Фазочастотная следящая система

(19) 5 В 11/26 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У о ССС 1975 авление гоиздат ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) ФАЗОЧАСТОТНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к автома тике. Цель изобретения - расширениескоростного диапазона следяшей системы. Возможность регулирования скорости на более низких скоростях обес"печивается за счет использования дополнительной функции импульсно-фазового детектора. Точность стабилизации и КПД системы повышены за счетприменения в системе импульсно-фазового детектора с линейным законом ре"гулирования в зоне захвата, т.е. исключения режима прерывистых токов,Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в фазовых системах автоматического управ-ления и регулирования в которых треФ5буется стабилизация скорости на инфранизких скоростях при равномерномвращении.Цель изобретения - расширение ско-.ростного диапазона фазочастотной слеОдяшей системы.Расширение скоростного диапазонаследящей системы в области низкихскоростей обеспечивается за счет использования дополнительной функцииимпульсно-Фазового детектора какдатчика раэностной частоты задающегогенератора (опорной частоты Рр ) ичастоты вращения двигателя РНа чертеже приведена блок-схемапредлагаемой фазочастотной следящейсистемы,Система содержит задающий гене ратор 1, импульсно-фазовый детектор2, импульсный частотно-Фазовый дискриминатор 3, блок 4 сравнения.частотысигнала с пороговым значением, логический коммутатор 5, коммутатор 6двигателя, датчик 8 скорости вращения вала двигателя и квадратурныйисточник 9 питания,Предлагаемая фазочастотная следящая система является двухконтурной,Она состоит из Фазового контура иконтура автоматической синхронизацииа35Система работает следующим обраэоме В переходных режимах, т.е. в мо мент запуска двигателя или при изменении частоты задающего генератора Рр, а также при воздействии возмущающих Факторов, когда Р - частота задающего генератора 1 - отличается от частоты Р рс, поступающей с датчика 8 скорости вращения, на величину большую, чем полоса захвата, включен контур автоматической синхронизации. Двигатель находится в режиме разгона или торможения, Когда разница час 50 тот Рр и Р становится меньше полосы захвата, включен фазовый контур. Система в этом случае работает в режиме Фазовой автоподстройки.Переключение с одного контура на другой осуществляется за счет использования дополнительной функции импульсно-фазового детектора - Функции переменного сигнала Р =Р р - Рпри выХоде иэ полосы захвата,Рассмотрим работу системы болееподробно.Когда разница частот Р и Рбольше полосы захвата, с выхода импульсно-фазового детектора 2 на входы блока 4 и логического коммутатора 5 поступает переменное ступенчатое напряжение с частотой РРр Рос 1С выхода импульсного частотнофазового дискриминатора 3 в этомслучае на вход логического коммутатора 5 поступает логическая "1" илиН 11О в зависимости от знака разностичастот Ро и РПри поступлении переменного напряжения на блок 4 на его выходе Формируется "О", который поступает накоммутатор 5, запрещая прохождениесигнала с импульсно-фазового детектора 2 и разрешая прохождение сигнала с импульсного частотно-Фазовогодискриминатора 3. В логическом импульсе 5 управляющий сигнал, поступающий с импульсного частотно-фазового дискриминатора 3 в виде "О" или11 , преобразуется в аналоговое напряжени е + 11 у . Знак этого напряжениязависит о т знак а разности частот1 Р - Р ст , е . о т того, какой сигналприсутствует на выходе импульсногоч асто тно "фа з ово го дискриминатора 3 -"О " или " 1 " .Постоянное напряжение 1 Бпоступает на коммутатор б, который управ "ляет двигателем 7 , Происходит разгонили торможение двигателя, а сл едовательно , увеличение или уменьшениечастоты Р р , поступающей с датчика 8на импульсно -фазовый детектор и им"пульсный частотно-фазовый дис криминато р . В результате и риближения частоты обратной связи Р О с к опорнойчастоте Р ра эно с ть з тих частотуменьшается, В к акой-то момент ра зница частот ) Р -Р рстановится меньшей полосы захватаФ Р 1, т. е,происходит захват частоты, и на выходе Фазового дискриминатора 2 появляется постоянное напряжение определенной полярности,На выходе блока 4 появляется1 1 ф1 , которая поступает на управляющийвход логического коммутатора 5 , з апрещае т прохождение сигнала с импульс но го ча с то т но -ф аз ов ог о дискрими 1409969В режиме фазового сравнения на выходе дискриминатора сигнал представляет собой последовательность импульсов "1" с частотой Р и относительной длительностью К, пропорциональной разности фаз сравниваемых сигналов Р и Р5 = Чо ос фгде Кй - относительная длительность(коэффициент заполнения) импульсов на выходе дискриминатора; 40 45 натора 3 и разрешает прохождение управляющего напряжения с фазового детектора 2,Происходит переключение управления с контура автоматической синхронизации на фазовый контур. Системанаходится в режиме фаэовой автоподстройки.Это состояние сохраняется до техпор, пока разность частот Р1 Р -Р1 не станет больше полосы захвата- Рз 1Как только разность частот Р1 Р - Рстанет больше полосы зах Ввата, весь процесс повторяется,Возможны два состояния детектора. В случае, когда частоты, поступающие на входы детектора, отличаются друг от друга, выходным сигналом импульсно-фазового детектора является сигнал ступенчатой формы ипеременной полярности. При равенствечастот Р, и Рна выходе детектораприсутствует постоянное напряжение, 25величина которого зависит от величины разности фаэ входных сигналов, азнак зависитот знака разности фаз:11 У,РД ) КРфд; Д(.Дискриминатор 3 имеет логическийвыход. В режиме частотного сравнениясигналов характеристика дискриминатора релейна:при Рц ( Рна выходе "1",при РР на выходе "О".35 ч, - фаза сигнала Р;М,- фаза сигнала РБлок 4 имеет также логическийвыход, Если на вход анализатора захвата с импульсно-фазового детекторапоступает ступенчатая кривая с частотой, большей полосы захвата 1 й РЭ ,на выходе анализатора 4 формируется"О", В случае, когда на вход анализатора 4 поступает постоянное напряжение или частота, меньшая, чем полоса захвата +Р, на выходе анализатора формируется "1",Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яФазочастотная следящая система, содержащая задающий генератор, импульсно-фазовый детектор, импульсный частотно-фазовый дискриминатор, ком" мутатор, подключенный выходом к входу двигателя, и датчик скорости вращения вала двигателя, входы питания которого подключены к выходам квадратурного источника питания, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения скоростного диапазона следящей системы, в нее введены блок сравнения частоты сигнала с пороговым значением и логический коммутатор, причем выходы задающего генератора и датчика скорости вращения вала двигателя соединены соответственно с первым и вторым входами импульсно-фазового детектора и соответственно с первым и вторым входами импульсного фазочастотного дискриминатора, выход. импульсно- фазового детектора соединен с входом блока сравнения частоты сигнала с пороговым значением, выход которого соединен с управляющим входом логического коммутатора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами импульсно-фазового детектора и импульсного фаэочастотного дискриминатора, выход которого подключен к входу коммутатора.1409969 дрявцевва Корректор М. Шароши оставитель АТехред Л.Серд Редактор А, 0 Заказ 347 4/ ая наб. венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн роиз Тираж 866 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш