Регулятор для электромеханических следящих систем
Предлагаемое устройство относится к системам автоматического регулирования для электромеханических следящих систем. Задача предлагаемой полезной модели является повышение точности отработки задающего воздействия в широком диапазоне скоростей его изменения. Поставленная задача повышения точности решается тем, что регулятор для электромеханических следящих систем содержит пропорциональный блок, блок дифференцирования с зоной нечувствительности, блок интегрирования и блок двойного интегрирования, входами подключенные к сигналу задающего воздействия, а выходами - с четырьмя входами сумматора, выход которого является выходным сигналом регулятора, а также содержит блок тройного интегрирования, входом соединенного с сигналом задающего воздействия, а выходом - с пятым входом сумматора.
Предлагаемое устройство относится к системам автоматического регулирования для электромеханических следящих систем.
Одним из требований к следящим системам является достижение максимальной точности слежения при изменяющихся в широких пределах скоростях слежения.
Известен ряд следящих систем, например [1], где в качестве регулятора выступает последовательно соединенный с объектом управления пропорционально интегрально дифференциальный регулятор, который формирует управляющее воздействие по отклонению от заданного значения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является регулятор [2]. Известное устройство содержит параллельно соединенные входами пропорциональный блок, блок дифференцирования с зоной нечувствительности, блок интегрирования и блок двойного интегрирования, выходами соединенных с входами сумматора, на выходе которого формируется выходное управляющее воздействие.
Недостатком известных устройств является низкая точность отработки входного воздействия (ошибки слежения) в широком диапазоне скоростей его изменения. Одним из критериев оценки качества работы следящих систем является отношение скорости изменения входного воздействия к ошибке слежения. В известных устройствах применение регулятора позволяет получить отношение скорости к ошибке слежения до 20, что является недостаточным при необходимости обеспечения высоких значений точностей слежения (до 3 угловых минут) при угловых скоростях до 15 град/сек.
Задача предлагаемой полезной модели является повышение точности отработки задающего воздействия в широком диапазоне скоростей его изменения.
Поставленная задача повышения точности решается тем, что регулятор для электромеханических следящих систем содержит пропорциональный блок, блок дифференцирования с зоной нечувствительности, блок интегрирования и блок двойного интегрирования, входами подключенные к сигналу задающего воздействия, а выходами - с четырьмя входами сумматора, выход которого является выходным сигналом регулятора, а также содержит блок тройного интегрирования, входом соединенного с сигналом задающего воздействия, а выходом - с пятым входом сумматора.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Входной сигнал поступает параллельно на пропорциональный блок 1, дифференцирующий блок 2, интегрирующий блок 3, блок двойного интегрирования 4 и блок тройного интегрирования 5. Преобразованные сигналы складываются сумматором 6. Суммированием формируется выходной сигнал регулятора YВЫХ. Передаточная функция регулятора относительно входного воздействия выглядит следующим образом:
где s - оператор Лапласа;
КП - пропорциональный коэффициент;
КИ - коэффициент интегратора;
К И2 - коэффициент интегратора второго порядка;
КИ3 - коэффициент интегратора третьего порядка;
КД - коэффициент дифференцирования.
Таким образом, введение в предлагаемом устройстве блока тройного интегрирования повышает порядок астатизма следящей системы и позволяет, как показало математическое моделирование и натурные испытания, достичь увеличения, по сравнению с известными устройствами, отношения скорости изменения задающего воздействия к ошибке слежения более чем в 30 раз. Это, соответственно, позволяет более чем в 30 раз повысить точность отработки задающего воздействия.
Источники информации.
1. Патент РФ 
2404449 C1 от 07.09.2009 G05B 11/26, G05B 11/36, H02P 7/29.
2. Патент РФ на полезную модель 126485 U1 от 17.10.2012 G05B 13/02.
Регулятор для электромеханических следящих систем, содержащий входами соединенные с сигналом задающего воздействия пропорциональный блок, дифференцирующий блок, интегрирующий блок и блок двойного интегрирования, выходами подключенные к первому, второму, третьему и четвертому входам сумматора, выходом связанного с выходным сигналом регулятора, отличающийся тем, что содержит блок тройного интегрирования, входом соединенный с сигналом задающего воздействия, а выходом - с пятым входом сумматора.
