Электрическая следящая система

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскнкСоциалистическихРеспублик и 1947817(22) Заявлено 12.01,79 (21) 2713714/18-24с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 30. 07. 82,Бюллетень Йо 28 1511 М. Кл.з О 05 В 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8 Дата опубликования описания 30.07.82 и Горькбвскоминомисследовательскийи Горьковскомннбм .2.:(72) Авторыизобретения Г.Г.Лаптенков и А.С.Алексеев Научно-исследовательский институт механики ордена Трудового Красного Знамени государс университете им. Н.И. Лобачевского и Научн институт прикладной механики и кибернетики ордена Трудового Красного Знамени государсуниверситете им. Н.И. Лобачевског(7 Заявител СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА 4 ) ЭЛЕКТРИЧЕ еЙэобретение относится к адаптивным системам автоматического регулирования и управления и может быть применено для стабилизации систем . управления нелинеФньаи неустойчивым объектом первого порядка с меняющимся во времени параметром.Известны релейные регуляторы устойчивых объектов, содержащие посл довательно соединенные с объектом регулирования трехпозиционный репейный элемент с зоной гистерезнса и интегрирующий.сервопривод 1.Можно показать, что и для неустойчивого объекта первого порядка такой регулятор в некоторой области пространства параметров обеспечивает регулирование в автоколебательном режиме работы. Однако при изменении параметров объекта рабочая точка выходит иэ укаэанной области пространства параметров системы и последняя становится абсолютно неустойчивой,По основному авт. св. 9 442445 известна электрическая следящая система, содержащая последовательно соединенные масштабный блок, измеритель .рассогласования, двухполярный ключ; второй вход которого соединен с выходами источника постоянного напряжения, и инерционный блок 1 2.Недостатком известной системы является малая область устойчивости.Цель изобретения - расыирение области устойчивости системы.Поставленная цель достигается тем, что в системе входы источника постоянного напряжения соединены с соответствующими выходами инерционного блока.Кроме того, источник постоянного напряжения содержит первый и второй дифференцирующие блоки, входы которых через последовательно соединенные первый сумматор, пороговый элемент, формирователь импульсов и первый ключ соединены с входом блока памяти, а выходы через последовательно соединенные второй сумматор и блок деления соединены с вторым входом первого ключа, первый вход второго ключа соединен с выходом первого сумматора, второй вход - с выходом формирователя импульсов, третий вход с выходок формирователя опорного сигнала, выход - с вторьзч входом блока деления, а выход блока памяти подключен к выходу источника постоянного .напряжения.щий поцачу напряжения Х(1) + М(1) 5 через ключ 21 на блок 19 деления ипередачу результата деления черезключ 20 в блок 15 памяти. Напряжениес выхода блока 15 памяти дается на вход .двухполярного ключа 3, )О управляющего сервоприводом 7. Двухполярный ключ 3 может быть реализованлюбым известным способом (т.е, выполнен в виде электромеханического,электронного и т,д, реле)В двухполярном ключе 3 выходное напряжение источника 4 постоянного напряжения при необходимости инвертируется.После окончания импульса на выхо-,де Формирователя 18 импульсов входблока 19 деления отключается от выхода сумматора 13 и подключается кформирователю 1 б опорного сигнала,Перед пуском системы в блок 15 памяти вводится напряжение, величинакоторого обеспечивает существованиев системе устойчивого предельногоцикла. Значение выходкой координатыХ(Х) = (1) двухполярного ключа 3(без учета погрешностей источника 4постоянного напряжения) определяется в этом случае дифференциальнымуравнением вида 45 50(3) системе с нелинейным временем. Г= ф 11 о Р 60 в которой амплитудные отношения регулируемой координаты не зависят от65 На фиг. 1 изображена блок-схемарегуляторами, на фиг. 2 - характеристика двухполярного ключа.Блок-схема включает элемент 1сравнения, масштабный блок 2, двухполярный ключ 3, источник 4 постоянного напряжения, инерционный блок 5,объект б реГулирования, сервопривод7, основной контур 9 регулирования,первый и второй датчики-преобразователи 9 и 10, первый и второй дифференцирующие блоки 11 и 12, первый ивторой сумматоры 13 и 14, блоК 15памяти, формирователь 16 опорногосигнала, пороговый блок 17, Формирователь 18 импульсов, блок 19 деления, первый и второй ключи 20 и 21кроме того, Х(1) - выходная кордина",та объекта регулирования, О(С) - выходная координата сервопривода,х(Х)сигнал управления.Объект б регулирования и интеГрирующий сервопривод 7 описываются,соответственно, дифференциальнымиуравнениями видатх - ,. х = Ат, О +,о (1)тй = х(х),где То(1) - меняющаяся постояннаявремени объекта б регулирования;Т - постоянная времени сервопривода 7;То = 1 тоИсточник 4 постоянного напряжения синтезирован в соответствии свыражением для величины, обратнопропорциональной постоянной времениобъекта регулированияи работаетследующим образом,Выходные координаты,О(1) н Х(1сервопривода 7 и объекта регулирования измеряются и преобразуются 40датчиками-преобразователями 9 и 10в пропорциональные им напряженияМ(1) и Х(1) и подаются на входы сум" матора 13 и дифференцирующих блоков11 и 12. Результат дифференцированияс выхода дифференцирующего блока 11подается на один из входов сумматора14, Другой вход сумматора подключенк выходу дифференцирующего блока 12,Таким образом на выходе сумматора 13получается напряжение, равноеХ(+ Ма на выходе сумматора14 Х -Ц.М(1) . Блок 19 деленияобеспечивает деление выходного напряжения сумматора 14 на выходное нап ряжение суматора 13,Так как постоянная времени объекта б регулирования изменяется доста"точно медленно по соавнению с периодом аэтоколебаний, то с целью исключения деления на напряжения, блиэкиек нулю, и, следовательно, повышенияточности операции деления в системувведен пороговый блок 17, вход которого соединен с выходов сумматора 13.При переходе суммы Х + М (1) че реэ пороговый уровень О пороговыйблок 17 срабатывает и запускает формирователь 18 импульсов, например,ждущий мультивибратор, обеспечиваюгде Х + М = Цт = т 8 при сс+ Ет = тъ 6 прн е+ ве +О - ПОРоговый уровень срабатывания порогового блока 17;9 - длительность импульса формирователя 18 импульсов; Т 4,Т - постоянные времени блока 15памяти и ключа 20.Ясли постоянная времени объекта регулирования изменяется достаточно медленно, можно приближенно считать, что 0(1)- 13РТогда заменой асй 1 С)(4)система (1) приводится к автономной переменных параметров объекта регулирования. Изображающая точка при . этом движется по фаэовой траектории одного и того же предельного цикла,947817. Г5 з 5650/71 одписное ВНИИПИ Тираж 914иС а скорость ее движения изменяется всоответствии с законом изменения параметров системы. Моделирование системы в целом на АВМ показало независимость амплитудных значений Х(С) иМ(1) при изменении То(1) в достаточно широких пределах,Формула изобретения10.1, Электрическая следящая система по авт. св. Р 442445, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения области устойчивости системы, в ней входы источника постоянного нап- ) ряжения соединены с соответствующими выходами инерционного блока.2. Система по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения области существования автоколебаний системы, источник постоянного напряжения содержит первый и второй дифференцирующие блоки, входы коФилиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,торых через последовательно соединенные первый сумматор, пороговыйэлемент, формирователь импульсов ипервый ключ соединены с входом блока памяти, а выходы через последовательно соединенные второй сумматори блок деления соединены с вторымвходом первого ключа, первый входвторого ключа соединен с выходом первого сумматора, второй вход - свыходом формирователя импульсов,третий вход - с входом формирователяопорного сигнала, выход - с вторьмвходом блока деления, а выход блокапамяти подключен к выходу источникапостоянного напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Андронов А.А, и др. Теорияколебаний, М., Физматгнз, 1959, с. 601.2Авторское свидетельство СССР 9 442445, кл, С 05 В 11/00, 27,09.72 (прототип).