Комбинированный следящий привод

О П И С А Н И Е 259227

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистическил

Ресоублик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 22.VI.1968 (№ 1252922/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 21с, 46/50

МПК G 051

УДК 621-503.53(088.8) Комитет оо делам изобретениЯ и открытиЯ ори Совете Миииотрое

СССР

Опубликовано 12.XII.1969. Бюллетень № 2 за 1970

Дата опубликования описания 6Х,1970

Авторы изобретения

Б. В. Новоселов, А. А, Кобзев и Ю. С. Горохов

Заявитель

КОМБИНИР(ВАННЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Данное предложение относится к области автоматического регулирования.

Известны комбинированные следящие приводы, содержащие основной контур с элементом сравнения, первый контур самонастройки с дифференциатором, подключенным к входному зажиму, умножителем, интегратором и элементом сравнения, второй контур самонастройки с интегратором и умножителем, вход которого подключен к элементу сравнения основного контура, и блок реле. Недостатком известных устройств являются ограниченные динамические возможности.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем дополнительно установлены последовательно включенные между собой два дифференциатора, делительное устройство, устройство извлечения корня, второй блок реле, интегратор, умножитель и сумматор, подключенный ко входу основного контура, причем вход этого интегратора подключен к выходу элемента сравнения основного контура; вход первого дополнительно включенного дифференциатора подключен параллельными связями к дифференциатору первого контура самонастройки, первому блоку реле, делительному устройству, умножителю первого контура самонастройки и сумматору этого контура, подсоединенному к основному контуpv; вход второго дополнительно устдновленного дифференциатора подключен ко второму блоку реле и входам дополнительно установленных умножптеля и сумматора; выход второго дополнительно установленного дифферен5 циатора подключен ко второму входу первого блока реле и интегратору второго контура гамонастройки, выход устройства извлечения корня подсоединен к третьему входу первого блока реле, подключенного к интегратору пер10 вого контура самонастройки.

Это позволяет обеспечить минимизацию среднеквадратпческого значения ошибки при отработке скачкообразного сигнала, сигнала, изменяющегося с постоянной скоростью и ус15 корением, и синусоидального сигнала с различной частотой.

На фиг. 1 представлена структурная схема комбинированного следящего привода с контурами самонастройки, минимизирующими

20 среднеквадратические значения составляющих ошибки; на фиг. 2 — характер изменения ошибок при синусопдальном входном воздействии.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

Х, — сигнал, компенсирующий статическую

25 ошибку: Х вЂ” входная величина: Х вЂ” выходная величина; Х вЂ” ошибка системы.

Контур 1 самонастройки сигнала, компенсирующего статическую ошибку, состоит из интегрирующего устройства 2, выполненного на асинхронном двухфазном двигателе, вход ко259227 торого соединен с сигналом ошибки, а выход — с м .. жительным устройством 8, выполненным на потенциометре, выход которого соединен с основным контуром системы 4. Контур самонастройки 5 компенсирующего сигнала, пропорционального первой производной от входного воздействия, содержит интегрирующее устройство б, выполненное на асинхронном двухфазном двигателе, вход которого соединен с каналом ошибки, а выход — с множительным устройством 7, которое выполнено на потенциометре, Множительное устройство соединено с дифференцирующим устройством

8, связанным со входом системы. Выход устройства 7 соединен с основным контуром системы 4. Контур самонастройки 9 компенсирующего сигнала, пропорционального второй производной от входного воздействия, состоит из интегрирующего устройства 10, выполненного на асинхронном двухфазном двигателе, вход которого соединен с каналом ошибки, а выход — с множительным устройством 11, которое выполнено на потенциометре. Устройство 11 связано с дифференцирующим устройством 12, а последнее — с выходом дифференцирующего устройства 8. Выход устройства

11 соединен с основным контуром системы 4.

Вход делительного устройства 18, выполненного на датчиках Холла, соединен с выходом устройства 8 и с выходом дифференцирующего устройства 14, которое связано с выходом устройства 12, а выход устройства 18 — с устройством 15 извлечения корня, выход которого соединен с блоками реле 16 и 17. Блок реле 16 соединен с устройствами 2 и б и с выходом устройств 8 и 14. Блок реле 17 соединен с выходом устройства 12 и устройством 10.

Выход устройства 14 связан с устройством 2.

В случае, когда управляющее воздействие не оказывает влияния на систему, в последней может существовать ошибка. В этом режиме блок реле 16 включает устройство 2, на которое поступает сигнал ошибки. С выхода этого устройства сигнал поступает на множительное устройство 8, где перемножается с сигналом

Хо, компенсирующим статическую ошибку, Сигнал, необходимый для компенсации статической ошибки в данный момент, подается в основной контур 4. При достижении минимальной ошибки, которой определяется зона нечувствительности интегрирующего устройства 2, на выходе последнего будет постоянная величина, и, следовательно, с множительного устройства 8 в основной контур 4 поступит постоянная величина, обеспечивающая минимальную ошибку. В этом режиме блоки реле

l6 и 17 отключают устройства б и 10, которые не изменяют своих выходных величин при наличии ошибки в системе.

При работе системы на постоянной скорости блок реле 16 отключает устройство 2 и подключает устройство б, причем знак интегрирования соответствует знаку скорости. При появлении ошибки в системе интегрирующее устройство б изменяет свою выходную величину, 55 бО

5

50 которая перемножается в множительном устройстве 7 с компенсирующим сигналом, поступающим с дифференцирующего устройства 8.

Часть компенсирующего сигнала с дифференцирующего устройства 8,,компенсирующего ошибку, пропорциональную скорости входного воздействия,при нормальных условиях,,поступает в основной контур 4 все время.

С выхода множительного устройства 7 сигнал, необходимый для компенсации возникшей ошибки, подается в основной контур 4. При достижении минимальной ошибки, которой определяется зона нечувствительности интегрирующего устройства б, на выходе этого устройства б будет постоянная величина, и, следовательно, с множительного устройства 7 поступит постоянный сигнал, обеспечивающий минимальную ошибку.

В этом режиме блок реле 17 отключает интегрирующее устройство 10, которое при наличии ошибки не изменяет своей выходной величины.

Измерение ошибки Х осуществляется элементом сравнения 18 основного контура, а формирование сигналов компенсации — с помощью сумматоров 19 и 20.

При работе системы на постоянном ускорении блок реле 17 отключает интегрирующие устройства 2 и 6, которые при наличии ошибки не изменяют своих выходных величин, и подключает интегрирующее устройство 10, причем знак интегрирования соответствует знаку ускорения. При появлении ошибки устройство 10 изменяет свою выходную величину, которая перемножается в множительном устройстве 11 с компенсирующим сигналом, поступающим с дифференцирующего устройства 12. Часть компенсирующего сигнала с устройства 12, компенсирующего ошибку, пропорциональную ускорению входного воздействия при нормальных условиях, поступает в основной контур 4 все время.

С выхода множительного устройства 11 сигнал, необходимый для компенсации возникшей ошибки, подается в основной контур 4. По достижении минимальной ошибки, которой определяется зона нечувствительности интегрирующего устройства 10, на выходе этого устройства будет постоянная величина, и, следовательно, с множительного устройства 11 будет поступать постоянный сигнал, обеспечивающий минимальную ошибку.

Характер изменения ошибок от скорости и ускорения при отработке системой синусоидального входного воздействия представлен на фиг. 2, где кривые обозначают: 21 — скорость входного воздействия; 22 — зона ошибки, пропорциональной скорости входного воздействия; 28 — зона, где ошибка, пропорциональная скорости, имеет onðåäåëÿþùåå значение; 24 — ускорение входного воздействия;

25 — ошибка, пропорциональная ускорению входного воздействия; 26 — зона, где ошибка, 259227 юпорциональная ускорению, имеет определящее значение.

При синусоидальном входном воздействии в ззличные моменты времени нужно настраи ть компенсирующие сигналы, пропорциоальные скорости или ускорению. В зоне 28 аботает контур самонастройки 5 компенсирущего сигнала, пропорционального скорости. зоне 2б работает контур самонастройки 9 змпенсирующего сигнала, пропорционального скорению.

Работа контуров самонастройки 5 и 9 в сответствии с фиг. 2 обеспечивается их попереенным включением блоками реле 1б, 17, на оторые поступает сигнал, пропорциональный астоте входного воздействия с устройства 15 звлечения корня. С изменением частоты входого воздействия зоны работа контуров самоастройки 5 и 9 будет изменяться и при этом удет изменяться соотношение между ошибой, пропорциональной скорости входного возействия, и ошибкой, пропорциональной ускоению входного воздействия.

Предмет изобретения

Комбинированный следящий привод, содеркащий основной контур с элементом сравне:ия, первый контур самонастройки с диффеенциатором, подключенным к входному зажи у, умножителем, интегратором и элементом

:равнения, второй контур самонастройки с инегратором и умножителем, вход которого подключен к элементу сравнения основногб контура, и блок реле, отличающийся тем, что, с целью минимизации среднеквадратического значения ошибки при отработке скачкообразного сигнала, сигнала, изменяющегося с постоянной скоростью и ускорением, и синусоидального сигнала с различной частотой, в нем дополнительно установлены последовательно включенные между собой два диффеlp ренциатора, делительное устройство, устройство извлечения корня, второй блок реле, интегратор, умножитель и сумматор, подключенный ко входу основного контура, причем вход этого интегратора подключен к выходу элемента

1S сравнения основного контура; вход первого дополнительно включенного дифференциатора подключен параллельными связями к дифференциатору первого контура самонастройки, первому блоку реле, делительному устройст20 ву, умножителю первого контура самонастройки и сумматору этого контура, подсоединенному к основному контуру; вход второго дополнительно установленного дифференциатора подключен ко второму блоку реле и вхо2S дам дополнительно установленных умножителя и сумматора; выход второго дополнительно установленного дифференциатора подключен ко второму входу первого блока реле и интегратору второго контура самонастройки; чп выход устройства извлечения корня подсоединен к третьему входу первого блока реле, подключенного к интегратору первого контура самонастройки.

r 59227

Составитель И. И. Шувалова

Техред 3. Н. Тараненко Корректор С. М. Сигал

Редактор П. Вербова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 875/4 Тираж 499 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5