Устройство для исследования и настройки цифровых следящих систем

 

УСТРОЙСТВО ДПЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И НАСТРОЙКИ ЦИФРОВЬ05: СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ, содержащее последовательно соединен-, ные задающее устройство, первый сумматор , преобразователь код - напряжение и привод, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора , отличающееся тем. что, с целью расширения функциональ-Гных возможностей устройства, введены второй и третий сумматоры, шесть масштабирующих устройств, второй и третий преобразователи код - напряжение, вькоды которых соединены с входами привода, а входы --соответственно с выходами второго и третьего сумматоров , первые входы которых соединены соответственно через первое и второе масштабирующие устройства с вторым выходом задающего устройства, вторые входы соответственно через третий и четвертый масштабирующие устройства соединены с первым выходом задаюS щего устройства и первым входом первого сумматора, третьи входы соответственно через пятое и шестое масштабирующие устройства соединены с третьим выходом задающего устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О ВС Ь

РЕСПУБЛИН ае 09

gag G 0$ В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPbfhO.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н СВТОРСНОНУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3409596/18-24 (22) 23.03.82 (46) 07.06.84. Бюл. М 21 (72) Б.В. Новоселов, В.И. Платанный, В.М. Архипов и Н.А. Докичев (53) 62-50(088.8) (56) 1. Пульт для регулировки и проверки цифровых следящих систем. Информационный листок, В 74-1128, ИЛ-13-03. 74-1128/Е1241. ВНИИ (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

И НАСТРОЙКИ ЦИФРОВЫХ СЛЕДЯЩИХ.СИСТЕМ, содержащее последовательно соединен-, ные задающее устройство, первый сумMcLTop преобразователь код — напряжение и привод, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональ-:. ных возможностей устройства, введены второй и третий сумматоры, шесть мас-. штабирующих устройств, второй и третий преобразователи код - напряжение,, выходы которых соединены с входами привода, а входы --соответственно с выходами второго и третьего сумматоров, первые входы которых соединены соответственно через первое и второе масштабирующие устройства с вторым выходом задающего устройства, вторые входы соответственно через третий и четвертый масштабирующие устройства соединены с первым выходом задающего устройства и первым входом пер- I вого сумматора, третьи входы соответственно через пятое и шестое масштабирующие устройства соединены с третьим выходом задающего устройства.

1096610

Изобретение относится к цифровым системам регулирования и настройки цифровых следящих систем.

Известно устройство для регулировки и проверки цифровых следящих 5 систем, содержащие задающее устройство, включающее в себя электромеханический синусный механизм, цифро. вой датчик угла и блок формирования сигнала постоянной скорости, сумма- 10 .,тор, преобразователь код — напряжение и привод, в состав которого входит преобразователь вал — код $1) .

Недостатками указанного устройства является неудобство в эксплуатации из-за использования электромеханических устройств и высокая стоимость за счет применения дорогостоящих многоразрядных датчиков угла, необходимых при проверке высокоточных систем. Кроме того, с помощью такого устройства нельзя осуществить проверку и настройку цифровых следящих систем комбинированного регулирования, так как отсутствует возможность выработки компенсирующих сигналов в цифровой форме.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устрой, ства. 30

Цель достигается тем, что в устрой- ство, содержащее последовательно соединенные задающее устройство, первый сумматор, преобразователь код— напряжение и привод, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, введено второй и третий сумматоры, шесть масштабирующих устройств, второй и третий преобразователи код— напряжение, .выходы которых соединены с входами привода, а входы — соответственно с выходами второго и третьего сумматоров, первые входы которых соединены соответственно через первое и второе масштабирующие устройства с вторым выходом задающего устройства, вторые входы соответственно через третий и четвертый масштабирующие устройства соединены с первым выходом задающего устройства и первым входом первого сумматора, третьи входы соответственно через пятое и шестое масштабирующие устройства соединены с третьим выходом задающего устройства.

5S

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для проверки и настройки цифровых следящих систем содержит,.последовательно соединенные задающее устройство 1, сумматор 2, преобраэователь 3 кода в напряжение, привод 4, выход которого соединен с вторым входом сумматора 2, а второй и третий входы соединены соответственно с выходами второго 5 и третьего 6 преобразователей код — напряжение, входы которых соединены соответственно с выходами нторогG 7 и третьего. 8 сумматоров, первые входы которых соединены соответственно через первое 9 и второе 10 масштабирующие устройства с вторым выходом задающего устройства 1, вторые входы соотввтственно через третье 11 и четвертое 12 машстабирующие устройства соединены с первым выходом задающего устройства 1 и входом первого сумматора 2, третьи входы соответственно через пятое 13 и шестое 14 масштабирующие устройства соединены с третретьим выходом задающего устройства 1.

Устройство работает следующим образом.

Задающее устройство 1 вырабатывает в цифровом виде гармонические сигналы, изменяющиеся по синусоидальному и косинусоидальному законам.

1Для цифровых систем, работающих по отклонению, используется гармонический сигнал, изменяющийся по синусоилальному закону, который подается на вход сумматора 2, где он сравнивается с сигналом обратнои связи привода 4. Сигнал рассогласования, получающийся в сумматоре 2, через преобразователь 3 кода в напряжение подается на управление приводом 4.

При проверке и настройке цифровых систем комбинированного регулирования в устройстве имитируется вычисление сигналов, пропорциональных

1-й и 2-й производным от задающего воздействия, причем сигналы могут вырабатываться с любым наперед заданным уровнем погрешностей, соответствующих каким-то алгоритмом вычисления производных.

Первую производную задающего воздействия можно имитировать суммой синусоидального и косинусоидального сигналов с определенными амплитудами.

Идеальная производная синусоидального сигнала А Sinut равна А(1Соэц .При вычислении производной в цифровой о вычислительной машине появляется методическая погрешность, обусловлен3 1096610 4 ная дискретным характером представ- изменением коэффициентов масштабируюления информации. Эта погрешность щих устройств 9, 11 и 13 можно имитипроявляется в виде дополнительного ровать вычисление производной с люфазового сдвига вычисляемого сигнала бым алгоритмом. первой произвоДной относительно иде- 5 Компенсирующий сигнал, пропорциоального, т.е. реальный сигнал имеет нальный второй производной от задаю— вид Лу Cos. (ис-q) или А,ИБЫ (((at-(p)+ щего воздействия, получается анало+ - 1, где А =Ай. Последнее выраже I гичным образом с помощью масштабиние можно представить в виде рующих устройств 10, 12 и 14, суммаА18дп((а + -Я)= à Sinldt + Ь СояК, (1)10 тора 8 и преобразователя 5 кода в на пряжение. Коэффициенты масштабирующих е устройств 10 и 12 выбираются в соответствии с формулами

Sin (at+ и — )=с SinN + d Cosset;

А2 c2 + Д2; tg(» y) ° л Й

Ж гд

А = -)аи + Ь» . (2)

Ь

tg(— — q) =— (3)

2 а

l5

Таким образом, компенсирующий сигнал с заданной методической ошибкой, пропорциональный первой производной от задающего воздействия, получается сложением на сумматоре 7 синусоидаль-. щ ного и косинусоидального сигналов, вырабатываемых в задающем устройстве

1 и умноженных соответственно в масштабирующих устройствах 11 и 9 на коэффициенты, определяемые формулами (1) — (3) .

Известно, что по цифровым системам погрешность из-за квантования по уровню при вычислении производных можно представить "белым шумом". В предлагаемом устройстве имитация этой погрешности получается за счет того, что с задающего устройства 1 используются младшие разряды кода синусоидального или косинусоидального

35 сигналов и в масштабирующем устройстве 13 производится умножение на соответствующий коэффициент, определяющий

< ! максимальную амплитуду погрешности из-за квантования по уровню. Следует 40 отметить, что нумерация разрядов на входе масштабирующего устройства 13 может быть абсолютно произвольной, т.е. младший разряд кода задающего устройства 1 может быть старшим разрядом масштабирующего устройства 13.

Сформированный таким образом код шума поступает затем на сумматор 7, на выходе которого получается код, пропорциональный первой производной от задающего воздействия, аналогичный 5б коду, вычисленному в цифровой вычислительной машине, т.е. сигнал производной, в котором присутствует как методическая ошибка, так и ошибки изза квантования по уровню. Затем код компенсирующего сигнала через преобразователь 5 код — напряжение подается в привод 4. Следует отметить, что о где A,Sin((at+a- ) -АьР Sin(at — вторая производная от задающего воздействия;

А, =А@ †максимальн амплитуда второй производной.

Таким образом, введение в устройство перечисленных элементов позволяет обеспечить выработку компенсирующих сигналов по задающему воздействию, а следовательно, проводить проверку и настройку цифровых систем комбинированного регулирования без цифровой вычислительной машыны, что позволяет значительно удешевить процесс проверки и настройки цифровых систем регулирования.

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет более точно и полно имитировать алгоритмы управления системы, которые должны быть реализованы s ЦВИ и, следовательно, уже на стенде, а не на объекте выявить все особенности, связанные с формированием управляющих алгоритмов в цифровом виде.

Применение изобретения позволяет значительно сократить время настройки и отладки цифровых следящих систем и,в целом, удешевить разработку последних.

Технические преимущества изобретения по сравнению с известным уст ройством, . даклвч готся в том, что оно значительно дешевле и удобнее в эксплу» атации. Кроме того, с помощью нредлагаемого устройства можно имитировать любой алгоритм выработки управляющих сигналов ля цифровой системы и, следовательно, значительно более качественно проводить отработку указанных систем без применения управляющий ЭВМ.

1096610

Составитель А. Лащев

Техред М.Тепер

Корректор.M. mapomH

Редактор Н. Джуган

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проеитная, 4

Заказ 3824/35 .Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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