Корректирующее устройство системы автоматического управления (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1228069 С 9 а) 4 С 05 В 11/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Г 1;л;.,ВВ 1 Я 0 Щу,бластисОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им, В.В.Куйбышева (72) Г.Е.Кувшинов и В.А.Герасимов (53) 62-50(088.8)(56) Техническая кибернетика. Устрой ства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Т 2. М.: Машиностроение, 1975, с. 427-428.Хьюлсмен Л,П. Теория и расчет активных КС-цепей. М.: Связь, 1973, с. 160, рис. 6.3.(54) КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СИТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к оавтоматики и предназначено для пользования в системах автоматического управления (САУ), в качестве корректирующего устройства. Целью изобретения является расширение функциональных возможностеи за счет увеличения диапазона регулирования постоянных времени, Устройство может быть реализовано в двух вариантах. По первому варианту оно содержит два операционных усилителя, два источника питания и пять пассивных двухполюсников. По второму варианту она дополнительно содержит двигатель постоянного тока, редуктор, потенциометр и третий источник питания, Сущность изобретения заключается в возмбжности независимой настройки коэффициента усиления и постоянной времени . интегрирования. Кроме того, существен- С но расширяются диапазон регулирования постоянных времени. 2 с,п. ф-лы, 2(2) 13 + 1 ц 19 э Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в системах автоматического управления (САУ) в качестве корректирующего устройства.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения диапазона регулирования постоянныХ времени.На фиг. приведена блок"схема устройства по первому варианту; на фиг.2 - то же, по второму варианту.Устройство содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, первый 3 и второй 4 источники питания, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8 и пятый 9 пассивные двухполюсники. На чертежах показаны неинвертирующий 10 и инвертирующий 11 входы первого операционного усилителя, входные клеммы 12 устройства, общая клемма 13 второго 6 и третьего 7 пассивных двухполюсников, неинвертирующий 14 и инвертирующий15 входы второго 2 операционногоусилителя, выходная клемма 16 устройства, двигатель 17 постоянного тока, редуктор 18, потенциометр 19 со средней точкой, третий 20 источник питания.Корректирующее устройство работает следующим образом. Приложенное ко входу устройства напряжение ц создает входной ток 1, протекающий по первому пассивному двухполюснику 5 с импедансом Е (здесь и ниже принято, что нижние индексы токов и соответствующих импедансов совпадают). Благодаря до. - вольно большому коэффициенту усиления операционных усилителей их входные токи и разности потенциалов между узлами 11 и 1 О, а также 15 и 14 можно считать равными нулю.При этом выполняются следующие отношения: Напряжение Цозначает разность потенциалов между узлами 13 и 14 (по этому же принципу ниже обозначены и другие напряжения).Последнее выражение с учетом, что позволяет найти соотношение междутоками 12 =1 Е 1 Е 2 5 3 4 4 2 Е+Е 3Выходное напряжение ц определяется суммой напряжений: Для корректирующего устройствапо первому варианту (фиг,1):15Ц =-1 Е164 5 5Подстановкой (1), (3) и (5) в.2 Е222 +Е25 Из (6) и (1) находим выражениепередаточной функции корректирующего устройства по первому варианту: У(Я)= - -(2 +Ц,(8ЗО ц, (Я) 2 которое характеризует работу устройства в установившихся и переходных режимах при любых входных сигна-,лах.Передаточная функция прототипа 40 имеет вид: Сравнивая выражения (7) и (8), 45 можно увидеть, что передаточная функция (7) предлагаемого устройства имеет более сложный характер, что расширяет функциональные возможностикорректирующих устройств.50 Каждому варианту исполнения пассивных двухполюсников соответствуетсвой вид конкретной передаточнойфункции.Для простейших разновидностей, когда каждый пассивный двухполюс ник выполнен в виде резистора иликонденсатора, имеют место 32 варианта, различающиеся по выражениямкоэффициентов дробнорационального выражения передаточной функции. Так, если в качестве пассивного двухполюсника 6 включить конденсатор, а остальные элементы - резисторы, то передаточная функция (7) корректирую-. щего устройства, соответствует пропорционально-интегральному (ПИ) зве ну.Устройство по второму варианту (фиг.2) имеет передаточную функцию 0 И(Я) = -- - = --- (Е + П,(Б П(Б) Е 40формула изобретения 1. Корректирующее устройство системы автоматического управления, содержащее операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен через пассивный двухполюсник с входной клеммой устройства и одной клеммой второго пассивного двух" полюсника, неинвертирующий вход соединен с второй входной клеммой устройства и шиной "Земля" источника питания, соединенного с соответствующими клеммами операционного усилителя, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей 50 Е,3 Е Е Е(9) 15Е +Е(Е +Е ) ТЗгде Т - постоянная времени интег 3рирования, определяемая параметрами интегрирующего двигателя постоянного тока 17, 20коэффициентом передачи редуктора 18 и величиной напряжения третьего источника питания 20.Анализ выражения (9) показывает, 25 что устройство по второму варианту обладает новым по сравнению с первым вариантом, свойством-возможностью пол ностью независимой настройки коэффициента усиления путем изменения пас сивного двухполюсника 6 и постоянной времени интегрирования путем изменения пассивного двухполксника 9.Изобретение обеспечивает увеличение диапазона регулирования посто янных времени, упрощение настройки параметров корректирующих устройств и расширение их функциональных возможностей. за счет увеличения диапазона регулирования постоянных времени, в него дополнительно введены третий, четвертый и пятый пассивные двухполюсники, второй операционный усилитель, соединенный с вторым источником питания, клемма Земпя которого соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя непосредственно и через третий пассивный двухполюсник с второй клеммой второго пассивного двухполюсника, которая через четвертый пассивный двухполюсник соединена с инвертируюцим входом второго операционного усилителя,выход которого через пятый пассивный двухполюсник соединен с его инвертирующим входом и непосредственно с выходом устройства.2. Корректирующее устройство системы автоматического управления, содержащее операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен через пассивный двухполюсник с входной клеммой устройства и одной клеммой второго пассивного двухполюсника, неинвертирующий вход соединен с второй входной клеммой устройства и шиной "Земля" источника питания, соединенного с соответствующими клем- мами операционного усилителя, выход которого является выходом устройства, о т.л и ч а ю щ е е с;г тем, что, с целью расширения функционаяьных возможностей за счет увеличения диапазона регулирования постоянных времени, в него дополнительно введены третий, четвертый и пятый пассивные двухполюсники, второй операционный усилитель, второй и третий источники питания, двигатель постоянного тока с редуктором, механически связанным с подвижным контактом потенциометра со,средней точкой, который соединен с клеммами третьего источника питания, клеммы "Земля" второго и третьего источников питания соединены с клеммой якоря двигателя постоянного тока и неинвертирующим входом второго операционного усилителя непосредственно и через третийпассивный двухполюсник - с второй клеммой второго пассивного двухполюсника, которая через четвертый пассивный двухполюсник соединена с неиивертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого соединен с второй клеммой якоря двигателя по1228069 контакт потенциометра со средней точкой соединен с выходом устройства. ре. й Составитель Г.Не Техред И.Попович Редактор К.Волощук одписное каз 2286/ Вкомитета СССР и открытийуйская наб.,4/5 роизводственн афическое предприят стоянного тока непосредственно и через пятый пассивный двухполюсник - сего инвертирующим входом, подвижный 8 Тираж 83 ИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Р ва Корректор А.Зимокосо Ужгород, ул.Проектная,