Устройство для исследования и настройки цифровых следящих систем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСО,ИЛЮИеСНипРЕСПУБЛИН 09 (1) зд) С 05 В 19/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/18-242 4. Бюл. М 21воселов, В.И. Платанный,и Н.А. Докичев88.8)т для регулировки и проых следящих систем. Инлисток, В 74-1128,1128/Е 1241. ВНИИ (протоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛКРЦЩФ.(21) 340959 (22) 23.03.8 (46) 07.06.8 (72) Б.В. Но В.М. Архипов (53) 62-50(0 (56) 1. Пуль верки цифров формационныи ИЛ-03.74- тип) .(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И НАСТРОЙКИ ЦИФРОВЫХ СЛЕДЯЩИХ.СИСТЕМ, содержащее последовательно соединен-, ные задающее устройство, первый сумматор, преобразователь код - напряжение и привод, выход которого соединен с вторым входомпервого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения функциональ-: ных возможностей устройства, введенывторой и третий сумматоры, шесть масштабирующих устройств, второй и тре" тий преобразователи код - напряжение выходы которых соединены с входами привода, а входы в .соответственно с выходами второго и третьего сумматоров, первые входы которых соединены соответственно через первое и второе масштабирующие устройства с вторым выходом задающего устройства, вторые входы соответственно через третий и четвертый масштабирующие устройства соединены с первым выходом задающего устройства и первым входом пер-вого сумматора, третьи входы соответственно через пятое и шестое масштабирующие устройства соединены с третьим выходом задающего устройства.ФИзобретение относится к цифровымсистемам регулирования и настройкицифровых следящих систем.Известно устройство для регулировки и проверки цифровых следящих 5систем, содержащие задающее устройство, включающее в себя электромеханический синусный механизм, цифровой датчик угла и блок формированиясигнала постоянной скорости, сумма.,тор, преобразователь код - напряжение и привод, в состав которого входит преобразователь вал - код 11.Недостатками указанного устройства является неудобство в эксплуатации из-за использования электромеханических устройств и высокая стоимость за счет применения дорогостоящих многоразрядных датчиков угла,необходимых при проверке высокоточных систем. Кроме того, с помощьютакого устройства нельзя осуществитьпроверку и настройку цифровых следящих систем комбинированного регулирования, так как отсутствует возможность выработки компенсирующихсигналов в цифровой форме.Цель изобретения - Расширениефункциональных воэможностей устрой, ства. 30Цель достигается тем,что в устрой-ство, содержащее последовательносоединенные задающее устройство, первый сумматор, преобразователь код -напряжение и привод, выход которогосоединен с вторым входом первого сумматора, введено второй и третий сумматоры, шесть масштабирующих устройств,второй и третий преобразователи код -напряжениевыходы которых соединеныс входами привода, а входы - соответственно с выходами второго и третьего сумматоров, первые входы которыхсоединены соответственно через первоеи второе масштабирующие устройства свторым выходом задающего устройства,вторые входы соответственно черезтретий и четвертый масштабирующиеустройства соединены с первым выходом задающего устройства и первымвходом первого сумматора, третьи входы соответственно через пятое и шестое масштабирующие устройства соединены с третьим выходом задающего устройства.55На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство для проверки и настрой.ки цифровых следящих систем содержит,последовательно соединенные задающее устройство 1, сумматор 2, преобраэователь 3 кода в напряжение, привод 4, выход которого соединен с вторым входом сумматора 2, а второй и третий Входы соединены соответственно с выходами второго 5 и третьего 6 преобразователей код - напряжение, входы которых соединены соответственно с выходами второго 7 и третьего. 8 сумматоров, первые входы которых соединены соответственно через первое 9 и второе 1 О масштабирующие устройства с вторым выходомзадающего устройства 1, вторые входы соотввтственно через третье 11 и четвертое 12 машстабирующие устройствасоединены с первым выходом задающего устройства 1 и входом первого сумматора 2, третьи входы соответственно через пятое 13 и шестое 14 масштабирующие устройства соединены с третретьим выходом задающего устройства 1, Устройство работает следующим образом,Задающее устройство 1 вырабатывает в цифровом виде гармонические сигналы, изменяющиеся по синусоидальному и косинусоидальному законам.1 Для цифровых систем, работающих по отклонению, используется гармонический сигнал, изменяющийся по синусоилальному закону, который подается на вход сумматора 2, где он сравнивается с сигналом обратнои связи привода 4. Сигнал рассогласования, получающийся в сумматоре 2, через преобразователь 3 кода в напряжение подается на управление приводом 4.При проверке и настройке цифровых систем комбинированного регулирования в устройстве имитируется вычисление сигналов, пропорциональных 1-й и 2-й производным от задающего воздействия, причем сигналы могут вырабатываться с любым наперед заданным уровнем погрешностей, соответствующих каким-то алгоритмом вычисления производных.Первую производную задающего воздействия можно имитировать суммой синусоидального и косинусоидального сигналов с определенными амплитудами.Идеальная производная синусоидального сигнала А Бдп(дй равна АЯСоэ(д.При вычислении производной в цифровой вычислительной машине появляется методическая погрешность, обусловленЭ 1096610 4 ная дискретным характером представ-изменением коэффициентов масштабируюления информации. Эта погрешность щих устройств 9, 11 и 13 можно имитипроявляется в видедополнительного ровать вычисление производной с люфазового сдвига вычисляемого сигнала бым алгоритмом. первой производной относительно иде Компенсирующий сигнал, пропорциоального, т.е. реальный сигнал имеет нальный второй производной от задаю - вид Лу Сов. Ьс-у) или А,ИБЫ (МС-ф)+ щего воздействия, получается анало+ - 1 , где А=АМ. Последнее выражеИгичным образом с помощью масштабиние можно представить в виде рующих устройств 10, 12 и 14, суммаА 1 Бдп(И+-)= а БдпцТ + Ь СояК, (1)10 тора 8 и преобразователя 5 кода в напряжение. Коэффициенты масштабирующихеустройств 1 О и 12 выбираются в соответствии с формулами Б 3.п (ыт+ й - )=с Б 1 пый + д Сова;А с + д, Сд(н )й,С+) гдА, = "а + Ь"; (2)Ьсд( --= - (3)2 а15Таким образом, компенсирующий сиг.нал с заданной методической ошибкой,пропорциональный первой производнойот задающего воздействия, получаетсясложением на сумматоре 7 синусоидаль 20ного и косинусоидального сигналов,вырабатываемых в задающем устройстве1 и умноженных соответственно в масштабирующих устройствах 11 и 9 накоэффициенты, определяемые формулами (1) - (3).Известно, что по цифровым системам погрешность из-за квантования поуровню при вычислении производныхможно представить "белым шумом". Впредлагаемом устройстве имитацияэтой погрешности получается за счеттого, что с задающего устройства 1используются младшие разряды кода синусоидального или косинусоидального35сигналов и в масштабирующем устройстве 13 производится умножение на соответствующий коэффициент, определяющий (максимальную амплитуду погрешностииз-за квантования по уровню, Следует 40отметить, что нумерация разрядов навходе масштабирующего устройства 13может быть абсолютно произвольной,т.е. младший разряд кода задающегоустройства 1 может быть старшим разрядом масштабирующего устройства 13.Сформированный таким образом кодшума поступает затем на сумматор 7,на выходе которого получается код,пропорциональный первой производнойот задающего воздействия, аналогичный 50коду, вычисленному в цифровой вычислительной машине, т.е. сигнал производной, в котором присутствует какметодическая ошибка, так и ошибки изза квантования по уровню. Затем код 55компенсирующего сигнала через преобразователь 5 код - напряжение подается в привод 4. Следует отметить, чтоО где А, Б 1 пЬй+и-) -АФ Б 1 п(дС - втораяпроизводная от задающеговоздействия;А, =Ац в максимальн амплитуда второй производной.Таким образом, введение в устройство перечисленных элементов позволяет обеспечить выработку компенсирующих сигналов по задающему воздействию, а следовательно, проводить проверку и настройку цифровых систем комбинированного регулирования без цифровой вычислительной машины, что позволяет значительно удешевить процесс проверки и настройки цифровых систем регулирования.По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет более точно и полно имитировать алгоритмы управления системы, которые должны быть реализованы в ЦВИ и, следовательно, уже на стенде, а не на объекте выявить все особенности, связанные с формированием управляющих алгоритмов в цифровом виде.1Применение изобретения позволяет значительно сократить время настройки и отладки цифровых следящих систем и,в целом, удешевить разработку последних.Технические преимущества изобретения по сравнению с известным уст ройством, заключаются в том, что оно значительно дешевле и удобнее в эксплу атации. Кроме того, с помощью предлагаемого устройства можно имитировать любой алгоритм выработки управляющих сигналов ля цифровой системы и, следовательно, значительно более качественно проводить отработку указанных систем без применения управляющий ЭВИ.1096610 Составитель А. Лащеедактор Н. Джуган Техред И.Тепер4 орректор М Шар акаэ ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проентна ил 24/35 .Тираж 842 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра