Релейная следящая система

ЕТСНИХТИЧЕСНИИХ СОЮСОЦИА 1,80 а) 1 3 л 4 С 0 О 7 ь Ф 1 ъ еТЫЮБЛь" 7 ."Л ОПИСА Н АВТОРСН ОБРЕТЕНИ УСВИ ТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРУ 483650, кл. С 05 В 11/00, 1972.Авторское свидетельство СССРУ 1223205, кл. С 05 В 11/10, 1986.Авторское свидетельство СССРВ 565280, кл, С 05 В 11/10, 1974,(54) РЕЛЕЙНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА(57) Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике иможет найти применение при управлении широким классом объектов. Цельюизобретения по п, 1 формулы изобретения является повышение быстродействия и точности системы. Поставленная цель достигается эа счет того, что в системе сравнивают заданное и фактическое значение регулируемого параметра, Определяют модульи знак сигнала рассогласования, Модуль сигнала рассогласования алгебраически суммируют с двумя сигналами,которые формируются путем умножениямодуля скорости вращения вала исполнительного двигателя на разные масштабные коэффициенты, причем суммирование второго сигнала производитсятолько в тех случаях, когда суммарный сигнал меньше нуля. Как только ар ом ом сигнал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ суммарный сигнал становится большенуля, он умножается на знак сигналарассогласования и поступает на входдвигателя, вызывая изменение фактического значения регулируемого параметра. Целью изобретения по п. 2 формулы изобретения является уменьшениеэнергоемкости системы и дополнительное повышение ее быстродействия. Этацель достигается эа счет того, чтов системе осуществляют дополнительноалгебраическое суммирование сигналарассогласования с двумя сигналами,которые формируются путем умноженияскорости вращения вала на разные масштабные коэффициенты, Сравниваютсязнаки сигнала рассогласования и результирующего сигнала дополнительного суммирования. В зависимости от зультатов сравнения меняется знакмодуля сигнала рассогласования приьосновном суммировании, Кроме того,подключение второго сигнала при основном и при дополнительном суммированиях осуществляют в зависимостиот результатов основного суммирования и от результатов сравнения знаков сигнала рассогласования и сигнала, полученного при дополнительномсуммировании, а положительный сумм ный сигнал, полученный при основн суммировании, умножают на знаксигнала, полученного при дополнительн уммировании, и результирующийс подают на двигатель. 1 з.п, Ф-4 илИзобретение относится к радиотехнике и вычислительной техникеи можетнайти применение при управлении объектами широкого профиля.Целью изобретения является повышение быстродействия, точности иуменьшение энергоемкости системы.На фиг. 1-2 приведены функциональные схемы предлагаемой системы, нафиг. 3-4 - фазовые графики системы.Система содержит измеритель 1 рассогласования, первый детектор 2, первый масштабный блок 3, второй блок 4умножения, первый сумматор 5, третьеи первое реле 6 и 7, первый блок 8умножения, двигатель 9, редуктор 10,второе реле 11, второй масштабныйблок 12, второй детектор 13, тахогенератор 14, четвертое реле 15, первыйэлемент И 16, третий блок 17 умножения, пятое реле 18, второй элемент И19, четвертый блок 20 умножения, второй сумматор 21, блок 22 сравнения,третий масштабный блок 23, задатчик24. Кроме того, на чертежах принятыследующие обозначения; В, - выходнойсигнал задатчика 24 или входной сиг":нал системы; 60 - выходной сигнал системы, х " выхоДной сигнал измерителя1 рассогласования или сигнал рассогласования; х - модуль сигнала рас"согласования;- выходной сигналтахогенератора 14, - модуль выходного сигнала тахогенератора, зхдпх -Фвыходной сигнал второго реле 11; х -производная сигнала рассогласования,(/ - выходные сигналы первого ивторого сумматоров 5 и 21, ОА и ОВ -линии переключения; С; - -й моментвремени работы системы.Рассмотрим вначале работу системы,описанной в п. 1 формулы изобретения(фиг, 1).Увеличение быстродействия и точности системы осуществляется путемчередования следующих движений: включение - квазискольэящий режим "динамическое торможение" - включение засчет формирования двух линий переключения ОА и ОВ (фиг.З). Для этогов системе, линейная часть которойпредставляет собой последовательносоединенные инерционное звено и ин"тегратор, реализован следующий алгаритм управления:з з.дп х = (Б, х р 0) ЛА,О .= (Б хс 0)ЛВ,где Б, =х+К,х, Я=х+Кх, х - сигнал рассогласования; х - производная отсигнала рассогласования; х = - 3 приступенчатом входном воздействии, К,К - угловые коэффициенты линий переключения ОА и ОВ, причемК,К Д 1.Система работает следующим образом.При подаче с выхода задатчика 24сигнала задания 9; (момент с,наФиг, 3) двигатель 9 начинает вращать"ся в требуемом направлении, так какзнак направления вращения его валав реверсивном канале определяется 15 выходным сигналом зхдп х второгореле 11, а в нереверсивном каналеобеспечивается прохождение модулясигнала рассогласования х черезпервый сумматор 5 со знаком плюс 20 (так как выходной сигнал тахогенератора 14 равен нулю) на вход первого реле 7, имеющего характеристику1, при П 0;ной сигнал первого сумматора 5. Реле 7 Формирует на своем выходе сигнал Б =1 и через первый блок 8 ум 7ножения подключает напряжение питания к двигателю 9 со знаком, равным,е 8 п х. Двигатель 9 начинает вращаться, отрабатывая сигнал заданияО Появляются выходной сигнал системы В и выходной сигнал тахогенера"тора 14, который через второй детек тор 13 и второй масштабный блок 12подается на третий вход первого сумматора 5 с обратным знаком, причемна второй вход первого сумматора 5модуль выходного сигнала тахогенера тора 14 через первый масштабныйблок 3 и второй блок 4 умножения непроходит, так как характеристикатретьего реле 6 имеет вид 0 при Бд 01, при П, О,где Б - выходной сигнал первого сумматора 5, на ега выходе формируется сигнал П = 0 и во втором блоке 4 умножения происходит умножение на ноль.Перевод двигателя 9 в режим дина мического торможения происходит в момент времени с (фиг, 3), когда сигнал на выходе второго масштабного блока 12 сравняется по модулю с сигналом рассогласования х, Другими сло вами коэффициент передачи второго масштабного блока 12 определяет уг 1399696,(+1 при 4, О; О при ,О, 1 приЩ01 б О при )О, при Б( О, при Пгг: О,6 О 5 без изменения знака, т.е. , будет равно 1 х(, Первое реле 7, имеющее статическую характеристику где (, - выходной сигнал первого сумматора 5,сработает и сформирует на своем выходе сигнал Б = +1, который поступает на первый вход первого блока 8 умножения. Напряжение питания подключается к двигателю 9 через первый блок 8 умножения со знаком воп у = в 8 п х, Появляется выходнойгсигнал системы О и выходной сигнал тахогенератора 14, который через вто,рой детектор 13 и второй масштабный блок 12 подключается со знаком плюс на третий вход первого сумматора 5, не меняя знака управляющего воздей,ствия ср т,е. у, = х 1 + Кг( и вЦп Я, О. При этом на второй вход первого сумматора 5 модуль выходного сигнала тахогенератора 14 с выхода второго детектора 13 через первый масштабный блок 3 и второй блок 4 умножения не проходит, потому что на выходе первого элемента И 16 формируется нулевой сигнал, определяемый состоянием четвертого реле 15, обладающего статической характеристикой+1 при У ) О,бО при Уг ( О где Б выходной сигнал блока 22 , сравнения знаков,и Формирующего на .своем выходе сигнал Б, = +1, так как з 8 пх = з 1 п , состоянием третьего реле 6, обладающего статической характеристикой где ), - выходной сигнал первого сумматора 5,и формирующего на своемвыходе сигнал 0 = О, так какз 8 пО. Кроме того, выходной сигнал тахогенератора 14 через четвертый блок не проходит на третий входвторого сумматора 21, потому что пятое реле 18, обладающее статическойхарактеристикой где Б - выходной сигнал блока ф 22сравнения знаков, формирует на своем 5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 выходе сигнал Б, = О, который обнуляет выходной сигнал второго элемента И 19, хотя на выходе первого реле7 Формируется сигнал 0=1, Такимобразом, управляющие сигналы на этаперазгона двигателя 9 (с;,-с;, фиг,2),имеют вид ), =1 х 1+К 9( и=х-К,.Такоесостояние сохраняется до выполненияравенства= О, т.е, х 1 = К,11 ипопадания, изображающей точки на линию переключения ОА, Далее при выполнении условий К,11(х 1, М с О происходит смена знака сигнала на выходе второго сумматора 21, т.е. сигналз 8 п ( меняется на противоположный,Двигатель 9 противовключается (с,на Фиг.2), Одновременно меняетсязнак на выходе блока 22 сравнениязнаков, потому что з д 8 п ) з х 8 п х 1.Следовательно, на выходе пятого реле 18 формируется сигнал +1"и на выходе второго элемента И формируетсясигнал +1, разрешающий подключениевыходного сигнала тахогенератора 14через четвертый блок 20 умноженияс отрицательным знаком на третий входвторого сумматора 21. Это подключение необходимо для удержания режимапротивовключения двигателя 9, ибо впротивном случае начнется скользящийрежим на линии переключения ОА, Таким образом, выполняются условия 4= х-К,9-Ъ.8 пП, з 8 п Г 1 = +1, Одновременно со сменой знака на выходеблока 22 сравнения знаков изменяетсязнак сигнала на первом входе первогосумматора 5 за счет умножения выход-.ного сигнала (х 1 первого детектора 2на выходной сигнал Б= -1 блока 22сравнения знаков в третьем блоке 17умножения. На выходе первого сумматора. сформируется сигнал , = в (х( ++ К,, Пятое реле 18 меняет своесостояние,и на его выходе формируется сигнал Б, =О вместо Б, =1. Навыходе первого элемента И 16 так жеформируется сигнал Б, =О и модульвыходного сигнала тахогенератора 14не проходит через четвертый блок 20умножения на третий вход второгосумматора 21, Выходной сигнал ,= - 1 х(+К (1( первого сумматора 5сохраняет свой прежний знак плюс,потому что К 1( х. Изображающаяточка системы в этом случае движется к второй линии переключения ОВ(с,-с на фиг.4). Движение противовключением сохраняется до выполнения1399696 условия ), = О, т.е. до попадания изображающей точки системы на вторую линию переключения ОВ с коэффициентом К (г. на фиг.4).. Линия переключенйя ОВ не является линией динамического торможения системы, т.е. К ) 1. Для удержания этого режима необходимо сохранение отрицательного знака сигнала з 1 дпу в противном случае начнутся скользящие движения системы около линии переключения ОВ. Для этого при отключении первого реле 7 изменяется выходной сигнал второго элемента И 19, с "1" на "О", и четвертый блок 20 умножения отключает выходной сигнал тахогенератора 14 от третьего входа второго сумматора 21, на выходе которого формируется сигнал ( = х-К где х р К,1 . Следовательно, выходной сигнал второго сумматора 21 меняет свой знак, его знак совпадает со знаком сигнала рассогласования, т,е. здрп =з 1 яп х. Выходной сигнал ( второго сумматора 21, поступая на второй вход блока 22 сравнения знаков, вызывает изменение его выходного сигнала с "-1" на "1", что в свою очередь приводит к из-менению знака на выходе третьего блока 17 умножения и на первом входе первого сумматора 5. Одновременно изменяются выходные сигналы третьего реле 6 с " 1" на "О" и четвертого реле 15 с "О" на "1", изменяя тем самым выходной сигнал первого элемента И 16 "0" на "1" и разрешая прохождение через второй блок 4 умножения модуля К,1 выходного сигнала тахо- генератора 14 на третий вход первого сумматора 5 со знаком минус. На выходе первого сумматора 5 получаем сигнал (, =х+К 4 -К 41, причем К 1 )К 1)-х, а К-К =К, т.е, удерживается режим динамического торможения. Скорость вращения двигателя 9 уменьшается,и этот режим сохраняется до момента времени(фиг. 4),т,е. до попадания изображающей точки системы на линию переключения ОА, где выполняется условие х=К,), После этого включается первое реле 7, отключается сигнал К, от третьего входа второго сумматора 21 и система возвращается в состояние, аналогичное моменту времени с, на фиг.4,Таким образом, переходной процессв системе яроисходит без перерегули 8рования, и изображающая точка системы движется в начало координат в квазискользящем режиме.5Указанные отличительные особенности позволяют существенным образом повысить точность и быстродействие системы и уменьшить ее энергопотребление. 10 Формула изобретения 1. Релейная следящая система, содержащая задатчик, выходом соединенный с первым входом измерителя рас"согласования, вторым входом подключенного к выходному валу редуктора,а выходом - к входу первого детектора, выходом соединенного с первымвходом первого сумматора, выходомподключенного через первое реле кпервому входу первого блока умножениявторым входом соединенного с выходом второго реле, а выходом - с входом двигателя, выходной вал которогокинематически связан с входным валомредуктора и с валом тахогенератора,выходом соединенного через второй детектор с первым входом второго блокаумножения, вторым входом подключенного к выходу третьего реле, а выходом - к второму входу второго сумма-.тора, о т л и ч а ю щ в я с я тем,что, с целью повышения быстродействия и точности системы, в ней выходы З 5 измерителя рассогласования, первогосумматора и второго детектора соединены с входами соответственно второго и третьего реле и с третьим вхо- .дом второго сумматора.402. Система по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения энергоемкости системы, в ней дополнительноустановлены второй сумматор, блок 4 е),б сравнения, четвертое и пятое реле,первый и второй элементы И и третийи четвертый блоки умножения, причемвыход первого детектора соединен спервым входом первого сумматора чеб 0 рез переход первый вход " выход третьего блока умножения, выход третьего реле подключен к второму входу.второго блока умножейия через перехоц первый вход - выход первого зле мента И, выход измерителя рассогласования соединен с входом второго релечерез переход первый вход - выходвторого сумматора, подключенного вторым входом к выходу тахогенератора, 1399696 10а третьим входом - к выходу четвертого блока умножения, соединенногопервым входом с выходом тахогенератора, а вторым входом - с выходом второго элемента И, подключенного первымвходом к выходу первого реле, а вторым входом - к выходу пятого реле,входом соединенного с входом четвертого реле, с вторым входом третьего блока умножения и с выходом блока сравнения подключенного первым и вторым входами к выходам соответственно иэмерителя рассогласования и второго сумматора, выход четвертого реле соединен с вторым входом первого элемента И,1399696Составитель Г.Нефедова Редактор Ю.Середа Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец Заказ 2662/46 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4