Следящая система

) 4 С 05 В 11/О ПИСА ВРЕТЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.8688, ВюлСмирнов (088.8)ское свикл. С 05 Ф 21 тельство СССР 11/00, 1975. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к областирадиотехники, приборостроения и станкостроения,. может найти применениепри управлении радиотелескопами, стайками с программным управлением и т.д.и является усовершенствованием известной системы по авторскому свидетельству Ф 534738. Целью изобретения является повышение точности системыпутем устранения моментной ошибки вустановившемся режиме. Поставленнаяцель достигается за счет того, чтосигнал рассогласования с выхода сельсина-приемника поступает на вход сумматора, усиливается и отрабатываетсядвигаТелем, который через редукторвращает вал сельсина-приемника. Скорость вращения вала двигателя измеряется тахогенератором,выходной сигналкоторого через делитель напряженияпоступает на второй вход усилителя,через инерционное звено и масштабньпблок - на третий вход сумматора, ачерез инерционное звено и релейныйблок - на четвертый вход сумматора.5 ил,(2) 140143Изобретение относится к радиотехнике, приборостроению и станкостроению, Может найти применение при управлении радиотелескопами, станками5с программным управлением и т.д. иявляется усовершенствованием системыпо авт.св. У 534738,Цель изобретения - повышение точности следящей системы путем устранения моментной ошибки в установившемся режиме,На фиг.1 представлена функциональная схема системы, на фиг.2 - принципиальная схема сумматора, на фиг,З - 15статическая характеристика релейногоблока, на Фиг,4 и 5 - осциллограммы,поясняющие работу следящей системы.Система содержит сельсин-датчик1, сельсин-приемник 2, сумматор 3, 20усилитель 4, двигатель 5, редуктор 6,тахогенератор 7, делитель Я напряжений, инерционное звено 9, масштабный10 и релейный 11 блоки, резистор 12,конденсатор 13., общую шину 14, операцион 25ные усилители 15 и 16 и резисторы17-25,Сумматор 3 выполнен на операционныхусилителях 15 и 16 типа 140 УД 7Инерционное звено 9 представляет З 0собой апериодическое звено с передаточной Функцией 19 (р) )т, р+135 где Т - постоянная времени,В качестве релейного блока 11 может быть использован операционный усилитель, включенный без обратной связии имеющий характеристику, изображен 40ную на фиг.З. Коэффициент усилениясовмеренных операционных усилителей,выполненных в интегральной исполнении, достигает десятков и сотен тысяч. Если принять коэффициент усиления операционного усилителя К=100000,а максимальное напряжение на еговыходе Б= 10 В, то напряжение навходе. составит Изменение полярности сигнала на Выходе инерионного звена 9 приводит практически к мгновенному переключению сигнала на выходе операционного усилителя от +Г ,к -Ц и обратно, Осциллограммы сигналов на входе и выходе релейногс блока 11 приведены на фиг.4.Система работает следующим образом.Ошибка В следящей системы, например, при гармоническом входном воздействии определяется но формуле О: Вф+ 9 Е+Вм, (1) где О - ошибка по скорости следящей системы,65 - ошибка по ускорению следящей системы;9- моментная ошибка следящейсистемы.Сигнал ошибки с выхода сельсинаприемника 2 поступает через сумматор 3 на вход усилителя 4 и далее подается на вход двигателя 5, который через редуктор 6 поворачивает ось сельсинаприемника 2 в сторону уменьшения ошибки В следящей системы. Сигнал стабилизации следящей системы с выхода тахогенератора 7 через делитель 8 напряжения поступает на второй (инвертирующий) вход сумматора 3, Сигнал, компенсирующий ошибки по скорости 9 следящей системы, также снимается с выхода тахогенератора , проходит через инерционное звено 9, масштабируется до величины скоростной ошибки 6 масштабным блоком 10 и подается на третий (неинвертирующий) вход сумматора 3, Под действием такого дополнительного компенсирующего сигнала отрабатывающая ось следящей системы следит за задающей без скоростной ошибки 0 ,Системы, использующие жесткие тахометрические связи, имеют малую добротность по скорости (К =100-200 1/с)) но обладают достаточно широкой полосой пропускания, а следовательно, и высокой добротностью по ускорению (К 10000 1/с) . Ошибка по ускорению О следящей системы мала ло сравнению с ошибкой по скорости 9 и моментной ошибкой 6 , поэтому в известной системе за счет применения дополнительного компенсатора устраняется ошибка по скорости Я, а ошибка системы 6., как следует из выражения (1), определяется двумя последними членами.Иоментная ошибка следящей системы где 11 - напряжение трогания следя - тр3 14014щеи системы, обусловленноемоментом нагрузкиК - крутизна выходной характетэристики сельсина-приемника52 (т.е. чувствительногоэлемента),К - коэффициент усиления следящей системы в статическомрежиме. 10Величину моментной ошибки 0 можно выразить через добротность по скорости. Добротность по скорости равна 1ДвК,1(4) где К - коэффициент передачи двигаАвтеля 5;ФК - глубина тахометрической обратной связи, 20- передаточное число редуктора 6,Определяют величину моментнойошибки 9 для двух типов следящих . , систем - редукторной и брзредукторной,25Вычислив значение коэффициента усиления системы в статическом режиме К из выражения (3) и подставив его в выражение (2), определяют величину моментной ошибки для редукторной сле- З 0 дящей системы 36 4Таким образом, в безредукторных следящих системах, а также в системах с малой редукцией, особенно при использовании бесконтактного моментного. двигателя 5,моментная ошибка 9 может быть соизмерима или превышать ошибку по ускорению 9В предлагаемой следящей системе сигнал для компенсации моментной ошибки Ом снимается с выхода инерци" онного звена 9 и подается на вход релейного блока 11. На выходе релейного блока 11.при постоянном знаке скорости слежения сигнал имеет постоянную величину Бц (Фиг,4). Далее сигнал масштабируется на входе сумматора 3 да величины моментной ошйбки 9 и поступает на четвертый (неинвертирующий) вход сумматора 3. Под действием компенсирующего сигналя 9 м отрабатывающая ось стремится совместиться с задающей, в результате чего происходит слежение за входной осью без установившейся моментной ошибки. Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения по сравнению с известным заключается в повышении точности следящей системы за счет устранения установившегося значения моментной ошиб Величину моментной ошибки для без редукторной следящей системы получают из выражения (4) путем подстановки передаточного числа редуктора 6 =140(5) Сравнивая выражения (4) и (5),видно, что при одной и той же добротности по скорости исходной системы 45(без компенсации скоростной ошибки)моментная ошибка 9 м в безредукторнойсистеме враз больше, чем в редукторной. Это объясняется тем, что длядостижения одной и той же добротности 50по скоростиисходной системы в безредукторной системе, как это следуетиз выражения (3), коэффициент усиления усилителя 4 требуется вразменьше, чем в редукторной. Уменьшение 55коэффициента усиления, как это видноиз выражения (2), приводит к увеличению моментной ошибки 9,ки.Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить точность следящей системы до 0,3 по1сравнению с 0,8 в известной системе.На фиг.5 изображены осциллограммы ошибки следящей системы без компенсации и с компенсацией моментной ошибки, полученные на экспериментальном макете, Из осциллограммы следует, что в установившемся режиме моментная ошибка 9 отсутствует. Кратковременные всплески ошибки обусловлены зоной застоя исполнительной оси в момент изменения знака скорости задающей оси.Формула изобретенияСледящая система по авт.св, Р 534738, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, в ней дополнительно установлен релейный блок, входом соединенный с выходом инерционного звена, а выходом - с четвертым входом сумматора.1401436 Составитель Г. НефедоваРедактор П. Гереши Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипен9 оеССС п 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна Фиг.я рф каз 2782/46 ВНИИПИ по де 113035, ИоТираж 866 сударственног м изобретений ва, Ж,. Рау комитетаи открыти ская наб.