Нелинейное изодромное корректирующее устройство

 

ФАтеи (Pg те фд,, е,(. йв.

ОПИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„„767699

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЫ .ТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140878 (21) 2662694/18-24 (51)M. Кп.З с присоединением заявки ¹

G 05 В 5/01

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет (53) УДК 62-50 (088. 8) Опубликовано 30,0980. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 3009.80 (72) Автор изобретения

A.Ñ.Ñóëÿåâ

Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНОЕ ИЗОДРОИНОЕ КОРРЕКТИРу(0ЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к элементам систем автоматического управления (САУ), а именно к корректирую- ). щим устройствам, применяемым для повышения их точности, и может быть использовано также для увеличения устойчивости корректируемых систем.

Известно изодромное устройство, содержащее интегратор, вход .которого соединен со входом устройства, и сумматор, первый вход которого подключен ко входу устройства, на второй вход подключен выход интегратора, а выход сумматора является вы ходом устройства (1). 15

Однако эти линейные устройства об ладают отрицательными фазочастотными характеристиками и потому ухудшают динамические показатели систем, в которых установлены. 20

Наиболее близким техническим решением к изобретению является изодромное нелинейное корректирующее устройство содержащее последовательно соединенные первый блок определе- 2S ния модуля, первый сумматор и первый блок умножения, вход первого блока определения модуля через последовательно соединенные интегратор, второй блок определения модуля и второй 1 блок умножения соединен со вторым входом первого сумматора, через последовательно соединенные фаэоопережающее звено и первое реле— со вторым входом первого блока умножения, через последовательно соединенные апериодическое звейо, второй сумматор, второе реле, йервый элемент

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и элемент И вЂ” co вто» дым входом второго блока умножения, а выход интегратора связан со вторым входом второго сумматора (21.

Основной недостаток данного устройства в том, что оно обладает плохими фазочастотными характеристиками, т.е. характеристики лежат в ототрицательной области (иэ-за отрицательного фазового сдвига на угол выходной координаты интегратора),что уменьшает точность его коррекции.

Цель изобретения — устранение отмеченного недостатка, т.е. получение у устройства фазовых характеристик, лежащих в положительной области, что увеличивает точность коррекции.

Цель изобретения достигается тем, что нелинейное иэодромное корректирующее устройство содержит последовательно соединенные третье реле, второй элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход

767699 которого соединей со вторым входом элемента И, второй вход — с выходом первого реле, а первый вход второго сумматора — co входом третьего реле.

Схема устройства изображена на фиг.1, а на фиг.2, фиг.3 приведены временные диаграммы сигналов в устройстве при отсутствии (фиг.2) и наличия возмущающих воздействий (фиг.3) в корректируемой системе.

Нелинейное изодромное корректирующее устройство состоит из трех кана- 10 лов: амплитудного, фазового и канала нелинейной фазоопережающей деформации выходного напряжения интеграто ра. К входу устройства подключены следующие последовательные соединения блбков: первый блок 1 определения модуля, первый сумматор 2 и первый блок 3 умножения, интегратор 4, второй блок 5 определения модуля и второй блок 6 умножения, аперйодическое звено 7, второй сумматор 8, второе реле 9, выход которого под ключен к одному входу первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 10, выход которого соединен со вторым входом второго блока 6 умножения, выход которого подключен ко второму входу сумматора 2; фазоопережающее звено 11, первое реле 12, выход которого подключен ко вторым входам первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 10 и первого бло-. ЗО ка 3 умножения. Выход интегратора 4 соединен с вычитающим входом второго сумматора, а выходом устройства явля,ется выход первого блока 3 умножения

3. К выходу апериодического звена 7 З подключены последов ательно соединенные третье реле 13, второй элемент

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 и элемент И 15, выход которого соединен с вторым входом второго блока 6 умножения. На второй вход второго элемента 14 подключен выход первого реле 12.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на его вход гармонического сигнала х без средней составляю- 45 щей хп выходн ая координ ата U< фазоопережающего звена 11 опережает х на угол Ч„, выходные координ аты интегратора 4 и апериодического звена 7 отстают от х на углы Г/2иЧ соответ- 50

? с твенно.

Напряжение на выходе нторого сумматора U> симметрично относительно оси и сдвинуто относительно х на положительный угол Vg (фиг.2) . Выход- 5 ная координата интегратора Ug также поступает на вход второго блока 5 определейия модуля, "с выхода которого

/V„/ поступает через второй блок 6 умножения, выполняющий функции ключевого элемента, на второй вход первого. сумматора 2, на первый вход кбторого поступает /х/ с выхода первого блока 1 определения модуля. Выходные коордййаты второго сумматора 8 и фазоопережающего звена 11 через реле 9, 12 поступают на первый элемент 10, вырабатывающий сигнал S в те промежутки времени, когда не совпадают

5 знаки U u U Сигнал S и S первого реле 12 и третьего реле 13, подключенного к выходу апериодического звена 7, поступают на второй элемент

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14, который вырабатывает выходной сигнал $4 в промежутки времени, когда полярности его входних сигналов различны. Сигнал S вы4 раба тын аетс я в. нечетные четверти колебаний х и поступают на первый

Ы только в нечетные четверти колебаний х, исключая включени сигнала интегратора в сумматор 2 в конце полупериода х импульсами S5 (фиг. 3) .

В системе устанавливается такой автоколебательный режим работы, когда продолжительность подключения выходного сигнала интегратора 4 в амплитудный канал (в сумматор 2) уравновешивает действие возмущения. Средняя составляющая ошибка хо становится равной 0 (фиг.2) °

Таким образом, применение нелинейного изодромного устройства не только обеспечивает устойчивость свободных движений корректируемой системы и

Улучшает динамическое показатели ее пеРеходных процессов, но и повышает вход элемента И 15, на второй вход которого поступает сигнал н5 с выхода первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ

10 ° Выходной сигнал S6 элемента И 15 вырабатывается лишь тогда, когда совпадают его входные сигналы Б4, S5, и поступает на второй вход второго блока 6 умножения, управляя включением

/UH/ в первый сумматор 2, а си гнал

S âûõîäà первого реле поступает на второй вход первого блока умножения

3, на первый вход которого подключен сигнал с выхода сумматора 2.

Итак, при отсутствии возмущений в корректируемой системе, т.е. при х =О, сигнал S вырабатывается в первйе четверти колебаний х, /U„/ подключается в амплитудный канал в промежутки существования S и несмотря на отрицательный фазовый сдвиг U относительно х оказывает фазоопережающее действие на выходную координату у устройства, Поэтому несмотря на то, что в корректирующем устройстве установлен интегратор„ обеспечивающий точность работы корректируемой системы в режимах вынужденных движений, предлагаемое техническое решение одновременно улучшает динамические показатели переходного процесса, улучшает устойчивость корректируемой системы.. Поскольку сигнал S> формируется в данном случае в нечетные четверти колебаний х, то наличие второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ никак не сказынается на работе корректирующего устройства.

767699

В случае воздействия на систему вбзмущений в составе х появляется х, которая накапливается на интеграторе 4, что приводит к смещению вниз относительно оси Ч сигнала U> (фиг.З).

При этом происходит также изменение длительностей сигнала S так,,что выходное напряжение .S6 йервого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 10 вырабатывается только в положительный полупериод х, и .таким образом, в выходной координате устройства у появляется средняя составляющая, компенсирующая через исполнительный элемент систеьк ошибку, вызванную возмущением. Нали. чие цепи, состоящей из блоков 13, 14, 15, приводит к формированию стробирующего сигнала S4, который разрешает формирование коммутирующего сигнала частоту и снижает амплитуду автоколебаний в режимах воздействия возмущений вйда линейно-изменяющийся вход ной си гн ал и момент н агрузки н а выходной оси системы. Такое улучшение параметров установившихся режимов достигается эа счет положительной фазочастотной характеристики устройства.

Формула изобретения

Нелинейное изодромное корректирующее устройство, содержащее последо..вательно соединенные первый блок onределения модуля, первый сумматор и первый блок умножения, вход первого блока определения модуля через последовательно соединенные интегратор, второй блок оПределения модуля и второй блок умножения соединен со вторым входом первого сумматора, через последовательно соединенные фазоопережающее звено и первое реле — со вторым входом первого блока умножения, через последовательно соединен ные апериодическое звено, второй сумматор, второе реле, первый элемент

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и элемент И вЂ” со вторым входом второго блока умножения, а выход интегратора соединен со

15 вторым входом второго сумматора, о т л и чающее с я тем, что,с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные третье реле, второй элемент

;Н) НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого соединен со вторым входом элемента И, второй вход — с выходом первого реле, а первый вход второго сумматора соединен со входом третьего реле.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Бессекерский В.А. и др. Теория систем автоматического регулирования.

30 M. Наука, 1972, с 249-252.

2. Авторское свидетельство по заявке Р 2519168/18-24, кл.G 05 В 5/01, 28.02.78 (прототип).

76 7699. фце. 3

Составитель A.Rages

Редактор И.Груэова Техред H. Крвалева Корректор Ю, Макаренко

Мй-ме с.

«мъймм е юы4 ы» вме ю О ю «ът ю

Закаэ 7192/42 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4