Следящая система

Фц 55 О 60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретений бликовано 15,03.77, Бю тень53) УДК 62-50(088.81 ата опубликования описания 18.04.7 2) Авторы изобретени(71) Заявитель Я СИСТЕМ ому для тем осущих ания вест- ного овня темал щеи наноде в (1) - ошибка ледящая система, держит выпрямител функцией ", обеп Р тегральный печиваю акон управления. Нест етров следящей систем егулирования с интегр ызывает также нарушен ионарность пара- комбинированного ным управлением условий компенИзобретение относится к автоматическуправлению и может найти применениепостроения высокоточных следящих сиширокого профиля,Известны следящие системы, в которыхществляется подстройка компенсируюсигналов в функции сигнала рассогласовкорректируемой следящей системы. В изной следящей системе комбинировануправления осуществляется изменение уркомпенсирующего сигнала при изменениираметров корр ектируемой системы пуумножения части компенсирующего сигина интеграл фактической ошибки следясистемы. Настройка компенсирующего сила в данном случае производится по линему интегральному критерию: системы. Эта известная в отличие от первой, соь и звено с передаточной сации ошиоки а(1). Здесь часть компенсирующего сигнала, вырабатываемого дифференциатором Р, выпрямленная выпрямителем, умножается на выходной сигнал фактической 5 ошибки системы. Наличие выпрямителя в цепи компенсирующего сигнала обеспечивает изменение знака задающего воздействия, Однако при отсутствии возможности измерения входного воздействия эти известные системы 10 не могут быть использованы. Из известныхследящих систем наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, усили тель, исполнительный механизм, выход которого через последовательно соединенные тахогенератор, дифференциатор, сумматор и фиксатор, второй вход которого соединен с генератором импульсов, соединен со вторым 20 входом усилителя и непосредственно - со вторым входом измерителя рассогласования, выход которого через последовательно соединенные первый интегратор и первый блок умно жения соединен со вторым входом сумматораи непосредственно - со входом второго интегратора. Эта известная система характеризуется недостаточной эффективностью формирования сигнала коррекции при наличии на вхо де помехи, а также из-за присутствия в сиг(6) 50 3нале ошибки устройства колебательной составляющеи, вызываемои нелинеиными элементачи, имеющими место В реальных сисемах автоматического регулирования,целью изооретения яв)яе)ся повышение точности регулирования пу"ем повышения эррективности фор)чИрования корректирующего сигнала при избаченяемых параь)етрах корректируемои системы автоматического регулирования. ):) предложеннои системе это досигается тем, что в неи установлены второи олок умножения и два релеиных о;ока, причем выход второго интегратора через вгорои олок умножения соединен с третьим входом сумматора, выход тахогенератора соединен со вторьи входом первого олока у)ч)ножения, четвертым входом сумматора и через первыи релеиныи олок - со вторым входом первого интегратора, выход ди 11)еренциаора соединен со вторым входом второго олока умножения и через второи релеиныи олок - со вторьпч входом второго интегратора.г 1 а чертеже представлена олок-схема предложеннои системы и приняты ооозначения;- измеритель рассогласования; 2 - усилитель;- исполнительныи механизм; 4 - генератор импульсов; б - фиксатор; о - сумматор; ( и о - первый и второй олоки умножения; 9 и 10 - первыи и второи интеграторы;11 и 12 - первыи и второи релеиные олоки;13 - дифференциатор; 14 - тахогенератор; а(1) - угол поворота задающего вала; р - угол поворота следящего вала,11 ри раооте следящей системы осуществляется автоматическая подстройка компенсирующих сигналов, учитывающая изменение параметров корректируемой следящеи системы.При рассмотрении алгоритма работы следящей системы на ее вход подается задающее воздействие гармонического характера, 11 ри этом точность работы стационарных следящих систем с астатизмом первого порядка при медленно изменяющемся задающем воздействии можно охарактеризовать разложением функции ошибки в(1) в ряд Тейлора: а= С )а) Сг сга= 1+22+1 (1) где Са, Са - соответствующие коэффициентыошибок;в - ошибка, пропорциональная скорости изменения задающего воздействия;в 2 - ошибка, пропорциональная ускорению изменения задающего воздействия,При рассмотрении точности следящей системы с изменяющимися во времени параметрами удобно оперировать понятием условной ошибки. где е,(1) и в(1) - средние квадраты соответствующих составляющих ошибки в(1), рав- ные 10 где 1) и 2 - весовые коэффициенты.Для минимизации каждой составляющейв(1) необходима самонастройка соответствующих составляющих корректирующего сигнала, сформированного по выходному воздействию. Полагая, что в системе переменными являются лишь коэффициенты передачи каналов формирования составляющих корректирующего сигнала К и К 2, минимум выражений (3) обеспечивается выполнением следующих условии.д=(ф К)( При этом следует учитывать, что да, (1, К) И (1)дКн 35 дгг И Ка) 9 И)дК Ю Осуществляя в устройстве самонастройкуметодом последовательных приближений, из менение параметра можно полагать пропорциональным самой функции. Тогда алгоритм контуров самонастройки сигналов, компенсирующих составляющие ошибки в)(1) и в 2(1), с учетом того, что формирование корректируе мых сигналов производится по выходному воздействию, можно представить так ЬК, -- ,е,(1,К) й,Ф 12 (Р)Реализацию контуров самонастройки можно существенно упростить, если вместо отдельных составляющих ошибки управления в(1) и в 2(1) использовать саму ошибку управления в(поскольку выделение отдельных составляющих в)(г) и в(1) из в(г) зачастую не представляется возможным), а вместо теку)Ф) )2 Ф)щих значений и -- их знаки.Н РПодстройка компенсирующих сигналов заключается в формировании дополнительных 65 сигналов коррекции, которые снимаются с вы(7) служат для управления процессом интегрирования фактической ошибки системы.Необходимость релейных блоков объясняется тем, что при симметричных характеристиках элементов системы для полной компенсации в(1) и в(1) необходим один и тот же уровень компенсирующего сигнала,При вращении следящего вала системы в одном из направлений выходные сигналы интеграторов поддерживаются такими, чтобы ходов блоков умножения 7 и 8, осуществляющих функции умножения сигналов с выхода тахогенератора 14 и дифференциатора 13 на сигналы, пропорциональные соответственно изменению добротности системы по скорости и изменению добротности по ускорению, снимаемые с выхода соответствующих интеграторов 9 и 10. Выходные сигналы блоков умножения 7 и 8 суммируются с выходными сигналами тахогенератора 14 и дифференциатора 13 в сумматоре б, сли имеется определенное соотношение между параметрами корректирующих каналов и основного контура управления и последние - стационарны, то величина фактической ошибки мала. В этом случае передаточные функции интеграторов 9 и 10 можно подобрать такими, чтобы их выходные сигналы были близки к нулю, соответственно при этом выходные сигналы блоков умножения 7 и 8 также по величине близки к нулю, т. е. в дополнительной подстройке составляющих компенсирующего сигнала нет необходимости.В случае же изменения параметров корректируемой системы возрастает фактическая ошибка системы, при этом сигналы интеграторов 9 и 10 растут также. Сигналы с выхода множительных звеньев, пропорциональные произведению выходных сигналов соответствующих интеграторов на сигналы с выхода тахогенератора 14 и дифференциатора 13, суммируясь с основными составляющими компенсирующего сигнала, т. е, сигналами с выхода тахогенератора 14 и дифференциатора 13, производят учет изменения параметров корректируемой системы, При этом релейные блоки 11 и 12, вырабатывающие сигналы, пропорциональные соответственно функциям знака скорости и ускорения выходного воздействия, необходимые для реализации алгорит- мов30 35 40 45 50 55 Следящая система, содержащая последовательно соединенные измеритель рассогласования, усилитель, исполнительный механизм, выход которого через последовательно соединенные тахогенератор, дифференциатор, сумматор и фиксатор, второй вход которого соединен с генератором импульсов, соединен со вторым входом усилителя и непосредственно - со вторым входом измерителя рассогласования, выход которого через последовательно соединенные первый интегратор и первый блок умножения соединен со вторым входом сумматора и непосредственно - со входом второго интегратора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в ней установлены второй блок умножения и два релейных блока, причем выход второго интегратора через второй блок умножения соединен с третьим входом сумматора, выход тахогенератора соединен со вторым входом первого блока умножения, четвертым входом сумматора и через первый релейный блок - со вторым входом первого интегратора, выход дифференциатора соединен со вторым входом второго блока умножения и через второй релейный блок - со вторым входом второго интегратора. 5 10 15 20 25 они способствовали увеличению соответствующих составляющих компенсирующего сигнала при недокомпенсации в(1) и вЯ и уменьшению соответствующих составляющих компенсирующего сигнала при перекомпенсации в(1) и вф. При вращении следящего вала системы в противоположном направлении изменяется знак как в(1) и в, так и соответствующих составляющих компенсирующего сигнала,Таким образом, обеспечивается компенсация е(1) и в(1) при медленно изменяющихся параметрах основного контура управления.Следовательно, при использовании предложенного устройства существенно повышается точность системы в результате введения контуров самонастройки компенсирующих сигналов, алгоритм работы которых основан на интегрировании сигнала ошиоки, что позволяет повысить качество формирования компенсирующих сигналов. Экспериментальные исследования показали, что использование предложенного устройства повышает точность управления в 1,5 раза. Это значительно расширяет область его применения,Формула изобретенияЗаказ 1173/13 Изд. Из 290 Тираж 1069 Подписи ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 ипография, пр. Сапунова