на вход двигателя и не поступает на вход его модели, то изображение выходного сигнала сумматора 6 равно где Жд (р) Формула изобретения Следящая система, содержащая последовательно соединенные первый блок сравнения, усилитель, первый сумматор, нелинейное звено, второй сумматор и двигатель,выход которого подключен ко входу первогоблока сравнения, выход которого через последовательно соединенные второй блок сравнения, первый и второй дифференциаторыподключен ко второму входу первого сумматора, третий вход которого соединен с35 выходом первого дифференциатора, второйвход второго блока сравнения подключен квыходу двигателя, а также модель линеаризова н ного звена, входом подключенную квыходу первого сумматора, отличающаясятем, что, с целью повышения точности системы она содержит модель нелинейного звена, вход которой соединен с выходом первого сумматора, а выход со вторым входомвторого сумматора, а выход. модели линеаризованного звена с третьим входом второ 45 го сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Основы проектирования следящих систем. Под ред. Е. П. Попова. М., Машиностроение, 1978.2. Авторское свидетельство СССР407289 кл. 6 05 В 17/02, 1973 (прототип). передаточная функция двигателя 8;(-1 (р) Жд(р) =,Ф 1 влияние не рассматривается, так как его назначение иное.Следовательно, выходные величины .61и,В при действии возмущения 1 всегда различны. Эта разница и, следовательно, неравенство Хз(р) ф др) тем больше, чем боль ше возму цение 1.П редда гаемая система может на йти широкое применение при построении следящих систем автоматического управления.1т Составитель В. ГТехред А. БойкасТираж 940ПИ Государственного комио делам изобретений и отМосква, Ж - 35, РаушскаяП Патент, г. Ужгород, у актор Н. Кешеляаз 4055/74ВНИИп113035,Филиал. ПП оваКорректор Г. РешетникПодписноеа СССРытийаб., д. 4/5Проектная, 4