Следящая система

Сфеэ СоветскнкСоцналнстнческнкРеслублни ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 849133(23 ) П риоритет ав делам каееретенвк к вткрытввОпубликовано 23.07.81. Бюллетень М 27 . Дата опублйковання описания 23.07.81(54 СЛЕДЯШАЯ СИСТЕМА 1Изобретение относится к системам управления движущимися объектами и может найти применение в приводах систем, имеющих ограниченную рабочую зону, например в системах управления летательными аппаратами (в автопилотах и сиотемах управления морскими и речными судами (,в авторулевых).Известны следящие системы, содержащие последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор и исполнительо ный двигатель, выход. которого соединен . с одним из входов первого сумматора и через последовательно соединенные тахо- генератор и коммутатор - со вторым15 входом второго сумматора, выход первого сумматора через последовательно соедяненные пороговое устройство и формирователь импульсов соединен с управляющим входом коммутатора, причем пороговое устройством состоит из выпрямителя (т.е. блока выделения модуля ), источника опорного на- пряжения и компаратора, а коммутатор представляет собой реэисторный делитедь 2через ключ, соединенный с нулевой шиной системы 11 и 2.Известны также следящие системы, содержащие последовательно соединенные первый сумматор, предварительный усилитель, первый коммутатор, второй сумматор, усилитель мощности и исполнительный двигатель, выход которого соединен с одним иэ входов первого сумматора и через последовательно соединенные тахо генератор и второй коммутатор - со втов. рым входом второго сумматора, а выходы исполнительного двигателя и предварительного усилителя через пороговое устройство соединен со входами схемы совпадения, выход которой через схему сопряжения (например, фильтр типа ЙС-цепочки) соединен с управляющими входами коммутаторов 13 и 41.По,основному авт. св. % 619897, известна следящая система, содержащая последовательно соединенные первый с умматор, первый коммутатор, второй сумматор, усилитель и исполнительный двига3 84913 тель, выход которого через последователь но соединенные тахогенератор и второй коммутатор соединен со вторым входом второго сумматора, а выход первого сумматора - с первым входом первого парого 5 вого устройства, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжеыи, а выход - с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого через второе пороговое устрой ство соединен с выходом тахогенератора, а выход - с управляющими входами коммутаторов 5.Основным недостатком известной сисРассмотрим работу системы с автономным источником 9 опорного напряжения,т,е. когда на его управляющий вход неподаются никакие сигналы, В пороговомустройстве 6 сигнал рассогласованиячерез элемент 13 выделения модуля подается на первый вход компаратора 12,на второй вход которого пдается опорноенапряжение,Увеличение сигнала рассогласованияна выходе сумматора 10 сверх установленного источником 9 опорого напряженияуровня вызывает появление сигнала логической единицы на выходе компаратора12, а следовательно, .на выходе порогового устройства 6, на первом входе формирователя 8 импульсов и на первом входеэлемента 16 совпадения.Если под деЖтвием имеющего местав системе сигнала рассогласования валдвигателя 2 вращается с любой малойскоростью, то сигнал с выхода тахогенетемы является ее низкая надежность иэ за наличия:качкообразного переключения коммутаторов на границе рабочей зоны, что сужает область ее применения.Цель изобретения - повышение надежности системы. 20Поставленная цель достигается тем, что в следящей системе, формирователь импульсов содержит последовательно соединенные элемент совпадения и элемент задержки, выход которого соединен с 25 выходом формирователя импульсов, входами подключенного ко входам логического элемента совпадения.На фиг. 1 представлена блок-схема системы; на фиг. 2 - одна из возможных з 0 схем построении коммутаторов.Система содержит усилитель 1, исполнительный двигатель 2, тахогенератор 3, первый 4 и второй 5 коммутаторы, первое 6 и второе 7 пороговое устройство,35 формирователь 8 импульсов, источник 9 опорного напряжения, первый 10 и второй 11 сумматоры.Первое пороговое устройство 6 анализи 40 рует величину сигнала рассогласования и состоит из компаратора 12 и элемента 13 выделения модуля который формирует на своем выходе сигнал логической единицы, в том, случае, когда сигнал рассогласования по величине превышает величи ну опорного напряжения, задаваемую в источнике 9 опорного напряжения. Таким образом, первое пороговое устройство представляет собой устройство с перемен50 ным порогом срабатывания, которыйзависит от величины выходного напряжения источника 9. Источник 9 опорного напряжения макет. быть автономного и не автономного исполнения. В первом случае необходимо отключить подачу сигналов на его управляющий вход. 3 фВторое пороговое устройство анализирует величину сигнала с тахогенератора3 и состоит из элемента 14 выделениямодуля и однополярного реле 1.Формирователь 8 импульсов. состоитиз логического элемента 16 совпаденияи элемента 17 задержки. В качествеэлемента 17 задержки может применятьсялюбой из известных элементов задержки,например, в простейшем случае это можетбыть интегрирующая или апериодическаяцепочка.В простейшем виде коммутаторы 4и 5 могут быть реализованы с помощьюрезисторов 18 и 19 и ключа 20.Система работает следующим образом.В зоне рабочих углов сигнал заданияпоступает на первый вход сумматора 10на второй вход которого поступает сигнал обратной связи с выхода исполнительного двигателя 2,Сигнал рассогласования с выхода сумматора 10 через первый коммутатор 4,второй сумматор 11 и усилитель 1 поступает на вход исполнительного двигателя2, который воздействуя на объект регулйрования, изменяет регулируемую координату. Для стабилизации работы системысигнал с выхода тахогенератора 3 черезкоммутатор 5 подается на вход второгосумматора 11.Кроме того, сигнал рассогласованияс выхода сумматора 10 подается на первый вход порогового устройства 6, навторой вход которого подается сигналс выхода источника 9 опорного напряжения.5 8401 ратора 3 подается на вход второго порогового устройства 7. В пороговом устройстве 7 из выходного сигнала тахогенератора 3 выделяется сигнал, пропорциональный его абсолютной величине, с помощью элемента 14 выделения модуляи подается на вход однополярного реле 15. Если абсолютная величина скорости вращения двигателя. 2 больше уровня срабатывания реле 15, то на его выходе и, сравнитель но, на выходе второго порогового устройства 7, на втором входе формирователя 8 импульсов и втором входе элемента 16 совпадения формируется сигнал логического нуля. В этом случае на выходе эпемен.15 та 16 совпадения формируется сигнал логического нуля, ключ 20 разомкнут и система работает в своем обычном режиме.На границе рабочей зоны системы вращению вала двигателя 2 препятствует, 20 механический упор, в результате чего сигнал с тахогенератора 3 отсутствует и на второй вход элемента 16 совпадения подается сигнал Логической единицы с выхода порогового устройства 7, При дости женил сигналом рассогласования заданно го источником 6 опорного напряжения уровня на другой вход эпемента 16 совпадения подается сигнал г 1 огической единицы с первого порогового устройства б. ЗО 40 При наличии на обоих входах элемента 16 совпадения сигнала логической едиж- цы он срабатывает и выдает управляющее напряжение через элемент 17 запаздывания на вход транзисторного ключа 20. В этом режиме ключ 20 открывается и шунтирует вход усилителя 1, в результате чего следящая система отключается от сигнала задания. Величина опорного напряжения источника 9 устанавпивается исходя из максимапь но возможной статической (мсментной) ошибки следящей системы. 45 Постоянная времени элемента 17 запаздывания, реапизованного в виде интегрирующей %С-цепочки 11, выбирается в два - три раза больше постоянной вре мени двигателя 2; с целью исключения ЗЭ 6срабатывания транзисторного ключа 20при резких реверсах системах в нелинейной области его работы.Если на входы элемента 16 совпадения с выходов пороговых устройств 6 и 7подеются сигналы логической единицы,то на эго выходе тоже формируется сигнал логической единицы.Использование изобретения позволяетповысить надежность следящей системына границе рабочей зоны, кроме того,она обладает универсальностью, по предлагаемой структурной схеме может бытьвыполнен любой следящий привод, требующий отключения на границе рабочейзоны, работающий как на постоянном,так и на переменном токе. Кроме того,в некоторых практических примененияхне допускается работа следящего приводав пределах рабочей зоны с увеличеннойстатической моментной) ошибкой, превышающей установленную и имеющей местоизза существенных изменений характеристик механических передач. В этихслучаях требуется отключение системыне только на границе рабочей зоны, но ив любой точке на ее протяжении.фор мула изобретения1. Следящая система по авт. св.% 619897,о т п и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения надежности системы, в ней формирователь импульсасодержит последовательно соединенныеэлемент совпадения и эпемент задержки,выход которого соединен с выходом форми. рователя импульсов, входами подкпючыного к входам элемента совпадения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 482716, кп. 605 В 11/01, 1973.2. Авторское свидетельство СССР% 611177, кп. 005 В 11/01, 1976.3, Авторское свидетепьство СССР% 574699, кп. 605 В 11/14, 1974.4. Авторское свидетельство СССР позаявке ЬЬ 2602272/18-24,кп. 605 В 11/01, 1978,5. Авторское свидетельство СССР