Фазовая следящая система

407276 ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. 6 05 Ь 11/06 Заявлено 25.Х.1971 ( 1708044/18-24) Государственный комитет Совета Министров СССР а делам изобретений и открытийриоритетпубликовано 21.Х 1.1973. Бюллетеньата опубликования описания 3.17.197 УДК 621,316,71-503,5, А. Артюхов витель АЗОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕ в между собои выБ. (2 х и дифференци о равным: редставленный на ры последовательно щих и дифференциприсоединением заявкиИзобретение относится к области автоматики и телемеханики и может быть использовано для точной передачи угла поворота вала.Известна фазовая следящая система, содержащая фазовращающий датчик, первый выход которого через первый усилитель а второйвыход через последовательно соединенныевторой усилитель и фазовращающий приемник подключены к фазовому дискриминатору,выход которого через последовательно соединенные третий усилитель и двигатель подключен к фазовращающему приемнику,Предлагаемое изобретение позволяет добиться высокой точности работы следящей системы более простыми средствами. 15Это достигается тем, что в обратные связипервого и второго усилителей включены частотозависимые четырехполюсники.На фиг, 1 представлена блок-схема фазовойследящей системы; на фиг. 2 и 3 - принципиальные схемы частотозависимых четырехполюсников.Следящая система содержит фазовращающий датчик 1, усилители 2, 3 и 4, фазовый дискриминатор о, фазовращающий приемник 6, 25двигатель 7, частотозависимые четырехполюсники 8 и 9,Четырехполюсник, пфиг. 2, содержит две пасоединенных интегрирую 30 рующих ЯС-звеньев, причем интегрирующие звенья составлены из резисторов Яь Р и конденсаторов Сь Се, а дифференцирующие звенья - из резисторов Я Р и конденсаторов Сз, С.Четырехполюсник, представленный на фиг. 3, содержит последовательно соединенные индуктивность Л и дифференцирующее звено, состоящее из резистора Р 5 и конденсатора С.При низкой частоте сигналов датчика 1 четырехполюсники выполняются в виде последовательно включенных интегрирующих и дифференцирующих ЯС-звеньев.Из условия получения нулевого фазового сдвига в цепи обратной связи усилителей 2 и 3 при номинальной угловой частоте а 0 сигналов датчика 1 постоянные времени звеньев установлены равными, т. е. выполнено усло- вие С целью развязки звен полнено соотношение:ВРЙ Число пар и интегрирую рующих звеньев установ(15) 65 2.0 где В - добротность по скорости фазовой следящей системы. При высокой частоте жо сигналов датчика 1 четырехполюсники 8 и 9 выполнены в виде резонансного 1 ЯС-контура. Добротность Я контура установлена равной: я гвпри соотношении реактивных элементов:Е= (5) Работа фазовой следящей системы происходит следующим образом.Поворот вала датчика 1 вызывает изменение фазы сигнала, поступающего через усилитель 2 на первый вход фазового дискриминатора 5, На второй вход дискриминатора поступает через усилитель 3 и приемник 6 опорный сигнал датчика 1, фаза которого зависит от угла поворота вала приемника.В результате на выходе фазового дискриминатора появляется напряжение рассогласования фаз, пропорциональное рассогласованию между валом датчика и валом приемника. Это напряжение, усиленное усилителем 4, поступает на исполнительный двигатель 7, который вращает вал приемника до согласования его с валом датчика 1.Известно, что при работе такой следящей системы без использования частотозависимых четырехполюсников в цепи обратной связи усилителей 2 и 3 возникает скоростная ошибка в, определяемая формулой:Я: -й(6)0 где Й - угловая скорость вращения вала датчика 1.Введение в цепь обратной связи усилителей 2 и 3 частотозависимых четырехполюсников 8 и 9 позволяет устранить эту ошибку следующим образом.Фазочастотная характеристика пары из интегрирующего и дифференцирующего звеньев (например, Р,Сс и ЛзСз) описывается уравнением: где с - значение фазы на выходе парыйзвеньев; Л= -- относительное изменениеоочастоты напряжения на входе пары звеньев, Так как на практике стой, то можно считать Л малой величиной, а следовательно, формулу (7) упростить: Яфо (8)ооПри включении такой пары звеньев в цепьобратной связи усилителя с достаточно высоким коэффициентом усиления его фазочастотная характеристика (ср, ) будет определяться фазочастотной характеристикой цепи обратной связи с обратным знакомт. е.сусй(9)оЭто означает, что при вращении задающего вала датчика 1, соответствующем увеличеншо частоты а, фаза напряжения на выходе усилителя будет опережать фазу напряжения на его входе, т. е. фазу сигнала датчика 1.При вращении вала датчика 1 в противоположную сторону уменьшению частоты а будет соответствовать запаздывание фазы на выходе усилителя 2.Для того, чтобы создать это упреждениеили запаздывание фазы по величине, соответствующей нулевой скоростной ошибке системы, необходимо выполнить соотношение;с и с 1 (10) ггде п - число пар интегрирующих и дифференцирующих РС-звеньев. Решая выражение (10) относительно и с учетом (6) и (9), получим: Четырехполюсник 9 в цепи обратной связи усилителя 3 опорного сигнала датчика 1 применен для того, чтобы компенсировать влияние изменения несущей частоты в, вызванного помимо вращения задающего вала датчика 1.В этом случае частота а меняется одинаково в обоих каналах системы, создавая одинаковые фазовые сдвиги, благодаря чему в систему не вносится статической ошибки от изменения несущей частоты соо.При высокой номинальной несущей частоте во число РС-звеньев четырехполюсников может получиться практически неприемлемым,В этом случае удобнее применить в качестве четырехполюсника в цепи обратной связи усилителей резонасный ЛЕС-контур.Так как его фазочастотная характеристика описывается выражением:р,= - 2 Я - ,Я(12)оо то фазочастотная характеристика усилителя, содержащего в цепи обратной связи такой четырехполюсник, будет определяться формулой: сооус = 20 - . (13)ооВ этом случае для установки в следящей системе нулевой скоростной ошибки необходимо выполнить условие:: 2(14)усПодставляя в условие (14) выражения (6) и (13) и решая полученное равенство относительно Я, получим:407276 Фиг. 1 При работе предложенной следящей системы усилитель 2 с частотозависимой обратной связью в зависимости от напряжения и скорости вращения задающего вала датчика 1 устанавливает фазу выходного сигнала датчика так, чтобы рассогласование между задающим и принимающим валами было равно нулю. При этом сигнал на выходе фазового дискриминатора 5 всегда соответствует величине скоростной ошибки системы без применения частотозависимых звеньев в цепи обратной связи усилителей. Предмет изобретения 1. Фазовая следящая система, содержащая фазовращающий датчик, первый выход которого через первый усилитель, а второй выход через последовательно соединенные второй усилитель и фазовращающий приемник подключены к фазовому дискриминатору, выход которого через последовательно соединенные третий усилитель и двигатель подключен к фазовращающему приемнику, отличающаяся тем, что, с целью упрощения системы, в обратные связи первого и второго усилителей включены частотозависимые четырехполюсники.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, чточастотоза виси мые четырехполюсники выпол иены из последовательно соединенных интегрирующих и дифференцирующих ЯС-звеньев,оОчисло пар которых п= - , где оэо - номиОнальная угловая частота сигнала фазовраща ющего датчика; Р - добротность системы поскорости.3, Система по п. 1, отличающаяся тем, чточастотозависимые четырехполюсники выполнены в виде резонансных 1 ЯС-контуров, со держащих последовательно соединенные индуктивность и дифференцирующее РС-звено.Тираж 780итета Совета Министров СССтений и открытийушская наб., д. 4/5 одписное оставитель В. Лукашинехред Е, Борисова Изд.1087Государственного ко по делам изобре Москва, Ж, Ра Типография, и р. Сапунова,ректор В, Жолудев