Следящая система

СОЮЗ СОВЕТСКИХ,СОЦИАЛИСТИЧЕСКЙХРЕСПУБЛИК 4 605 В 11/ ЬБНл;т ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ый СССР78 СИСТЕМА ние относится к с бесконтактным нного тока. С амической точно(57) Изобретщим системам телями посто повышения ди ледядвигалью и инГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельствоУ 641399, кл, С 05 В 5/01, 1Авторское свидетельство СУ 900255, кл. С 05 В 5/01, 1 тегратор охватывается через усилитель коммутируемой отрицательнойобратной связью, которая включается,когда знаки сигнала рассогласованияи сигнала на выходе фазоопережающего фильтра противоположны. Выпрям"ленный сигнал интегратора подключается к контуру системы без дополнительных коммутаций. Следящая система содержит сумматоры .1,4 и 14,усилители 2 и 15, выпрямители 3 и12, широтно-импульсный модулятор 5,бесконтактный двигатель 6 постоянного тока, реле 7 реверса,фазоопережающий фильтр 8, резистор 9, блоки10,16 и 19 умножения, дифференциатор11, интегратор 13, релейный. элемент17, однополярное реле 18. 2 ил.(2) с 1 х йй яд 8 п х,(3) К (х,х) х,ри яоп П Т- посФазовое,де Ке дляпредлагаем Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано при создании манипуляционных роботов.Цель изобретения - повышение динамической точности следящей системы.На фиг1 представлена функциональная схема следящей системы; на 1 О фиг. 2 - ее фазовый портрет.Следящая система содержит первый сумматор 1, первый усилитель 2, первый выпрямитель 3, второй сумма- . тор 4, широтно-импульсный модуля 15 тор 5, бесконтактный двигатель 6 постоянного тока, реле 7 реверса, фазоопережающий фильтр 8, редуктор 9, первый блок 10 умножения; дифференциатор 11, второй выпрямитель 20 12, интегратор 13, третий сумматор 14, второй усилитель 1, второй блок 16 умножения, релейный элемент 17, однополярное реле 18, третий блок 19 умножения, 25Следящая система работает следующим образом.В сумматоре 1 определяется величина рассогласования между входным и выходным углами, которая затем 30 усиливается в усилителе 2. Выходное напряжение усилителя 2 через фазоопережающий фильтр 8 и реле 7 реверса определяет знак управляющего напряжения, поступающего на двигатель 6, амплитуда которого определяется выходным напряжением сумматора 4.На входы сумматора 4 поступают сигналы, пропорциональные модулю сиг О нала рассогласования, модулю интеграла От сигнала рассогласования и производной от входного воздействия.Дифференциатор 11 и блок 10 умножения реализуют инвариантный по от ношению к задающему воздействию канал системы, который улучшает качество отработки линейно изменяющихся входных воздействий.Напряжение на входе интегратора 5 О 13 формируется по линейному закону вида К Нпри я 18 п ЦяФя оэффициент передачи контуратрицательной обратной связи,охватывающей интегратор 13,Динамика работы следящей системыхарактеризуется следующей системойдифференциальных уравненений:- = К х - К уй(х, х) (1)йу= К Г - х - (К 1 х +У) где х = Оя, у = Ц, х= П;К - коэффициент передачи интегратора 13; 1 при хх( О (я 18 п х ФФ Я 18 п х,);0 при ххъ 0 (я 18 п == Я 38 п х); К вкоэффициент передачи ПУ 2; К - общий коэффициент передачиШИМ 5, БДПТ 6, Р 9 и ПУ 2;Т - электромеханическая постоянная времени БДПТ 6;К - коэффициент передачиот выхода ПУ 2 до выхода выпрямителя 3;а - скорость линейной заводки 6; = а.Как следует из фиг. 1 и уравнений (1) - (3),предлагаемая следящая система является системой с переменной структурой, причем переключение с одной структуры на. другую определяет. ся соотношением между значениями ядр х и ядр х (всего возможны четыре различных структуры).В качестве фазовых координат системы выберем я, х и х. Тогда переключение с одной структуры на другую будет происходить на плоскостях х = 0 и х = 0 этого фазового пространства. Скользящие движения в системе возможны только при х= О, поэтому сформируем поверхность переключения 8 в ниде нная времени блока 8странство (у, х,х)й следящей системыизображено на фиг, 2. При входном воздействии в виде единичного скачка 1движение в системе начинается с точки М (О, х , 0) и в5 дальнейшем происходит по фазовой траектории до попадания на плоскость скольжения Я (точка Е,), после чего движение протекает в скользящем режиме (участок И,М фазовой траекто" 10 рии). Положение изображений точки фазового пространства, соответствую" щее завершению в системе переходного процесса, существенно зависит от на- личия на валу двигателя 6 момента 15 нагрузки. Если момент нагрузки, приведенный к валу двигателя 6, равен нулю (М = 0), то после завершения переходного процесса изображающая точка будет находиться в начале ко ординат фазового пространства. Когда МО, после завершения переходного процесса изображающая точка будет находиться на оси О, что означает,что напряжение, зайесенное 25 интегратором 13, компенсирует влияние момента нагрузки и ошибка в системе при постоянном моменте нагрузки на валу двигателя 6 будет равна нулю. Указанным двум случаям (М =0 30 и М Ф О) на фиг. 2 соответствуют участки М О и М М фазовых траекторий.Таким образом, использование интегратора, охваченного нелинейной обратной связью, позволяет существенно снизить перерегулирование и тем самым повысить динамическую точность системы.40 формула изобретенияСледящая система, содержащая первый сумматор, выход которого соединен с входом первого усилителя, выход которого соединен с последовательно соединенными фазоопережающимфильтром и реле реверса, выход которого соединен с первым входом бесконтактного двигателя постоянного тока,второй вход которого через широтноимпульсный модулятор соединен, с выходом второго сумматора, а выход через редуктор - с вторым входом первого сумматора, выход первого усили"теля через первый выпрямитель соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединенс выходом первого блока умножения,первый вход которого соединен с выходом реле реверса, о т л и ч а ющ а я с я тем,что,с целью повышениядинамической точности, дополнительновведены дифференциатор,третий сумматор,второй усилитель, второй выпрямитель, второй и третий блоки умножения;релейный элемент и однополярное реле, вход дифференциатора соединен с первым входом первогосумматора, а выход - с вторым входомпервого блока умножения, выход первого усилителя соединен с первымвходом третьего сумматора и входомрелейного элемента, выход которогосоединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которогосоединен с выходом реле реверса, авыход - с входом однополярного реле,выход которого соединен с первымвходом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходоминтегратора и входом второго выпрямителя,выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, выходтретьего блока умножения через второй усилитель соединен с вторым вхо"дом третьего сумматора, выход которого соединен с входом интегратора.1352451 Составитель С.ИсакоРедактор М.Андрушенко Техред А.Кравчук тор Г.Решетник ор 863итета СС дписно крытии .ая наб.,5 Лроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород роектная, 4 Заказ 5565/47 ВНИИПИ Государстве по делам иэобрет 113035, Москва, Ж