Следящая система

 

О П И С А Н И Е «1 744433

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 22.03.78 (2! ) 2593040/18-24 с присоединением заявки М (53)M. Кл.

G 05 В llfOl

Юооударстввиивй комитет

СССР (23) Приоритет (5З) УД 62 — 50 (088.8) во аваам ивабретеиий к открытий

Опубликовано 30.0б.80. Бюллетень Ле 24

Дата опубликования описания 30.0б.80

Н, И. Андреева, В. И. Гунченков, В. А. Жамов и В. Д. Иванов (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Ф

Изобретение относится к системам автоматического регулирования, осуществляющим замедление при приближении к границе перемещения, и может быть использована в устройствах автоматики для отработки с максимальной скоростью и минимальным временем переходного процесса скачкообразных рассогласованнй, например в устройствах изменения увеличения оптических систем, в приводах наведения оптических, телевизионных и других устройств, в механизмах протяжки, считывания, печати итд.

Известны следящие системы, в которых для улучшения динамических свойств используется, наряду с исполнительным двигателем (блоком муфт), дополнительная тормозная муфта, предназначенная для гашения запасенной кинетической энергии механизма и исполнительного двигателя в момент отсутствия управляющего напряжения на входе усилителя системы (13.

Однако эти системы достаточно громоздки и аппаратурно сложны из-за наличия самих тормозных муфт и дополнительных усилителей для их управления. Кроме того, дополнительное по2 требление энергии тормозными муфтами делает эти системы неэкономичными.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является. следящая система, содержащая последовательно соединенные усили5 тель, двигатель, тахогенератор, делитель напряжения и первый сумматор, а также пороговый блок и ключ, ситнальный вход которого соединен с выходом тахогенератора (23. !

В этой системе в процессе отработки заданного рассогласования в момент равенства напряжений сигнала рассогласования (первый вход усилителя) и сигнала скоростной обработки свя зи, снимающегося с тахогенератора и подающекося через делитель напряжения на второй вход усилителя, двигатель системы обесточен и салема продолжает движение по инерции. Однако в следующий момент, так как система все же продолжает двигаться к точке обработки, сигнал рассогласования становится уже меньше сигнала отрицательной обратной связи, и с выхода усилителя на двигатель начинает поступать управляющее напряжение противоположной полярнопя (фазы), величина которого прямо пропорци44433 щий

5 второй сумматор 8.

25

55

3 7 ональна разности сигналов рассогласования и отрицательной обратной связи, Пропорционально выходному сигналу усилителя исполнительный двигатель развивает момент, препятствую дальнейшему движению системы йо инерции.

В момент достижения системой согласованного положения, т.е. прн нулевом сйгнале рассоглаЖвания, на вход усилителя через делитель напряжения приходит только сигнал отрицательной. обратной связи, двигатель развивает тормозящий момент, система тормозится, и величина сигнала отрицательной обратной связи уменьшается. После прохождения системой согласованного поло женил, сйгнал рассогласования меняет знак (фазу), в результате чего на первом и втором входах усилителя действуют сигналы одинаковой полярности (фазы), один из которых— сигнал рассогласования — увеличивается по мере движения системы по ийерции, а другой— сигнал отрицательной обратной связи — убывает по мере убывания скорости системы. При достижении системой определенной минимальной скорости с выхода тахогенератора снимается напряжение, абсолютная величина которого становится меньше установпенного уровня срабатывания порогового блока, в результате чего пороговый блок срабатывает и переводит в рабочее состоянне генератор импульсов. Импульсное напряжение c ãårråðàòoð» открыВ»ет клточ, и сигнал-непосредственно с выхода т»хогенератора через ключ, блок памяти и маспттабный блок, подается на третий вход eyanerp er o

yerrmrrerrrr. Двигатель осйнавлив»ется, сйстема под действием сигнала, образовавшегдси rr результате перехода з» границу з»данного пере- мещейия, реверсируется и на малой скоростй подходит к точке отработки (границе йереме-. щения) с противоположной первоначальному движейию стороны, после чего двигатель останавливается.

Недостатком известной системы является то, чт э она замыкается цо скорости только вблизи максимума первого перерегулирования, что приводит к дополнительному пробегу механизма (появление рассогласования с противоположной стороны границы перемещения) и потере времени на его ликвидацию.

Цель йэобретения — повышение быстродействия системы, т.е. выход на рабочий режим и остановка системы в точке отработки должны происходить за минимальное время и без выбега механизма.

Для достижения этой цели в следящую систему дополнительно введен второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора и входом порогового бло: ка, а второй вход соединен с выходом ключа, выход второго сумматора соединен с входом усилителя, вход порогового блока соединен с выходом первого сумматора, а выход -- с управляющим входом ключа.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой следящей системы.

Система содержит усилитель 1, двигатель 2, тахогенератор 3, делитель 4 напряжения, первый сумматор 5, пороговый блок 6, ключ 7,;

Система работает следующим образом.

В согласованном состоянии ключ 7 открыл, сигнал с выхода тахогенератора 3 через ключ 7 и второй сумматор 8 подается на вход усилителя 1 (система замкнута по скорости), двигатель 2 обесточен и система неподвижна.

Прн подаче на первый вход первого сумматора 5 сигнала рассогласования с выхода этого сумматора снимается напряжение, величина которого превышает уровень срабатывания порогового блока 6. В результате срабатывания порогового блока 6 ключ 7 закрывается, и цепь— выход тахогенератора 3 — второй вход второго сумматора 8 прерывается. Одновременно с этим сигнал с выхода первого сумматора 5 через второй сумматор 8 поступает rr» вход усилителя 1, в результате чего на делитель 2 подается управляющее напряжение соответствувицей полярности (фазы), под действием которого двигатель 2 приходит во вращение и ведет систему в направлении уменьшения сигнала рассогласования. С выхода тахогенератора 3 через делитель напряжения 4 на второй вход первого сумматора 5 подается часть напряжения скоростной отрицательной обратной связи, величина которого значительно меньше сигнала рассогласования, в результате чего на вход усилителя 1 через второй сумматор 8 подается уменьшенное на величину сигнала обратной связи напряжение рассогласования, и двигатель 2 ведет систему к согласованному положению с максимальной скоростью.

По мере обработки системой заданного рассогласования величина сигнала на первом входе первого сумматора 5 уменьшается, а величина сигнала обратной связи остается постоянной, так как скорость двигателя максимальна, до того момента, когда сигнал рассогласования становится равным по величине сигналу обратной связи. В этот момент с выхода первого

s0 сумматора 5 снимается нулевое напряжение, пороговый блок 6 выключается, ключ 7 открывается, и на второй вход второго сумматора 8 подается выходное напряжение тахогенератора

3 (система замыкается по скорости). На вход усилителя 1 с выхода сумматора 8 подается напряжение, величина и полярность которого определяются напряжением скоростной отрицательной обратной связи. Двигатель 2 оказываетСоставитель Г. Нефедова

Редактор Л. Веселовская Техред P. Олиян Корректор Г. Назарова

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

5 74443 ся противовключенным н развивает. максимальный момент, препятствующий дальнейшему движению механизма. Кинетическая энергия механизма и двигателя гасится протнвовключенным двигателем, напряжение с тахогенератора 3 умень- 1 шается, сигнал рассогласования также уменьшается, поскольку система еще продолжает двигаться в сторону согласования с уменьшающейся скоростью и плавно подходит к точке отработки.

Таким. образом протнвовключение двигателя осуществляется не в то время, когда скорость двигателя близка к нулю, как в известной си-. стеме, а значительно раньше, еще до подхода системы к согласованному положению в. момент равенства сигналов рассогласования и отрнца- 15 тельной обратной связи, в результате чего исполнительный двигатель в процессе отработки всегда находится под воздействием управляющего напряжения, чем и достигается более эффективное торможение системы. При этом время; щ переходного процесса сокращается на 30 — 40, по сравнению с известной системой.

Путем оптимального выбора коэффициентов передачи делителя напряжения, роль которого может выполнять корректирующий контур н 25 ключа, а также уровня срабатывания порогового блока, в качестве которого могут быть использованы либо нуль-орган, либо пороговое реле, можно достичь плавной остановки механизма в заданном положении при отработке . 3О

3 6 системой рассогласования с максимальной скоростью, что имеет большое значение в механизмах дисмщионной смены увеличения оптических и телевизионных систем, в системах приема и оперативного хранения указаний по углу, в механизмах протяжки, считывания и печати.

Формула изобретения

Следящая система, содержащая пороговый блок и ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу тахогенератора, и последовательно соединенные усилитель, двигамль, тахогенератор, делитель напряжения и первый сум- . матор, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстр<действия, в него введен второй сумматор, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходом первого сумматора и выходом ключа, а выход соединен с входом усилителя, вход порогового блока соединен с : выходом ервого сумматора, а выход .— с управляющим входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хлыпало Е. И. Нелинейные системы автоматического регулирования. М., "Энергия", 1967, с. 380.

2. Авторское свидетельство СССР У 566234, кл. G 06 В 6/02, 1975 (прототип)..