Релейно-импульсная следящая система

(71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им, Н.Е.Жуковского (72) Е.К.Алехина, А,А.Горовой, А.В,Деревянченко и В.Г.Рубанов (53) 62-50(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 962847, кл. С 05 В 11/16, 1983,Авторское свидетельство СССР В 553592, кл. С 05 В 1.1/26, 1977. (54) РЕЛЕЙНО-ИМПУЛЬСНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИС ТЕМА(57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при управлении электроприводом. Цель.изобретения - повьппение быстродействия и точности управления. Указаннаяцель достигается тем, что в системувведены нелинейное корректирующееустройство, содержащее последовательно соединенные датчик скорости, инвертор, ключ и инвертирующий усилитель, соединенный своим выходом с одним из входов сумматора. Система содержит также два преобразователя уголнапряжение, компаратор, второй ключи генератор импульсов. В качествеобъекта управления используется либоэлектродвигатель постоянного тока,ли-.бо шаговый двигатель. 2 ил.1 12Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при управлении электроприводом в робототехнических системах, не допускающих перерегулирований и требующих высокого быстродействия.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности управления,На фиг. 1 представлена функциональная схема следящей системы; на фиг 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип действия системы при по" стоянном значении задающего воздействия.Следящая система состоит из первого и второго преобразователей угол- напряжение 1 и 2, датчика 3 углового положения, объекта управления 4, представляющего собой исполнительный двигатель постоянного тока нли шаговый двигатель, датчика 5 скорости, инвертора 6, первого ключа 7, инверти рующего усилителя 8, сумматора 9, ком паратора 1 О, генератора импульсов 11 второго ключа 12, разделителя импульсов 13 и усилителя мощности 14.Устройство работает следующим образом.В период разгона исполнительного устройства до уровня 5(интервал времени О-й), угловая скорость со вращения двигателя 4 имеет положительное значение (см. фиг. 2) и отрицательная обратная связь по скорости должна быть отключена, чтобы не препят-ствовать разгону с максимально возможным нарастанием скорости. Это требование выполняется введением в схему ключа 7, который находится на интервале времени О- в разомкнутом состоянии под действием отрицательного напряжения инвертора 0 а и положительного напряжения Б компаратора. В момент времени С необходимо обеспечить препятствие дальнейшему возрастанию управляемой координаты У, превышающей заданный уровень , Это достигается замыканием ключа 7 в момент времени й под действием отрицательного уровня напряжения 0 компаратора, поскольку на второй вход ключа продолжает подаваться отрицательное значение напряжения 11 с выхода инвертора 6. 41190 1 ной обратной связи по скорости используется инвертирующий усилитель8, обеспечивающий знак сигнала скоростной обратной связи, противоположный знаку входного задающего воздействия.Итак, в начале переходного процесса при больших отклонениях системы от установившегося состояния (ин тервал времени О-) коэффициент демпфирования мал. В момент достижениявыходной величиной заданного значения коэффициет демпфирования возрастает скачком, и перерегулирование 15 исключается.Таким образом, на выходе инвертирующего усилителя 8 формируетсясигнал Ъ, который, суммируясь, ссигналом ошибки рассогласования 1,1 20 изменяет характер протекания переходного процесса системы в интервалывремени Е,1-Е, ЕЗ -Ч,-6 и. т.дв сторону значительного уменьшениявыбросов над линией установившегося 25 значения, а в интервале времениС,-С и т,д. в сторону сниженияотклонения регулируемой координатыпод линией установившегося значения(пунктирная кривая на фиг. 2 Я).30 С целью улучшения энергетическихпоказателей процесса управления исполнительным механизмом, а такжеповышения помехоустойчивости системы применено импульсное управление,которое обеспечивается благодаря введению в структуру генератора 11 разнополярных прямоугольных импульсов,подаваемых на ключ 12, аналогичныйключу 7, и заполняющих пачками пря моугольные импульсы 11 К, поступающиена второй вход ключа 12. Таким образом, с выхода ключа 12 на распределитель импульсов 13, осуществляющийпоочередное подключение соответству ющих обмоток шагового исполнительного механизма, поступают пачки импульсов (фиг. 22) положительной.и отрицательной полярности, вызывая соответственно прямой ход или реверсисполнительного устройства 4.Усилитель мощности 14 предназначен для обеспечения требуемого уровня мощности импульсной последовательности, достаточной для приведения в55 Так как ключ выполнен на операционном усилителе, инвертирующем знак входного сигнала, то для создания в/интервале-С глубокой отрицательдвижение исполнительного механизма. В случае импульсного управления исполнительным механизмом непрерывного типа (двигателем постоянного3 124 тока) распределитель импульсов 13 и усилитель мощности 14 с исполнительным двигателем 4 постоянного тока, управляемым по якорной цепи, могут быть объединены в единый блок.Формула изобретенияРелейно-импульсная следящая система, содержащая два преобразователя угол-напряжение, вход первого из которых является входом задающего воздействия, а вход второго связан с выходом датчика углового положения, соединенного входом с выходом объекта управления, о тл ич ающа я с я тем,1190 4что, с целью повышения быстродействия и точности управления, введены последовательно соединенные датчик скорости, инвертор, первый ключ, инвертирующий усилитель, сумматор и компаратор, последовательно соединенные генератор импульсов, второй ключ, распределитель импульсов и усилитель мощности, соединенный с входом объ О екта управления, причем выходы первого и второго преобразователей угол- напряжение соединены с вторым и третьим входами сумматора, управляющие входы первого и второго ключей подключены к выходу компаратора, а вход датчика скорости соединен с выходом объекта управления.1241190 1 Тираж 836ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Раушская Заказ 348 оектная, 4 Производств полигра иче дприятие, г. Ужгород,едактор М.Банду Составитель П.КУТехред О.Сопко ектор А. Зимокосов Подписноетета СССРтийаб., д, 4/5