Импульсно-фазовая следящая система

 

ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ : СИСТЕМА, содержащая последовательно соединенные генератор тактовых импульсов , делитель частоты, первый триггер, первый усилитель, первый фильтр, вращающийся трансформатор, пороговый элемент, фазовый дискриминатор и последовательно соединенные второй триггер, второй усилитель и второй фильтр, причем генератор тактовых импульсов вторым выходом подключен череэ канал задания к второму вх.оду фазового дискриминатора, второй выход делителя частоты подсоединен к первому входу второго триггера, третий выход делителя частоты - к второму входу первого триггера, четвертый выход делителя частоты - к второму входу второго триггера, выход второго фильтра подключен к второму входу вращающегося транформатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения ТОЧНОСТИ системы, в нее введены блок, выборки и хранения, блок аналоговых ключей и блок управления ключами, первый вход блока управления ключами соединен с первым вьтодом второго триггера и первым входом блока аналоговых ключей, второй вход блока управления ключами - с первым вьркодом первого триггера, третий (Л вход блока управления ключами - с втос рым выходом первого триггера, четвертый вход блока управления ключами - с вторым выходом второго триггера, второй вход блока аналоговых ключей - с выходом первого фильтра, третий вход блока аналоговых ключей - с выходом второго фильтра, первый выход блока со аналоговых ключей подключен к четверел тому входу блока аналоговых ключей через блок выборки и хранения, второй оо выход блока аналоговых ключей связан с вторым входом второго усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

tglNVN

gag С 05 В 11/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ОООР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТФЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в ввтовсвомт сввдвтвовствт т т я (21) 3519093/18-24 (22) 03.12.82 (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) В.M. Водовозов, Н,Д. Заяц, Л.Н. Рассудов и В.Н. Соколов (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова(Ленина) (53) 62-50(088.8) (56) 1. Патент США Â 4158800, кл. С 05 В 19/40, опублик. 1979.

2. Михеев Ю.E. Сосонкин В.Л.

Системы автоматического управления станками. М, Машиностроение", 1978, с. 161 (прототип). (54)(57) ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВАЯ СЛЕДЯЩАЯ .

СИСТЕМА, содержащая последовательно соединенные генератор тактовых импуль" сов, делитель частоты, первый триггер, первый усилитель, первый фильтр, вращающийся трансформатор, пороговый элемент, фазовый дискриминатор и последовательно соединенные второй триггер, второй усилитель и второй . фильтр, причем генератор тактовых импульсов вторым выходом подключен через канал задания к второму входу фазового дискриминатора, второй вЫход делителя частоты подсоединен к перSU., 1095131 А вому входу второго триггера, третий выход делителя. частоты — к второму входу первого триггера, четвертый выход делителя частоты » к второму входу второго триггера, выход второго фильтра подключен к второму входу вращающегося транформатора, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены блок. выборки и хранения, блок аналоговых ключей и блок управления ключами, первый вход блока управления ключами соединен с первым выходом второго триггера и первым входом блока аналоговых ключей, второй вход блока управления ключами — с первым выходом первого триггера, третий вход блока управления ключами — с вторым выходом первого триггера, четвертый вход блока управления ключами -. с вторым выходом второго триггера, вто- С рой вход блока аналоговых ключей — с выходом первого фильтра, третий вход блока аналоговых ключей — с выходом второго фильтра, первый выход блока аналоговых ключей подключен к четвертому входу блока аналоговых ключей СЛ через блок выборки и хранения, второй выход блока аналоговых ключей связан (, ф

" с вторым входом второго усилителя. )ь

1095131

Изобретение относится к автоматике и может найти применение в импульснофазовых системах автоматического управления и регулирования с фазовыми датчиками обратной связи: вращающимися5 трансформаторами, редусинами,индуктосинами.

Известна следящая система, содержащая генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу фазово- 10

rn дискриминатора через канал задания, а ко второму входу — через канал обратной связи $1 ).

Указанная система отличается малой точностью слежения. 15

Известна импульсно-фазовая следящая система, содержащая последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, первый триггер, первый усилитель, первый 20 фильтр, вращающийся трансформатор, пороговый элемент, фазовый дискриминатор и последовательно соединенные второй триггер,, второй усилитель и второй фильтр, причем генератор так- 25 товых импульсов вторым выходом подключен через канал задания к второму входу фазового дискриминатора, второй выход делителя частоты подсоединен к первому входу второго триггера,третий щ выход делителя частоты — к второму входу первого триггера, четвертый выход делителя частоты — к второму входу второго триггера, выход второго фильтра подключен к второму входу 35 вращающегося трансформатораГ2 3.

Известная система характеризуется недостаточной точностью вследствие нестабильности амплитуд напряжения, питающих обмотки вращающегося транс- 40 форматора, что вызвано разбросом параметров аналоговых элементов канала обратной связи — усилителей и фильтров, температурным дрейфом и методической погрешностью выходного напря- 45 жения триггеров.

Целью изобретения является повыше/ ние точности системы путем выравнивания амплитуд питающих напряжений вращающегося трансформатора.

50 г

Поставленная цель достигается тем, что в импульсно-фазовую следящую систему введены блок выборки и хранения, блок аналоговых ключей и блок управления ключами, первый вход блока управления ключами соединен с первым выходом второго триггера и первым входом блока аналоговых ключей, второй вход блока управления ключами— с первым выходом первого триггера, третий вход блока управления ключами— с вторым выходом первого триггера, четвертый вход блока управления ключами — с вторым выходом второго триггера, второй вход блока аналоговых ключей — с выходом первого фильтра, третий вход блока аналоговых ключей - с выходом второго фильтра, первый выI ход блока аналоговых ключей подключен к четвертому входу этого же блока через блок выборки и хранения, второй выход блока аналоговых ключей связан с вторым входом второго усилителя.

Сущность изобретения заключается в том, что ошибка в виде разности амплитуд напряжений, питающих обмотки вращающегося трансформатора, автоматически выявляется и корректируется в течение одного периода питающего напряжения без существенного усложнения схемы. Благодаря этому удается повысить точность системы и достоверность сигнала обратной связи.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг. 2 временные диаграммы работы системы; на фиг. 3 — схемы исполнения новых блоков.

Импульсно-фазовая следящая система содержит генератор тактовых импульсов 1, канал задания 2, фазовый дискриминатор 3, делитель частоты 4, первый и второй триггеры 5, 6, первый и второй усилители 7, 8, первый и второй фильтры 9, 10, вращающийся трансформатор 11, пороговый элемент

12, блок управления ключами 13, блок аналоговых ключей 14, блок выборки и хранения 15, триггеры 16, 17, ключи 18, 19 и 20, конденсатор 21, резисторы 22 — 25, усилители 26 и 27.

Первый выход генератора тактовых импульсов 1 через канал задания 2 соединен с первым входом фазового дискриминатора 3, а второй выход подключен к входу делителя частоты 4, который делит частоту генератора 1 на N (например N = 360, т.е. один импульс соответствует одному электрическому градусу) и имеет две пары выходов.

Первая пара выходов (а, с) участвует в формировании косинусоидального питающего напряжения А cos шс (фиг. 2): первый импульс а поступает на S-вход первого триггера 5, открывая его, а приходящий позднее на К-вход N/2-й импульс (в нашем примере 180-й) закрывает его. Сформированный меандр

3 1095 усиливается первым усилителем 7, а на первом фильтре 9 иэ него выделяется первая гармоника, питающая первую обмотку вращающегося трансформатора

11. Вторая пара выходов (Ъ,d) делителя частоты 4 участвует в формировании синусоидального питающего напряжения В sinn t (см. фиг. 2): N/4-й импульс (в нашем примере 90-й) открывает второй триггер 6, тогда как 3 10

N/4-й импульс (270-й) закрывает его.

Сформированный меандр поступает через второй усилитель 8 и фильтр 10 на вторую обмотку вращающегося трансформатора 11. 15

Одновременно с формированием питающих напряжений триггеры 5 и 6 че1 рез блок управления ключами 13 и блок аналоговых ключей 14 управляют срав- 20 нением этих напряжений в блоке 15, хранением результата и выдачей его на коррекцию усилителя 8.

Для этого в интервале времени и (см. фиг. 2) присутствует разрешающий потенциал на первом выходе блока управления ключами 13, благодаря которому сигнал — В sinus через блок аналоговых ключей 14 "записывается" в блоке выборки и хранения 15. В ин- Зо тервале времени t t разрешающий потенциал присутствует на втором выходе блока управления ключами 13, благодаря чему сигнал +А cosset через блок аналоговых ключей 14 поступает в блок выборки и хранения 15, где вычитается из сигнала (В). К моменту в блоке 15 формируется разность (А-В),. которая хранится здесь в течение периода t t и одновременно через блок аналоговых ключей 14 поступает на вход усилителя 8 для коррекции. Таким образом, изобретение позволяет охватить цепь формирования синусоидального напряжения отрица- 4> тельной обратной связью по разности амплитуд двух каналов, обеспечивая этим идентичность питающих напряжений.

Рассмотрим более подробно работу . вновь введенных блоков на уровне принципиальной схемы (фиг. 3).

131 4

В момент времени t триггер 16 блока 13 по S-входу напряжением, соответствующим логическому "0", устанавливается в состояние "1". Сигнал " 1" поступает на управляющий вход ключа

19 блока 14 и замыкает его, передавая на первый вход блока выборки и хранения 15 напряжение В sin . На интервале времени t t, происходит выборка измеряемого напряжения В sinwt в процессе которой конденсатор 21 блока

15 заряжается до значения (В). В момент t размыкается ключ 19, так как на К-вход триггера 16 поступает "0" с инверсного выхода триггера 5. Одновременно на управляющий вход ключа

20 блока 14 поступает с выхода триггера 17 блока 13 напряжение, соответствующее логической "1". Ключ 20 открывается и передает на второй вход блока выборки и хранения 15 напряжение А cosset с выхода фильтра 9. Так как в момент коммутации ключей t2 на конденсаторе 21 было отрицательное напряжение, равное по величине амплитуде сигнала (В) с выхода фильтра

10, то при подаче на второй вход блока 15 положительной полуволны сигнала А соарес происходит переэаряд конденсатора 21. В момент времени напряжение на конденсаторе 21 равно разности амплитуд сравниваемых напряжений (A-В) с соответствующим знаком.

Напряжение логического "0" с инверсного выхода триггера 6 по К-входу сбросит триггер 17 в состояние "0", размыкая ключ 20. В блоке 15 начинается процесс хранения результата сравнения.

Для того, чтобы обеспечить требуемое равенство А=В, результат сравнения через ключ 18 блока 14 подается на входной каскад усилителя 8 во время положительного импульса на прямом выходе триггера 6 (t t »a фиг. 2). Во входном каскаде усилителя 8 сигнал коррекции алгебраическн складывается с входным сигналом. Коэффициент усиления по цепи отрицательной обратной связи определяется отношением сопротивлений резисторов 22 и 24.

Применение предлагаемого устройства позволит существенно повысить точность управления.

1095131

1О951З1 фиг. д

Составитель Г. Нефедова

Техред Т.Дубиичак Корректор р. Билак

Редактор М. Бандура

Фп над ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 3595/28 Тираж 842 Подпис ное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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