Следящая система

 

О П И С А Н И Е »744432

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополиительмое к авт. свид-ву,— (22) Заявлено 20,03.78 . (21) 2591266/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (5! )М. Кл.

G 05 В ll/01

Гееударстееннмй комитет

СССР

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень Рй 24

40 делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 62 — 50 (088.8) Дата опубликования описания 30.06.80 (72) Авторы изобретения

Н. И. Андреева, В. И. Гунченков, В. А. Жамов и; В. Д. Иванов (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области управления ,и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники, например в системах синхронной связи переменного тока с ограниченным углом поворота исполнительного вала и нерегулярным обновлением информации об утловых положениях входного вала системы.

Известны следящие системы переменного тока с ограниченным углом поворота выходного вала, в которых прн входе входного вала в запретную зону исполнительный двигатель обесточивается и выходной вал останавливается на границе запретной зоны (1), В таких системах при независимом враще,нии входного вала и нерегулярном электрическом подключении к исполнительной системе командного датчика, механически сопряженного с входным валом, в момент принятия системой указания по углу исполнительный двигатель системы ведет выходной вал в заданное положение кратчайшим путем как через рабочую зону, так и через зону запрета, в зависимости от фазы разностного сигнала на входе усилителя.

В случае движения выходного вала в сторону запретной зоны при достижении им предельного положения срабатывает концевой выключатель, двигатель обесточивается, выходной вал системы останавливается на границе рабочей зоны, и система не может отработать заданного утла беэ вмешательства оператора, который известнымн средствами приводит систему в согласованное положение. L то

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой, является система, содержащая синусно-косинусньте вращающиеся трансформаторы — датчик и приемник, первый и второй.

15 усилители, первый детектор, сумматор, модулятор, двигатель, тахогенератор, корректирующее звено, редуктор, блок концевых выключателей . и выходной сннусно-косинусный вращающийся трансформатор — датчик угла поворота выходного вала системы. (2).

Однако известная система имеет низкое

° быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы.

74443

Поставленная цель достигается тем, что в систему введены второй и третий детекторы, два инвертора, два элемента И и третий усилитель, ко входам которого подключены выходы элементов И, первый и вторые входы которых подсоединены соответственно ко входу и выходу первого и второго инверторов, входы которых через второй и третий детекторы подключены соответственно ко входу приемника и вы, ходу датчика угла поворота выходного вала си- 1о стемы, а выход третьего усилителя соединен с третьим входом сумматора.

На чертеже представлена блок-схема системы, Система содержит входной вал 1, датчик 2, приемник 3, первый усилитель 4, первый детектор 5, сумматор 6, модулятор 7, второй усилитель 8, исполнительный двигатель 9, тахогенератор 10, корректирующее звено 11, редуктор

12, выходной вал 13 системы, блок 14 концевых выключателей, датчик 15 угла поворота выходного вала системы, второй и третий детекторы 16, 17, первый и второй инверторы 18, 19, первый 20 и второй 21 элементы И, третий усилитель 22.

В процессе синхронного слежения в рабочей зоне система работает обычно, то есть при вращении входного вала 1 против часовой стрелки раэностный сигнал на выходе приемника 3 находится в противофазе с опорным, с выхода детектора 5 снимается отрицательный сигнал и подается на первый вход Сумматора 6, на второй вход которого подается сигнал отрицательной обратной связи с выхода корректирующего звена 11. С выхода датчика на вход модулятора 7 также приходит уменьшенный на величину сигнала отрицательной обратной связи отрицательный сигнал, и исполнительный . двигатель 9 ведет вйходной вал 13 против часовой стрелки, а при вращении входного вала

1 по часовой стрелке разностный сигнал с вы- 4, хода приемника 3 совпадает по фазе с опорным, с выхода детектора 5 снимается положительный сигнал, с выхода сумматора 6 на вход модулятора 7 приходит положитедьный сигнал, и двигатель 9 ведет выходной вал 13 по часовой

45 стрелке. б

Если в момент принятия указания по углу, т.е. в момент электрического включения датчика 2 (или приемника 3), выходной вал 13 находится вблизи правой границы рабочей зоны (в третьей четверти окружности), входной вал

1 — вблизи левой . границы этой зоны (во второй четверти окружности), при этом запретная зона 2у расположена симметрично во второй и третий четвертях окружности (я + у), а на55 пряжение, снимаемое с синусного выхода датчика 2,совпадает по фазе с опорным, a íàïðÿ. жение, снимаемое с синусного выхода выход4 ного датчика 15, находится в противофазе с опорным, то с выхода детектора l6 снимается сигнал положительной полярности, так как синус угла в первой и второй четвертях положителен, а с выхода детектора 17 снимается отрицательный сигнал, так как синус угла в третьей и четвертой четвертях имеет отрицательное значение. Положительный сигнал с выхода детектора 16 подается на первый вход первого элемента 20 И и через ннвертор 18, уже отрицательной полярности, — на первый вход второго элемента 21 И. Отрицательный сигнал с выхода детектора 17 подается на второй вход элемента 21 И и через инвертор 19 уже положительной полярности — на второй вход первого элемента 20 И . Так как элементы 20, 21 И срабатывают только при совпадении положительных сигналов, то на неинвертнрующем входе усилителя 22 появляется отрицательный сигнал с выхода элемента 20 И, поскольку на первом и втором входах этого элемента присутствуют положительные сигналы. С выхода усилителя 22 отрицательный сигнал подается на третий вход сумматора 6 и, так как этот сигнал выбран большим на величину сигнала насыщения усилйтеля 8 (с учетом сигнала отрицательной обратной связи), чем максимально возможный сигнал с выхода детектора 5, то с выхода сумматора 6 на вход модулятора 7 гакже подается отрицательное напряжение, под действием которого двигатель 9 начинает вращаться с максимальной скоростью против часовой стрелки и ведет выходной вал 13 на кратчайшим путем через запретную зону, а через рабочую зону.

При достижении выходным валом 13 близкого к нулю положения сигнал с детектора 17 становится настолько малым, что элемент 20 И устанавливается в исходное состояние, в результате чего поступление отрицательного сигнала с выхода усилителя 22 на третий вход сумматора 6 прекращается. Однако в этом положении выходного вала 13 управляющий разностный сигнал с выхода приемника 3 уже находится в противофазе с опорным, так как величина оставшегося неотработанного угла меньше я по крайней мере на величину угла -7 псловннной зоны запрета, даже в случае, если входной вал установлен на границе рабочей зоны.

Таким образом, достигнув нулевого положения, система начинает управляться разностным сигналом с выхода приемника 3, который определяет поступление с выхода детектора 5 на первый вход сумматора 6 отрицательного напряжения, и двигатель 9 продолжает вести выходной вал 13 с прежней скоростью против часовой стрелки, т.е. в сторону согласованного с входным валом положения, После прохода выходным валом 13 нулевого положения и входа его в первую четверть

1 ч 7444 окружноли на «ыхоле цстектора 17 появляется сигнал положительной полярности, так как синус в первой четверти имеет положительное значенис, ни один из элементов 20,21 И не срабатывает из-за несовпадения положительных сигналов на их входах, и двигатель 9 Управляется сигналом рассогласования, снимаемым с выхода приемника 3, до полной отработки скомандован-. ного угла. Если система принимает указание по углу в тот момент, когда выходной вал 13 находится во второй четверги, а выходной вал 1 в третьей, то с выхода, детектора 16 снимается сигнал отрицательной полярности и через инвертор 18 (положительный) подается на первый вход второго элемента 21 И, с. выхода детектора 17 снимается положительный сигнал

15 . и подается на второй вход второго элемента 21 И Совпадение двух положительных сигналов на входах переводит элемент 21 И из исходного в рабочее состояние, в результате чего на инвертируюшем входе усилителя 22 появляго ется отрицательное напряжение. С выхода усилителя 22 положительное напряжение подается на третий вход сумматора 6 и под его воздействием двигатель 9 вращает выходной вал 13 по часовой стрелке, ведя его из второй через

25 первую и четвертую четверти в третью, т.е. система идет не кратчайшим путем через зону запрета, а через рабочую зону.

Если в момент принятия указания по углу входной и выходной валы находятся в одной

30 четверти окружности и с детекторов 16, 17 снимаются сигналы одинаковой полярности, так как фазы напряжений, снимаемых с синусных выходов датчиков 2, 15 совпадают и знаки синусов углов одинаковы, то на входах элементов

20, 21 И нет совпадения положительных сигна35 лов, элементы остаются в исходном состоянии, третий вход сумматора 6 обесточивается н двигатель 9 управляется разностным сигналом с приемника 3.

Таким образом, в предлагаемой .системе за .счет введения дОполнительных элементов в случае несовпадения фаз напряжений с синусных выходов входного и выходного датчиков срабатывает соответствующий элемент И, и испол- 45 нительный двига тель управляется сигналом, снимаемым с выхода введенного усилителя, а в случае совпадения фаз указанных напряже32 6 ний управлениедвигателем осуществляется сигналом рассогласования системы.

После отработки выходным валом 13 заданного угла датчик 2 может быть отключен и система, которая замкнута по скорости выходного вала с помощью тахогенсратора !О и кор/ ректирующего звена ll, переходит в режим запоминания принятого угла. Кроме того, предлагаемая система может управляться оператором с помощью не показанного на схеме датчика команд,,выход которого может быть включен в усилительно-приобразовательный тракт системы, а к датчику 15 подключается вход силового привода или регулируемый объект.

Применение предлагаемой системы исключает необходимость участия, оператора в режимах включения и приема указаний по углу.

Формула изобретения

Следящая система, содержащая последовательно соединенные датчик, приемник, йервый усилитель, первый детектор, сумматор, модулятор, второй усилитель, исполнительный двигатель, вал которого через тахогенератор и корректирующее звено соединен со вторым входом сумматора, и через редуктор с выходным валом системы, вторым входом приемника, датчиком угла поворота выходного вала системы и блоком концевых выключателей, выход которого соединен со вторым входом второго усилителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нее введены второй и третий детекторы, вда инвертора, два элемента И и третий усилитель, ко входам которого подключены выходы элементов If, пер- вые и вторые входы которых подсоединены соответственно ко входу и выходу первого и второго инверторов, входы которых через второй и третий детекторы подключены соответственно к входу приемника и выходу датчика угла поворота выходного вала системы, а выход третьего усилителя соединен с третьим входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР N 304э51, кл. G 05 В 11/14, 3.04.70.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

Н,2414310/18-24, кл. G 05 В 11 01, 1977.

744432

Составитель Г. Нефедова

Редактор Л. Веселовская Техред И. Нипц Корректор Н. Григорук,. Заказ 3786/9 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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