SE434573B - Sett och anordning for att hoja linjeriteten hos ett servosystem - Google Patents

Description

79os149-s i 2 Föreliggande uppfinning har därför till ändamål att åstadkomma en effektiv linjärisering och därmed också högre förstärkning i ett servosystem även för små utstyraingar. Uppfinningen bygger därvid på att en s k morrsignal tillföres systemet, Att utnyttja morrsignaler är visserligen i och för sig förut känt, men de har tidigare aldrig använts för detta ändamål och de har inte heller givit den eftersträv- ade linjäriserande effekten hos vare sig de enskilda komponenterna eller hos systemet. De effekter man tidigare önskat åstadkomma genom införandet av en morrsignal har varit att_eliminera inverkan av hysteres och friktioner i enskilda komponenter, exempelvis magnet- nålen till en styrventil. Därvid har frekvensen hos denna morrsignal enbart valts med tanke på denna enskilda komponent och därför har en effektiv linjärisering av både denna komponent och övriga komponenter i systemet uteblivit. Detta beror på att morrfrekevenserna tidigare valts alltför höga, d v s långt ovanför det styrda systemets övre gränsfrekvens. Den linjäriserande effekten har då uteblivit eftersom en högfrekevent morrsignal snabbt dämpas ut i systemet. Vidare har tidigare vissa komponenter av praktiska skäl ej kunnat påföras morr- signaler. iMsd den beskrivna uppfinning kan således även sådana kom- ponenter förses med morr.

Det som framför allt kan anses känneteckna föreliggande uppfinning är att en s k morrsignal alstras, d v s en signal som har en linjärise- rande effekt vid små utstyrningar hos ett reglersystem, att nämnda morrsignal överlagras servosystemets styrsignal (felsignal) och att frekvensen hos morrsignalen väljs så att den ligger under, omkring eller strax över servosystemets övre gränsfrekvens, d v s servosys- temets fasöverkorsningsfrekvens. Detta betyder att frekvensen är av- sevärt lägre än vid de morrsignaler som tidigare utnyttjas. Som exem- pel på storleksordningen kan nämnas att för ett riktsystem-för en pjäs kan denna frekvens ligga på ca 8 Hz.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritning som schematiskt visar ett servosystem där uppfinningen tillämpas. Som framgår ovan är uppfinningen av speciellt intresse i sådana servosystem ädr en mycket hög noggrannhet eftersträvas. Exempel på sådana servosystem är rikt- eller styrsystem för en pjäs, radar- system, sikte etc och i det följande skall uppfinningen därför be- skrivas i anslutning till ett sådant. Det inses emellertid att upp- finningen inte är begränsad till ett sådant system, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Det i figuren visade servosystemet kan sålunda utgöras av sidriktsy- stemet eller höjdriktsystemet för en pjäs e d och innefattar jäm- 7908149-”3 O.) förelseorgan 1, exempelvis i form av elgoner, som jämför en insignal x, som utgöres av den kommenderade sid- eller höjdvinkeln, med pjä- sens verkliga sid- resp höjdvinkel y. Jämförelseorganen 1 avger en felsignal, x-y, som motsvarar skillnaden mellan den kommenderade vin- keln och pjäsens verkliga vinkel, det s k vinkelfelet. Med hjälp av signalbehandlingsorgan 2 omvandlas felsignalen till lämplig form och tillföres via summeringsorgan 3 pådragsdon 4 och en motor 5 för drivning av pjäsen e d tills vinkelfelet blir noll.

Styrningen av en pjäs innefattar normalt tvâ faser, dels en målfatt- ningsmod och dels en mâlföljningsmod. Under målföljningsmoden efter- strävas en mycket noggrann följning av ett mål med små vinkelfel. Som omnämnts inledningsvis är det då önskvärt med en så hög förstärkning som möjligt i systemet. För att förhindra att denna förstärkning sjun- ker vid smâ utstyrningar i systemet, beroende på de tidigare omtalade olinjäriteterna, glappen, friktioner, hysteres m m som alltid före- ligger i de enskilda komponenterna i ett servosystem, överlagras en s k morrsignal på de. från signalbehandlingsorganen 2 avgivna styrsignalerna. En sådan morrsignal har nämligen en kraftigt linjäri- serande effekt om morrfrekvensen ligger under, Omkring eller strax över servosystemets övreçnänsfrekvens. Som framgår av figuren alstras morrsignalen i en morroscillator 6 fast inställd på i detta fall ca 8 Hz. En morrsignal med denna frekvens och med en måttlig amplitud har visat sig tränga igenom och linjäriserar hela systemet ned till mycket låga utstyrningar. Morrsignalen kan alternativt adderas till insignalen x före jämförelseorganet 1 men den ovan beskrivna metoden är av praktiska skäl vanligtvis att föredra. Även om den linjäriserande effekten som uppnås med hjälp av morrsig- nalen är av stor betydelse för alla servosystem där en noggrann följ- ning eftersträvas, är den emellertid speciellt fördelaktig i sådana servosystem vars signalbehandlingsorgan innefattar speciella nog- grannhetshöjande filter, exempelvis av det slag som beskrivs i vår parallella patentansökan nr 79.08148-5. Ett_sådant filter ökar näm- ligen förstärkningen hos systemet och därmed följenoggrannheten, men samtidigt uppkommer också en s k villkorlig stabilitet i systemet vid en viss frekvens. Vid denna frekvens måste förstärkningsmarginalen vara så stor att olinjäriteten i systemet inte ger upphov till själv- svängningar av synlig amplitud. Genom att införa ett noggrannhets- höjande filter ställs alltså större krav på linjäriteten hos de kom- ponenter som ingår i riktsystemet¿ Genom att införa en morrsignal 1 7908149-3 med dess kraftigt linjäriserande effekt möjliggörs således användan- det av de nämnda filtren trots den villkorliga stabilitet som upp- träder och trots att ingående komponenters linjäritet är mindre god.

Filter av det ovan beskrivna slaget är oftast avsedda att inkopplas enbart under en viss fas av styrningen, nämligen då en mycket nog- grann styrning skall göras, exempelvis under själva målföljnings- fasen vid ett riktsystem för en pjäs. Det kan då vara lämpligt att koppla in morroscillatorn samtidigt med att det noggrannhetshöjande filtret inkopplas. I figuren visas därför en omkopplare 7 vilken kan styras så att morroscillatorn 6 är inkopplad enbart då det noggrann- hetshöjande filtret är inkopplat. ' I figuren har visats endast en morroscillator 6 inställd på den fasta frekvensen av 8 Hz. I systemet kan emellertid ingå ytterligare en eller flera morroscillatorer inställda på andra frekvenser, avsedda exempelvis för att eliminera inverkan av hysteres och friktioner i enskilda komponenter hos systemet, och vilka är i och för sig förut kända och därför ej visade i figuren. För det fall att flera morr- oscillatorer utnyttjas kan det vara lämpligt att styra inkopplingen också av dessa med hjälp av omkopplaren 7.

Claims (6)

f§ 7908149- 3 PATENTKRAV

1. Sätt att höja linjäriteten hos ett servosystem, exempelvis sid- eller höjdriktsystemet för en pjäs k ä n n e - t e c k n a t a v att en s k morrsignal alstras, d v s en signal som har en linjäriserande effekt vid små utstyrningar hos ett reglersystem, att nämnda morrsignal överlagras servosystemets styrsignal (felsignal) och att frekvensen hos morrsignalen väljs så att den ligger under, omkring eller strax över servosystemets övre gränsfrekvens, d v s servosystemets fasöverkorsningsfrek- VEIIS .

2. Anordning enligt patentkrav 1 för att höja linjäriteten hos ett servosystem, exempelvis sid- eller höjdriktsystemet för en pjäs k ä n n e t e c k n a d a v organ (6) för att alstra en s k morrsignal, d v s en signal som har en linjäriserande effekt vid små utstyrningar hos ett reglersystem, organ (3) för att överlagra nämnda morrsignal på servosystemts styrsignal (fel- signal) varvid frekvensen hos morrsignalen är så vald att den ligger under, omkring eller strax över servosystemets övre gräns- frekvens, d v s servosystemets fasöverkorsningsfrekvens.

3. Anordning enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k n a d av att organen (6) för att alstra morrsignalen utgöres av en morr- oscillator med en fast frekvens.

4. Anordning enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a d av att morroscillatorns (6) frekvens företrädesvis ligger i inter- vallet 5-20 Hz.

5. Anordning enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a d av att servosystemets signalbehandlingsorgan (2) innefattar ett eller flera integrerande andragradsfilter för att höja följenog- grannheten i servosystemet. 7908149-3 6

6. Anordning enligt patentxrav 5 k ä n n e t e c: k n a :i av organ (7) för inkoppling av morroscillatorn (6) först då de integrerande andragradsfiltren är inkopplade i systemet.