Следящая система
Союз Советских
Социалистических
Республик
О Н- -"И- С-"А--И И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
<>752224
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070778 (21) 2638771/18-24 (51)М. Кл.
G 05 В 11/12 с присоединением заявки ¹ осударственный комитет
СССР по делам изобретений и откр ытн и (23) Приоритет .
Опубликовано 3рр78р Бюллетень ¹ 28
Дата опубликования описания 300780 (53) УДК 62-50 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В. Д. Лебедев, Е. М. Питенина, В. М. Селиванов и С. Н. Шаров (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА
Йэобретение относится к области автоматики, в частности к следящим системам, и может быть использовано в маломощных устройствах автоматики с асинхронным двухфазным двигателем в качестве исполнительного элемента, с повышенными требованиями к точности, величине перерегулирования и помехоустойчивости. f0
Известна следящая система, содержащая измерительный блок, реверсивный блок управления, соединенный с первой обмоткой управления двигателя, и нереверсивный блок управления, соединенный со второй обмоткой управления (1) .
Однако такая система не может быть использована в указанных устройствах, ввиду отсутствия специальных . средств коррекции, т. е. вследствие невысокой точности.
Наиболее близка к предлагаемой по технической сущности следящая система, содержащая последовательно сое- 25 диненные датчик, измеритель рассогласования, модулятор и предварительный усилитель, последовательно соединеннЫе импульсный усилитель и первый усилитель мощности, выход которого соеди . нен с одной обмоткой управления двигателя, вторая обмотка. управления которого соединена с выходом второго усилителя мощности, а вал через редуктор — co входом датчика обратной связи, выход которого подключен к соответствующему входу измерителя рассогласования, выход которого соединен со входом корректирующего блока, и делитель частоты, первый выход которого связан с соответствующим входом модулятора, а вход — с выходом генератора импульсов (2).
Управление двигателем в известной следящей системе осуществляется путем одновременного изменения на одинаковую величину напряжений, поступающих на обе обмотки двигателя. С одной стороны, это позволяет повысить КПД следящей системи по сравнению с системой, где управление двигателем осуществляется по одной обмотке, но, с другой стороны, приводит к увеличеннк статической ошибки, так как моментнаи характеристика двигателя становится нелинейной. Сдвиг фаз между напряжениями на обмотках управления И воз— буждения обеспечивается генератором опорных напряжений, преобразующих
752224 частоту напряжения первичного источника питания.Для коррекции динамических свойств известной следящей системы используется линейное корректирующее звено, что заметно снижает помехоустойчивость системы и существенно ограничивает качественные показатели сис5 темы в части переходного процесса и динамической ошибки.
Перечисленные недостатки затрудняют создание следящих систем с высокими технико-эксплуатационными показателями, а в ряде случаев исключают возможность использования известной следящей системы в современных системах автоматики.
Цель изобретения — улучшение 15 качества переходного процесса и повышение помехоустойчивости системы. . Укаэанная цель достигается тем, что система содержит блок выделения модуля и блок выделения знака, выход 20 которого связан со входом импульсного усилителя, первый вход — с выходом корректирующего блока, второй вход - со вторым выходом делителя частоты, первый вход которого под- р5 ключен к первому входу блока выделения модуля, второй вход которого связан с выходом предварительного усилителя, а выход — со входом второго усилителя мощности.
В таком устройстве на основе управления двигателем по двум обмоткам осуществлена реализация псевдолинейного корректирующего устройства.
На чертеже изображена функциональная схема следящей системы.
Схема содержит измерительный блок
1, включающий в себя задатчик 2 прямого канала и датчик 3 обратной связи, подключенные к нему первое усилительно-преобразовательное устройст-. 4Q во (УПУ) 4, содержащее модулятор 5, предварительный усилитель б, блок
7 выделения модуля и усилитель 8 мощности, первую обмотку 9 управления двигателя 10, механически связанного через редуктор 11 с датчиком 3 обратйой связи. Функциональная схема содержит также второе УПУ 12, содержащее корректирующий блок. 13, реализующий функцию W 1+Т+р! i + Г р, блок 14 выделения знака, импульсный усилитель 15 и усилитель 16 мощности, вторую обмотку 17 управления двигателя 10, и генератор 18 опорных напряжений) содержащий генератор 19 импульсов и делитель 20 частоты, первый выход которого соединен с управляющим входом модулятора 5.
Следящая система работает следующим образом.
Генератор 19 импульсов вырабатыва- ц ет напряжение LI частоты f, которое поступает,на делитель 20 частоты.
С выхода делителя 20 частоты поступают два напряжения 01 и LI прямоугольной формы частоты fz, сдвинутые друг 5 относительно друга на 900 . Напряжение U< поступает в схему блока 7 выделения модуля и на управляющий вход модулятора 5 УПУ 4, напряжение U2 — в схему блока 14 выделения знака УПУ 12.
Сигнал ошибки LI „, вырабатываемый измерительным блоком 1, преобразуется модулятором 5 в напряжение переменного тока частоты f, величина которой выбирается в зависимости от конкретных условий. С выхода модулятора 5 напряжение поступает на вход предварительного усилителя б и через блок
7 выделения модуля — на вход усилителя 8 мощности, нагрузкой которого служат обмотки 9 управления двигателя 10. Таким образом, напряжение 00
ОУ1 на обмотках 9 двигателя изменяется пропорционально модулю сигнала ошибки и не зависит от ее знака, т.,е ° LI g1=A x/
Одновременно сигнал ошибки через корректирующий блок 13 поступает в .блок 14 выделения знака, после чего напряжение определенной амплитуды, фаза которого сдвинута на 900 по отношению к напряжению Uo
Оу, усиливается импульсным усилителем 15 и усилителем 16 мощности. Нагрузкой .последнего является вторая обмотка
17 управления двигателя 10. Фаза напряжения LI<,у на обмотке 17 двигателя определяется знаком сигнала корректирующего блока, а величина напряжения постоянна.
Вращающий момент М„„ двигателя 10 пропорционален произведению напряжений на его обмотках дэ Lag 0у lU (s Таким образом осуществляется управление по двум обмоткам, при этом реализуется функция линейного динамического корректирующего устройства вида у -" x.g) 51Я0 х, а роль множитель ного устройства выполняет исполнительный двигатель. Высокая точность такой следящей системы достигается за счет большого коэффициента усиления по ошибке, а .величина перерегулирования определяется параметрами корректирующего блока и может быть сведена к нулю. Проведены испытания макета следящей системы, работающей от напряжения 27В постоянного тока, f,500Гц. Делитель частоты и в значительной степени усилительно-преобразовательные устройства выполнены на микросхемах, в качестве датчика обратной связи использован магниторезистивный датчик. В предлагаемой следящей системе при величине динамнческой ошибки 0,1 получен переходный процесс без перерегулирования с длительностью 50 мс. Такая следящая система может быть использована в маломощных системах автоматического управления с асинхронным двухфазным двигателем в качестве ,исполнительного элемента, с повышен752224 Составитель Г.Нефедова Редактор Л.Веселовская Техред М.Петко Ко ектор С.Иекмар рр Заказ 4740/4 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 ными требованиями к точности, величине перерегулирования и помехоустойчивости. Формула изобретения Следящая система, содержащая пос- 5 ледовательно соединенные задатчик, измеритель рассогласования, модулятор и предварительный усилитель, щэследовательно соединенные импульсный усилитель и первый усилитель мощности, выход которого соединен с одной обмоткой управления двигателя, вторая обмотка управления которого соединена с выходом второго усилителя мощности, а ват„,через редуктор — со входом датчика обратной связи, выход которого подключен к соответствующему входу измерителя рассогласования, выход которого соединен со входом, корректирующего блока, и делитель частоты, первый выход которого связан с соответствующим входом модулятора, а вход — с выходом генератора иМпульсов, отличающаяся тем,что,с целью улучшения качества переходного процесса и повышения помехоустойчивости системы, она содержит блок выделения модуля и блок выделения знака, выход которого связан со входом импульсного усилителя, первый вход— с выходом корректирующего блока,,второй вход — co вторым выходом делителя частоты, первый вход которого подключен к первому входу блока выделения модуля, второй вход которсго связан с выходом предварительного усилителя, а выход — со входом второго усилителя мощности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 331366, кл. G 05 В 7/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР Р 470784, кл. G 05 В 11/12, 1975 (прототип) .
