Следящая система

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ((ц 453668

Союз Советскии

Социалистиыеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 25.06.71 (21) 1673418/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.12.74. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 30.01.75 (51) М. Кл. G 05Ь 11/26 (осудврственный комите1

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии (53) УДК 621.316.7 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Г. Калинков, В. А. Карнаух, Н. В. Плешаков и В. И. Полтев (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области автоматического управления и контроля и может быть использовано в различных устройствах автоматики при измерении, контроле и регулировании различных параметров.

Известна следящая система, содержащая последовательно соединенные схему сравнения и усилитель, источник переменного напряжения, подключенный к схеме сравнения и формирователю опорного напряжения, выход которого соединен со входом первой схемы совпадения непосредственно и со входом второй схемы совпадения через инвертор, и последовательно соединенные коммутатор и шаговый двигатель, который через редуктор соединен со схемой сравнения, входы коммутатора подключены к выходам схем совпадения.

В известной следящей системе при заданной точности отработки сигнала рассогласования и высоком быстродействии, ограничивающемся максимальной рабочей частотой шагового двигателя в системе, возможна потеря устойчивости вблизи порога чувствительности. Вызвано это запаздыванием управляющего сигнала с выхода усилителя на величину, соизмеримую с периодом следования управляющих импульсов в случае, если максимальная рабочая частота шагового двигателя одного порядка с частотой напряжения, питающего схему сравнения. Обеспечение устойчивости при заданной точности отр аботкп сигнала рассогласования при этом возможно лишь уменьшением быстродействия отпосп5 тельно максимально возможного. Кроме того, необходимо при(шмать дополнитсльпыс меры обеспечения устойчивости, если возможен по каким-либо при пшам фазовый уход сигнала рассогласования относительно опорного.

10 Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение быстродействия и устойчивости системы при заданной точности отработки сигнала рассогласования.

15 Для достижения этой цели следящая система содержит последовательно сосдиненные формирователь прямоугольных пмпучьсов и формирователь управляющих импульсов, выход которого соединен с другими входами

20 схем -îâïàäåíèÿ,,а вход формирователя прямоугольных импульсов соединен с выходом усилителя.

На фиг. 1 приведена блок-схема следящей системы; на фиг. 2 — временная диаграмма

25 ее работы.

Система содержит источник 1 переменного напряжения, соединенный со схемой сравнения 2 II формирователеа(3 o!!open! n I!a!!ps!szeния, выход которого соединен со входом схезО мы совпадения 4 непосредственно, а со вхо453668

60 дом схе Ibl совпадения 5 — iàðåç инвсртор б, усилитель 7 сигнала рассогласования, вход которого соединен с выходом схемы сравнения 2, а выход — со входом формирователя 8 прямоугольных импульсов, последовательно с которым соединен формирователь 9 управляющих импульсов. Выход формирователя управляющих импульсов соединен с другимп входами схем совпадения 4 и 5.

Выходы схем совпадения 4 и 5 сосдинены с коммутатором 10, подключенным к обмоткам шагового двигателя 11. Шаговый двигатель через редуктор 12 соединен со схемой сравнения 2.

На диаграмме (см. фиг. 2) представлены переменное напряжение Uä источника 1, выходные сигналы У,— Ugp формирователя 3, инвертора 6, усилителя 7, формирователя 8, формирователя 9, схемы совпадения 4 и схемы совпадения 5.

Работает следящая система следующим образом.

На время, равное полупериоду питающего напряжения Ui, импульсы последовательностей U> и U> поочередно открывают по первым входам схемы совпадения 4 и 5.

Сигнал рассогласования с выхода схемы сравнения 2 усиливается усилителем 7. В моменты времени, когда амплитуда сигнала U рассогласования с выхода усилителя равна или больше заданного порога срабатывания формирователя 8 прямоугольных импульсов, на его выходе возникают прямоугольные импульсы U„., синфазные с положительной полуволной сигнала рассогласования. Минимальная длительность этого импульса определяегся гис герсзисом формирователя 8, максимальная — длительностью полупериода напряжения сигнала рассогласования. Передним фронтом импульсов У„запускается формирователь 9 управляющих импульсов, на выходе которого формируются импульсы Up, задержанные относительно переднего фронта импульсов U например, на / периода сигнала рассогласования, если величина угла сигнала рассогласования относительно питающего на,пряжения лежит в пределах 0 — 45 . Указанная задержка позволяет устранить влияние этого паразитного фазового угла на нормальную работу следящей системы.

Длительность импульсов Up выбирается, исходя из условий нормальной работы коммутатора 10, Каждый следующий управляющий импульс на входе коммутатора может появиться только в том случае, если после отработки предыдущего импульса в последующем за этим интервале времени амплитуда сигнала рассогласования превысит порог срабатывания формирователя 8. Сформированные таким ооразом управляющие импульсы U„- поступают на другие входы схем совпадения 4 и 5. Из фиг. 2 видно, что условие совпадения им5

40 пульсов выполняется всегда только для одной из схем совпадений. Так, если опорное напряжение U> и напряжение сигнала Ui совпадают по фазе, то условие совпадения выполняется для импульсов Ui и Lp, и на выход схемы совпадения 4 проходят импульсы U7.

Если опорное напряжение U> и напряжен: е сигнала U., противофазны, то условие совпадения выполняется для импульсов U> и Up, и на выход схемы совпадения 5 проходят импульсы U8. Импульсы с выхода схем совпадения 4 или 5 поступают на соответствующий вход коммутатора 10, задавая необходимое направление вращения шагового двигателя

11. Шаговый двигатель, вращаясь, воздействует через редуктор 12 на элемент компенсации и стремится привести схему сравнения 2 в состояние баланса.

Таким образом, шаговый двигатель фактически отрабатывает каждую полуволну сигнала рассогласования, если ее амплитуда повышает заданный порог срабатывания формирователя прямоугольных импульсов, чем принципиально исключено появление управляющих импульсов на входе коммутатора в моменты времени, когда амплитуда сигнала ниже указанного порога. В дальнейшем следящую систему из состояния покоя можно вывести только задающим элементом схемы ср а вн ения.

При этом схема сравнения выходит из состояния баланса, увеличивается сигнал рассогласования на входе формирователя прямоугольных импульсов, и начинается очередной цикл работы. Следящая система работает устойчиво при любой частоте управляющих импульсов и различных режимах работы шагового двигателя, когда еще возможна нормальная его работа в системе без сбоя и потери шага, опредсляемая его механическими и частотными характеристиками.

Предмет изобретения

Следящая система, содержащая последовательно соединенные схему сравнения и усилитель, источник переменного напряжения, подключенный к схеме сравнения и формирователю опорного напряжения, выход которого соединен со входом первой схемы совпадения непосредственно и со входом второй схемы совпадения через инвертор, и последовательно соединенные коммутатор и шаговый двигатель, который через редуктор соединен со схемой сравнения, входы коммутатора подключены к выходам схем совпадения, о тл и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и устойчивости системы, она содержит последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов и формирователь управляющих импульсов, выход которого соединен с другими входами схем совпадения, а вход формирователя прямоугольных импульсов соединен с выходом усилителя.

453668! т (/ !

1 ! (Г !!!,! !! !!! !!

1 ио

1 (1

V(gp . !

, !, 1 !

Составитель В. Карнаух

Корректор Е. Кашина

Техред T. Курилко

Редактор Е. Семанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 48/4 Изд. № 1930 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, М(-35, Раушская паб., д 4/5