Следящая система

ин."гит.ууистической иевский ордена Ленина политехническ 50-летия Великой Октябрьской соци революции7( Заяв 5 Й) СЛЕДЯЦАЯ СИСТЕИА носится к следящи быть использовано егулирования скор нспортных и омцшИзобретение от мсистемам и можетв частности для р ости в подъемно-тра рленных установках,Известна следящая система, содержащая последовательно соединенныезадатчик, первый элемент сравнения,первое пропорциональное звено, сум"матор, электродвигатель и редуктор,выход которого через датчик регулируемой координаты соединен с вторымвходом первого элемента сравнения,первый вход которого через последовательно соединенное нелинейное кор"ректирующее звено и первый функциональный преобразователь соединен свходом второго функционального преобразователя и первым входом второгоэлемента сравнения, второй вход ко- "торого через датчик скорости подключен к выходу электродвигателя, выходчерез второе пропорциональное звеносоединен с вторым входом сумматора,2первый вход третьего элемента срав"нения соединен с выходом второго функционального преобразователя, второйвход через датчик тока. подключен квторому выходу электродвигателя, аф выход через третье пропорциональноезвено подключен к третьему входусумматора 11,Известна также следящая система,содержащая последовательно соединенные элемент задания, первый и второйнелинейный элементы с ограничением,первый и второй интеграторы, первый,второй и третий регуляторы, усилителмощности и исполнительный двигатель,15выход которого через датчики регулируемой координаты, скорости и токаподключен к вторым входам соответственно, первого, второго и третьегорегулятора, выход первого интеграто"ра подключен к второму входу второго нелинейного элемента с ограничением и через первый усилительк третьему входу первого регулятора,9246 б 2 четвертый вход которого через второй усипитепь подключен к выходу второго нелинейного элемента с ограничением, выход второго интегратора соединен с вторым входом первого нелинейного элемента с ограничением. Причем элемент задания, первый и второй нелинейные элементы с ограничением, первый и второй интеграторы и первый и второй усилители Функционально вхо дят в состав задающего устройства следящей системы 23.Известные системы обладают значительными динамическими ошибками потому, цто в них каждый из регулято- , 5 , ров Формирует воздействие на последующий регулятор иэ разности между за" данным и действительным значениями выходной координаты внешнего контура регулирования. 20,Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является следящая система, содержащая последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, регулятор скорости, второй И сумматор, регулятор тока, тиристорный. йреобразователь и электродвигатель, первый выход которого через датчик тока соединен с вторым входом второго сумматора, а через датчик производной Зо тока - с третьим входом второго сумматора и вторым входом первого сумматора, третий и четвертый входы ко" торого подключены к второму выходу электродвигателя через соответственно датчик скорости и датцик ускорения 33.Основным недостатком известнойсистемы является необходимость применения дифференцирующих звеньев для 40 получения сигналов ускорения и производной тока, что существенно снижает надежность системы и усложняетнастройку ее Функциональных блоков. 45Цель изобретения - повышение надеж"ности системы,Поставленная цель достигается тем,что в системе, содержащей последовательно соединенные задающее устройство, сумматор и регулятор скорости,последовательно соединенные регулятортока, усилитель мощности и двигатель,первый выход которого через датчиктока подключен к первому входу регулятора тока,а второй выход церездатчик скорости подключен к второмувходу сумматора, дополнительно установлен регулятор производной тока,первый вход которого соединен с выходом регулятора скорости, второй вход - с выходом датчика тока, третий вход - с вторым выходом задающего устройства, а выход - с вторым входом регулятора тока, третий вход которого подключен к третьему выходу задающего устройства.В системе дополнительно установлены блок сравнения и два коммутатора, а второй и третий выходы задающего устройства подключены к треть" ему входу регулятора производной тока и второму входу регулятора тока через соответствующие коммутаторы, управляющие входы которых соединены с выходом блока сравнения, входы ко" торого подключены к третьему выходу задающего устройства и датчика тока.Регулятор производной тока содер"жит последовательно соединенные усилитель с ограничением и интегратор,второй вход и выход которого соединены соответственно с третьим входоми выходом регулятора производной то"ка, первый и второй входы которогоподключень соответственно с первыми вторым входами усилителя с ограничением.На Фиг, 1 представлена структурная схема системы, согласно и. 1 Формулы; на Фиг. 2 - то же, согласнои, 2", на Фиг. 3 - эпюры напряженийна выходах задающего устройства.Схема системы содержит задающееустройство 1, сумматор 2, регулятор3 скорости, усилитель 4 с ограниче"нием, интегратор 5, регулятор б тока,усилитель 7 мощности, двигатель 8,датчик 9 скорости, датчик 10 тока,блок 11 сравнения, коммутаторы 12и 13, регулятор 14 производной тока,И 1, И и И - напряжение на первом,втором и третьем выходах задающегоустроиства.ц предлагаемой системе может бытьприменено задающее устройство, вхо"дящее в состав известной следящейсистемы 21 и содержащее элементзадания, первый и второй нелинейныеэлементы с ограничением, первый ивторой интеграторы и первый и второйусилители.Система работает следующим образом,При формировании на выходе задающего элемента, входящего в составзадающего устройства 1, ступенчато5 924662 6го сигнала, проп.рционального макси" вход регулятора 6 тока с выхода эамальной заданной скорости, на выхо" дающего устройства 1. В результате дах задающего устройства 1 формиру- суммарное входное напряжение регуляются напряжения И, Ич и Из, изме- тора 6 тока оказывается больше требуняющиеся во времени по законам, изоб емого. Следовательно, текущее энацераженным на фиг, 3, На первом выхо" ние тока двигателя 8 превышает заданде формируется напряжение И, пропор- ное и на выходе усилителя ч с ограни" циональное заданной скорости, на вто- чением появляется напряжение отрицаю тельной полярности по отношению к напряжению И заданного значения ог"раничения второй производной скорости и дальнейшее увеличение напряже" Указанные отличительные особеннос- ти позволяют повысить быстродействие и точность воспроизведения заданной диаграммы изменения скорости при знакопеременных нагрузках на валу двига" теля без применения дифференцирующих звеньев, используя серийно выпускаемую аппаратуру. Кроме того, достижение трапецеидальной диаграммы измене" ния ускорения позволяет получить оп" тимальные по динамическим нагрузкам на валу двигателя режимы работы системы. Указанные обстоятельства позволяют на порядок повысить надежность и долговечность электромеханицеского оборудования,входящего в состав системы. Наличие в системе регулятора 1 М производной тока приводит к тому, что при подаче задающих воздействий .55 с выходов задающего устройства 1 на выходе интегратора 5 появляется на" пряжение одинаковой полярности с напряжением И , подаваемым на третий ром И, пропорциональное ограничению второй производной скорости, а 1 Она третьем - И, пропорциональное ограничению ускорения. Выходное напря" жение И с первого выхода задающего устройства 1 подается на первый вход сумматора 2, на второй вход которого 15 подается напряжение с выхода датчика 9 скорости. Сигнал рассогласования, сформированный в сумматоре 2, подается на вход регулятора 3 скорости. Выходной сигнал регулятора 3 скорос ти подается на первый вход усилите" ля 4 с ограничением, на второй вход которого подается напряжение с выхо" да датчика 10 тока. Выходной сигнал усилителя 1 с ограничением подается 25 на первый вход интегратора 5, на. второй вход которого подается напряже" ние И с второго входа задающего устройства 1.Выходное напряжение датчика 1 О то- О ка поступает на первый вход регулятора 6 тока, на второй вход которого подается напряжение с выхода интегра" тора , а на третий вход - напряжение И с третьего выхода задающего устройства 1. Выходной сигнал регулятора 6 тока усиливается по мощности в усилителе 7 мощности и поступает на вход двигателя 8, вал которого начинает отрабатывать поступающий на 4 о вход двигателя 8 сигнал управления.Таким образом, в предлагаемой си" стеме на вход каждого регулятора подается разность заданного и текущего значений регулируемой координаты дан ного контура регулирования, а также выходной сигнал предыдущего регулятора, зависящий от точности воспроизведения заданного закона изменения регулируемой координаты предыдущего контура регулирования ния на выходе интегратора 5 прекраща" ется, Если при этом текущее и задан" ное значение скорости не равны, то на первый вход усилителя 4 с ограничени" ем будет поступать напряжение поляр-ности, увеличивающей (или уменьшающей выходное напряжение интегратора 5Таким образом, предлагаемая система при соответствующем выборе параметров регуляторов 3, 1 ч и 6 может работать в режиме, йри котором изменение текущей скорости будет опережать изменение задания, что дает возможность повысить быстродействие системы и точность воспроизведения заданной диаграммы изменения скорости.Блок 11 сравнения сравнивает напряжения на третьем выходе задающего уст" ройства 1 и на выходе датчика 10 тока и формирует команды коммутаторам 12 и 13 на отключение напряжений Ии И от входов регуляторов 1 ч и 6 в том случае, если при активной нагрузке напряжения на его входах окажутся одинаковой полярности, Этим исключается воэможность появления больших токов в моменты включения и выключения системы. При реактивной нагрузке применение коммутаторов не требуется.1, Следящая,.система, соержащая последовательно соединенные задающее устройство, сумматор и регулятор ско"рости, последовательно соединенные регулятор тока, усилитель мощности и двигатель, первый выход которого через датчик тока подключен к перво" му входу регулятора тока, а второй 0 выход через датчик скорости подклю" чен к второму входу сумматора, о т" л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыщени, надежности системы, в ней дополнительно установлен регулятор производной тока, первый вход которого соединен с выходом регулятора скорости, второй вход - с выходом датчика тока, третий вход " с вторым выходом задающего. устройства, а вы-. 20 ход - с вторым входом регулятора тока, третий вход которого подключен к третьему выходу задающего устройства.2. Система по и. 1, о т л и ч а З ю щ а я с я тем, что в системе дополнительно установлены блок сравнения и два коммутатора, а второй и третий выходы задающего устройства подключены к третьему входу регулято; зо 62 8ра производной тока и второму входу регулятора тока через соответствующие коммутаторы, управляющие входы которых соединены с выходом блока сравнения, входы которого подключены соответственно к третьему выходу задающего устройства и датчика тока.3. Система по пп, 1 и 2, о т л и" ч а ю щ а я с я тем, что регулятор производной тока содержит последовательно соединенные усилитель с огра" ницениеми интегратор, второй вход и выход которого соединены соответственно с третьим входом и выходом ре" гулятора производной тока, первый и второй входы которого подключены соответственно с первым и вторым входами усилителя с ограничением. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2794971/18"24,кл. С 05 В 11/01, 1979.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 292 б 392/8"24,кл. Ь 05 В 5/01 1979.3. Авторское свидетельство СССРй 634229, кл, С 05 В 11/01, 1977, 4 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Прое Редактор С. Крупенина 17/65 Тираж 9 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, 8о комитета СССРй и открытийРаушская наб., д