Фазочастотная следящая система

 

Изобретение относится к автоматике . Цель изобретения - расширение скоростного диапазона следящей системы . Возможность регулирования скорости на более низких скоростях обеспечивается за счет использования-дополнительной функции импульсно-фазового детектора. Точность стабилизации и КПД системы повышены за счет применения в системе импульсно-фазового детектора с линейным законом регулирования в зоне захвата, т.е. исключения режима прерьюистых токов. 1 ил. ,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 G 05 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 4137 230/24-24 (22) 21.10.86 .(46) 15,07.88. Бюл. Ф 26 (7 2) А.К. Тьппенк о (53) 62-50 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 446023, кл. G 05 В 11/00, 1975.

Башарин А.В. и др. Управление злектроприводами. Л.: Энергоиздат, 1982, с. 156-168. (54) ФАЗОЧАСТОТНАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к автомаI

„.„SU„„1409969 А 1 тике. Цель изобретения — расширение скоростного диапазона следяшей системы. Возможность регулирования скорости на более низких скоростях обес" печивается за счет использования. дополнительной функции импульсно-фазового детектора. Точность стабилизации и КПД системы повышены за счет применения в системе импульсно-фазового детектора с линейным законом ре" гулирования в зоне захвата, т.е. исключения режима прерывистых токов.

1 ил.

1 409969

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в фа зовых системах автоматического управ- ления и регулирования в которых треФ

5 буется стабилизация скорости на ин-! франизких скоростях при равномерном вращении.

Цель изобретения — расширение ско-. ростного диапазона фазочастотной сле-10 дяшей системы.

Расширение скоростного диапазона следящей системы в области низких скоростей обеспечивается за счет использования дополнительной функции импульсно-фазового детектора как датчика раэностной частоты задающего генератора (опорной частоты Рр ) и частоты вращения двигателя Р

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой фазочастотной следящей системы.

Система содержит задающий гене ратор 1, импульсно-фазовый детектор 2, импульсный частотно-фазовый диск- 25 риминатор 3, блок 4 сравнения.частоты сигнала с пороговым значением, логический коммутатор 5, коммутатор 6 двигателя, датчик 8 скорости вращения вала двигателя и квадратурный источник 9 питания.

Предлагаемая фазочастотная следя щая система является двухконтурной, Она состоит из фазового контура и .контура автоматической синхронизаВННа

Система работает следующим обраэоме

В переходных режимах, т.е. в Мо- 4 мент запуска двигателя или при изменении частоты задающего генератора Ро, а также при воздействии возмущающих факторов, когда F — частота задающего генератора 1 — отличается от частоты Р <, поступающей с датчика 8 скорости вращения, на величину большую, чем полоса захвата, включен контур автоматической синхронизации.

Двигатель находится в режиме разгона или торможения, Когда разница час50 тот Ро и Р с становится меньше полосы захвата, включен фазовый контур.

Система в этом случае работает в режиме фазовой автоподстройки.

Переключение с одного контура на другой осуществляется за счет использования дополнительной функции импульсно-фазового детектора — функции переменного сигнала Р = 1 Р— Р при выходе иэ полосы захвата.

Рассмотрим работу системы более подробно.

Когда разница частот F и Foc больше полосы захвата, с выхода импульсно-фазового детектора 2 на входы блока 4 и логического коммутатора 5 поступает переменное ступенчатое напряжение с частотой Р, Fo Foc1 °

С выхода импульсного частотнофазового дискриминатора 3 в этом случае на вход логического коммутатора 5 поступает логическая и1и или

И II

0 в зависимости от знака разности частот Ро и Р с.

При поступлении переменного напряжения на блок 4 на его выходе формируется ир", который поступает на коммутатор 5, запрещая прохождение сигнала с импульсно-фазового детектора 2 и разрешая прохождение сигнала с импульсного частотно-фазового дискриминатора 3. В логическом импульсе 5 управляющий сигнал, поступающий с импульсного частотно-фазового дискриминатора 3 в виде ири или

It И

1, преобразуется в аналоговое напряжение +Uy. Знак этого напряжения зависит от знака разности частот (Fo- Р с! т.е. от того,„какой сигнал присутствует на выходе импульсного частотно-фазового дискриминатора 3— ири или и1".

Постоянное напряжение iU посту- . пает на коммутатор б, который управ" ляет двигателем 7. Происходит разгон или торможение двигателя, а следовательно, увеличение или уменьшение частоты Ро, поступающей с датчика 8 на импульсно-фазовый детектор и им" пульсный частотно-фазовый дискриминатор. В результате приближения частоты обратной связи Ро к опорной частоте Р разность этих частот уменьшается, В какой-то момент разница частот )Р -Fо { становится меньшей полосы захвата < F 1, т. е, происходит захват частоты, и на выходе фазового дискриминатора 2 появляется постоянное напряжение определенной полярности, На выходе блока 4 появляется и и

1, которая поступает на управляющий вход логического коммутатора 5, запрещает прохождение сигнала с импульсного частотно-фазового дискрими1409969

В режиме фазового сравнения на выходе дискриминатора сигнал представляет собой последовательность импульсов "1" с частотой F и относительной длительностью К, npot порциональной разности фаз сравнивамых cHrzanos Fp H F pq

5 (qо ос где К вЂ” относительная длительность (коэффициент заполнения) импульсов на выходе дискриминатора;

45 натора 3 и разрешает прохождение управляющего напряжения с фазового детектора 2, Происходит переключение управления с контура автоматической синхронизации на фазовый контур. Система находится в режиме фаэовой автоподстройки.

Это состояние сохраняется до тех пор, пока разность частот Р 1 Fp—

Р с1 не станет больше полосы захвата

1+ Р

Как только разность частот F

1 Р - Р 1 станет больше полосы зах- 1В вата, весь процесс повторяется.

Возможны два состояния детектора. В случае, когда частоты, поступающие на входы детектора, отличаются друг от друга, выходным сигналом импульсно-фазового детектора является сигнал ступенчатой формы и переменной полярности. При равенстве частот F u F на выходе детектора присутствует постоянное напряжение, 25 величина которого зависит от величины разности фаэ входных сигналов, а знак зависит от знака разности фаз:

11uy4 > К фд

Дискриминатор 3 имеет логический выход. В режиме частотного сравнения сигналов характеристика дискриминатора релейна: при Рц (Р „, на выходе "1 при Р î > Рою на выходе "0".

35 (, — фаза сигнала Fp ос- фаза сигнала Рос .

Блок 4 имеет также логический выход, Если на вход анализатора захвата с импульсно-фазового детектора поступает ступенчатая кривая с частотой, большей полосы захвата t + F> 1, на выходе анализатора 4 формируется

"0". В случае, когда на вход анализатора 4 поступает постоянное напряжение или частота, меньшая, чем полоса захвата l+FyI, на выходе анализатора формируется "1".

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Фазочастотная следящая система, содержащая задающий генератор, импульсно-фазовый детектор, импульсный частотно-фазовый дискриминатор, коммутатор, подключенный выходом к входу двигателя, и датчик скорости вращения вала двигателя, входы питания которого подключены к выходам квадратурного источника питания, о т— л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью расширения скоростного диапазона следящей системы, в нее введены блок сравнения частоты сигнала с пороговым значением и логический коммутатор, причем выходы задающего генератора и датчика скорости вращения вала двигателя соединены соответственно с первым и вторым входами импульсно-фазового детектора и соответственно с первым и вторым входами импульсного фазочастотного дискриминатора, выход. импульснофазового детектора соединен с входом блока сравнения частоты сигнала с пороговым значением, выход которого соединен с управляющим входом логического коммутатора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами импульсно-фазового детектора и импульсного фаэочастотного дискриминатора, выход которого подключен к входу коммутатора.

1409969

Составитель А. Кудрявцев

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Шароши

Редактор А. Огар

Тираж 866 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3477/42

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4