Сравнивающее устройство для следящих систем

 

Изобретение может быть использовано 13 следящих системах для выделения сигнала рассогласования с безынерционньм подавлением пульсаций . Цель изобретения состоит в упрощении конструкции устройства. Устройство содержит фазовращатели с п-фазными выходами и п блоков перемножения с подключенным к их выходам сумматором. Входы блоков перемножения соединены с одноименными выходами фазовращателей . Фазовый сдвиг между выходными сигналами каждого фазовращателя равен /п рад, а количество фаз п равно двум или больше двух. 2 ил. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COL!HA ËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈÕ

РЕСПУБЛИК (19) (и) А1 (5))4 G 05 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4031402/24-24 (22) 26.02.86 (46) 07.08.87. Бюл, № 29 (75) А,К.Клименко (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 567199, кл. С 05 В 1/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1289242, кл. С 05 В 1/00, 1985. (54) СРАВНИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ (57) Изобретение может быть использовано в следящих системах для выделения сигнала рассогласования с безынерционным подавлением пульсаций

Цель изобретения состоит в упрощении конструкции устройства. Устройство содержит фазовращатели с и-фазными выходами и и блоков перемножения с подключенным к их выходам сумматором.

Входы блоков перемножения соединены с одноименными выходами фазовращателей. Фазовый сдвиг между выходными сигналами каждого фазовращателя равен

t?/п рад, а количество фаз п равно двум или больше двух. 2 ил. 1328791

m = i,2 .е и, где А 0 (2) m = 1,2,..., n

Изобретение относится к автоматике и может найти применение в системах автоматического управления производственными процессами.

Известны следящие системы, в состав сравнивающих устройств которых входят задающий и измерительный фазовращатели с подключенным к их выходам фазовым детектором. Выходной сигнал фазового детектора является одновременно и выходным сигналом сравнивающего устройства. В качестве фазовращателей используются, как правило, вращающиеся трансформаторы — сельсины и синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), Одной из областей применения указанных сравнивающих устройств являются автомати— зированные технологические комплексы,, в которых работа отдельных следящих систем синхронизируется с работой других следящих систем.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства за счет использования в качестве фазовращателей вращающихся трансформаторов с од-нофазным или двухфазным выходом, а также сокращения количества используемых перемножителей сигналов, На фиг. 1 изображена блок-схема сравнивающего устройства, на фиг.2 электрическая схема варианта сравнивающего устройства.

Сравнивающее устройство (фиг.1) содержит источник 1 питания, задаю° щий 2 и измерительный 3 фазовращатели, сумматор 4, перемножители 5 аналоговых сигналов и два входа 6 и 7, Выход 8 сумматора 4 является выходом сравнивающего устройства. Задающий 2 и измерительный 3 фазовращатели запитываются от источника 1 питания сигналами переменного тока синусоидальной формы, могут быть выполнены в виде сельсинов 9 и 10, связанных с фазорасщепителями 11 и 12„ Входы каждого перемножителя 5 сигналов соединены с одноименными выходами фа-овращателей 2 и 3, число которых и может быть произвольным, но конечным и превышающим единицу (1 «(и = N().

Выходы перемножителей сигналов подключены к выходам сумматора 4, выполненных на операционном усилителе 13.

Задающий фазовращатель 2 осуществляет преобразование поступающей по входу 8 сравниваемой величины ч,, в фазу выходных сигналов переменнсго тока, Для сигнала, снимаемого с m-го выхода фазовращателя 2, справедливо выражение! (m-1

= Asin(2«ft + р + -- вЂ,Д ) т 2 п — амплитуда выходных сигналов, рабочая частота источника питания, t — время, — фаза сигнала на первом вы2 ходе," п — количество фаз на выходе фазовращателя.

Аналогичным образом измерительный фазовращатель 3 осуществляет преобразование поступающей по входу 7 дру20 гой сравниваемой величины g в фазо5 вый сдвиг выходньг сигналов

E. 37 m-1

U = 8sin(27lft + Ч + — — -3 )

ГТ\ п

Э где  — амплитуда выходных сигналов, Ч . — фаза сигнала на первом вы3 ходе.

Назначением сравнивающего устройства (фиг. 1) является преобразование разности поступающих по входам 6 и 7 величин, определяемых выражением у= Г -Ч

2 3 (3) в сигнал постоянного тока на выходе

Зб 8 сумматора 4.

Устройство работает следующим образом, Выходной сигнал всего устройства является суммой выходных сигналов пе40 ремножителей 5 т =1

В свою очередь,, снимаемые с выходов перемножителей 5 сигналы равны произведениям сигналов (i) и (2), снимаемых с одноименных выходов фазовращателей 2 и 3

< (2) < b)

U = U U ; m=1,2. ..,п (5)

Выражение (4) для выходного сигнаВ0 ла с учетом выражений (1), (2), (3) и (5), а также тригонометрического соотношения

sinД. sin j5 = — сos(с — P) "5

2 1.

cos(d, + P )) может быть преобразовано к виду

Uybix C + з 13 где С вЂ” полезная составляющая выходного сигнала, определяемая выражением и

С = -АВ созе

Ф

D — - пульсирующая составляющая выходного сигнала, определяемая выражением

АВ

D = —" соз(4Я ft +9 + y +

2 2

rn-1

+2# ) и

При n > 2 составляющая Р тождественно равна нулю, что можно доказать, представив ее в виде суммы векторов.

Если n = 2, вектор D равен сумме двух векторов, равных по модулю, но обратных по знаку, следовательно, модуль суммарного вектора равен нулю.

При n ) 2 вектор D являет собой замкнутый правильный п-угольник, (т.е. имеющий и равных сторон и столько же равных углов), поэтому его модуль также равен нулю.

Отсюда следует; что и

U =-AB cost ых .

1 т.е, устройство осуществляет преобразование сравниваемых величин в постоянный ток с безынерционным подавлением пульсаций при любом конечном и, превышающем единицу.

Практическая реализация сравнивающего устройства наиболее проста при n = 2 (фиг, 2).

На фиг. 2 изображена электрическая схема варианта устройства, в котором фазовращатели 2 и 3 вь1полненьг в виде сельсинов 9 и 10 с подключенными к их выходам фазорасщепителями 11 и 12.

Источник 1 питания — трехфаэная элект. рическая сеть, а сумматор 4 выполнен на операционном усилителе 13.

Фазорасщепители 11 и 12 осуществляют преобразование выходного сигнала сельсина в два сигнала одинаковой амплитуды, сдвинутых между собой по

28791

Д фазе на — рад. Они выполнены по обще2 известной схеме в виде фаэосдвигаю5 щеи RC-цепочки, подключенной к обмотке трансформатора с отводом от сред3 ней точки. Фазовый сдвиг в рад. обеспечивается при следующих параметрах фазосдвигающей цепочки: ЮЕК*С вЂ” 1.

Наличие RC-цепочки в фазорасщепителях не оказывает существенного влияния на динамическуюо точность сравнивающего устройства. Постоянная времени RC-цепочки равна Т = R*C = 1/24!f и при рабочей частоте f = 50 Гц составляет 0,00328 с, т.е. исчисляется тысячными долями секунды. Инерцион2р ность приводных двигателей след щих систем с датчиками на сельсинах обычно измеряется десятыми долями или целыми секундами, в сравнении с чем инерционностью фазорасщепителей мож25 но пренебречь.

Формула изобретения

Сравнивающее устройство для следяЗ0 щих систем, содержащее задающий и измерительный фазовращатели с и-фазными выходами, подключенные к общему источнику питания, сумматор и и перемножителей сигналов, входы каждого из которых соединены с одноименными

35 выходами задающего и измерительного фазовращателей, а выходы подключены к входам сумматора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упро40 щения конструкции устройства, фазо вращатели содержат сельсин с Однофаэным выходом и,фазорасщепитель зходного сигнала на и выходных cHFналов с фазовым сдвигом между ними, 45 равными - (n i 2) рад, причем вход

4l и фазорасщепителя подключен к выходу сельсина.

1328791

Составитель П. Кудрявцев

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор О.Головач

Заказ 3488/50

Тираж 8б3 Подписное

ВНИИПИ Государс гвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,