Следящая система

/01, 1978 ЕЖА по автщаяся ения быстр СИСТч аповышв. отл дел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ С(56) Авторское свидетелВ 746406, кл. С 05 В,1 действия и динами)олеской точностисистемы, в ней дополнительно установлены релейный блок, первый ивторой сумматоры и нелинейный блок,причем выход предварительного усилителя соединен с сигнальным входомпервого ключа через последовательносоединенные первый сумматор, нелинейный блок, второй сумматор и релейный блок, первый вход первогосумматора подключен к второму входувторого сумматора, а второй вход -к выходу датчика скорости,= Е -(зд 8 п Ц) Ц 1+(1-е )Д (3)ффМ здяп Б, (4) где 6 - функция переключения;Е,Г - сигнал рассогласованияи его производная;д" - управляющее воздействие;М - модуль управляющего воздействия,Следящая система работает следующим образом. При появлении на первом входе измерителя 1 рассогласования следящей сигналом Б = о, поступающим на еговторой вход с выхода датчика 6 угла, на его выходе появляется сигнал 20 усилителя 2. Кроме того, сигнал 0 ь с выхода датчика 6 угла поступает на вход порогового устройства 8. При усле поворота о выходного вала нал П на выходе датчика 6 угла непревьппает порогового значения 01,и на выходах порогового устройства 8 и блока 9 совпадения сигнал отсутствует. С выхода согласующего устройства 10 на управляющие входы ключей 11 и 12 поступает сигнал, который удерживает первый ключ 11 в открытом состоянии, а второй ключ 12 -в закрытом. Усиленный предварительным усилителем 2 сигнал рассогласова"ния Б =К Е, где Кд - коэффициентусиления предварительного усилителя 2, поступает на первый вход первого сумматора 14 и второй вход второго сумматора 15, входящих в составнелинейного, корректирующего уст"ройства 13. На второй вход первого сумматора 14 поступает сигнал О,с выхода датчика 7 скорости, которыйпредставляет собой производную ота1 Ь)- 1(Т р+1) сигнала рассогласования Е (так как11660Изобретение относится к средст"вам автоматики, может, быть использовано при управлении антеннами,телескопами, гелиостатами и являетсяусовершенствованием известной системы по авт.св. У 746406.Целью изобретения является повышение быстродействия и динамической точности системы.На фиг. 1 представлена структур Оная схема системы; на фиг.2 - характеристика нелинейного блока; нафиг.3 - один из возможных вариантовсистемы задающего входного воздейвыполнения нелинейного блока, наствия , которое сравнивается сфиг.4 и 5 - возможные вариайты 15включения усилителя мощности в сис"темы; на фиг.б - характеристика релейного блока;на фиг, 7 - эпюрьвыходных сигналов .основных блоковпоступает на вход предварительногосистемы.Система содержит измеритель 1рассогласования, предварительныйусилитель 2, усилитель 3 мощности,исполнительный двигатель 4 в редук . системы, меньшем предельного, сиг"тор 5, датчик 6 угла, датчик 7 скорости, пороговое устройство 8, .блок9 совпадения, согласующее устройство 10, первый и второй ключи 11и 12нелинейное корректирующееустройство 13, первый и второй сум- З 0маторы 14 и 15, нелинейный блок 16,релейный блок 17, первый.и второйдиоды 18 и 19, первый и второй переменные резисторы 20 и 21, операционный усилитель 22 (Б. - выходной сигф 1 35нал 1 -го функционального блока,и о - входное воздействие и выходной сигнал системы, Е - сигналрассогласования или выходной сигнализмерителя 1 рассогласования).Известно, что передаточная функция исполнительного двигателя 4может быть представлена в виде(2) где К, Т - коэффициент усиленияи постоянная времени исполнительного двигателя 4. 50Для оптимального по быстродействию управления исполнительным двигателем 4, имеющего передаточную функцию вида (1), при отработке им начальных рассогласований необходимо реализовать оптимальный алгоритм управления сопзе и Е = - о следовательно,=(-.о) =-Й, т.е. производная отсигнала рассогласования Е есть величина, пропорциональная скоростивращения Я вала исполнительногодвигателя 4 8 =КЯ). В результатесуммирования сигналов Ц и Уу навыходе первого сумматора 14 появляется сигнал 0 П, соответствующийвыражению (2), который поступает на,вход нелинейного блока 16реализую-щего нелинейную функцао аида+( 1.-е "фф) , (5) график которой показан на фиг.2.Сигнал.У с выхода нелинейного блока .16 поступает на первый вход второго сумматора 15, на выходе которого появляется сгал Уф 0-0, соответствующий функции переключения 4 (3) и поступающий на вход двухпозиционного релейного блока 17реализующего оптимальный по быстродействию алгоритм (4) управления исполнительным двигателем 4 при отработке следящей системой начальных рассогласований Е .При достижении выходным валом системы предельного значения угла е поворота значение сигнала 0 на выходе датчика угла превьппает пороговое значение 0 и с выхода порогового устройства 8 на первый вход блока 9 совпадения поступает сигнал0 , а на его второй вход - выходной .сигнал О, предварительного усилителя 2. В результате этого сигнал ц с выхода блока 9 совпадения поступа 166056 4ет на вход согласующего устройства10, которое, в свою очередь, меняетна своем выходе знак сигнала Ю напротивоположный, Полученный сигналБ поступая на управляюшче входыключей 11 и 12, переводит первыйключ 11 в закрытое состояние, а второй ключ 12 - в открытое и сигнал О.с выхода датчика скорости через уси- О литель 3 мощности интенсивно тормозит исполнительный двигатель 4.Таким образом, введение согласующего устрфства, состоящего из первого и второго сумматоров и нелиней ного преобразователя, двухпоэиционного релейного блока, позволило реализовать в следящей системе переходные процессы, близкие к оптимальным по быстродействию, что выгодно 20 отличает предлагаемую следящую систе,му от известной. Моделированиена АВМ ИНизвестной и предлагае/мой следящих систем подтверждаетУповышение быстродействия идинами- И ческой точности предлагаемой системына 15-203 относительно известной.Тираа 863 ИИПИ Государственного комитета делам изобретений и откры Москва, Ж, Раунская наб