SU1734071A2 - Непрерывный привод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам автоматического управлени , содержащим нелинейные звень  типа насыщение и подверженным воздействию гармонических помех , параметры которых близки к параметрам полезного управл ющего сигнала . За счет введени  нуль-органа и двух замыкающих контактов в блок коммутации улучшаютс  эксплуатационные свойства непрерывного привода при формировании компенсирующего фазового сдвига между входной и выходной регулируемыми координатами . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического управлени  (САУ), содержащих нелинейные звень  типа насыщение и подверженных воздействию гармонических помех, параметры которых близки к параметрам полезного управл ющего сигнала , и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт.св. 643827.

В основном изобретении непрерывный привод содержит два замкнутых контура, первый из которых содержит усилитель, суммирующий силовой механизм и блок обратной св зи, а второй контур состоит из моделей указанных блоков первого контура. Кроме того, известный непрерывный привод содержит последовательно соединенные между собой блок с зоной нечувствительности , фиксатор ограничени  и блок коммутации в виде реле с задержкой на отключение , размыкающие контакты которого включены в цепь между выходом усилител  и первым входом силового механизма, а замыкающие контакты реле - между выходом модели усилител  и входом силового механизма . Эти размыкающие и замыкающие

контакты выполн ют функцию переключающей контактной группы. Входы усилител  и его модели подключены к входу блока с зоной нечувствительности. Второй вход фиксатора ограничени  соединен с выходом силового механизма, зона ограничени  которого равна зоне нечувствительности блока с зоной нечувствительности. В момент достижени  выходным валом силового механизма ограничительных упоров срабатывает фиксатор ограничени , который с помощью контактов реле блока коммутации отключает выход усилител  от первого входа силового механизма и подключает вместо этого усилител  выход модели усилител  к второму входу силового механизма Эта коммутаци  осуществл етс  на врем  нахождени  привода в режиме подрезани  колебательной составл ющей управл ющего сигнала САУ, в которой непрерывный привод включен в качестве исполнительного устройства, например рулевого привода летательного аппарата, и позвол ет вывести выходной вал силового механизма этого привода из зоны ограничени  раньше, чем

сл

VI

со

J

О VJ

ю

выйдет его входной сигнал из зоны ограничени . При этом врем  подключени  модели привода не превышает периода собственных колебаний объекта регулировани . За счет преждевременного сн ти  с ограничительных упоров выходного вала силового механизма привода образуетс  форсировка управл ющего сигнала САУ, что позвол ет в соответствии с известным способом компенсации вли ни  ограничени  устранить этот отрицательный эффект ограничени  и улучшить тем самым динамические свойства и устойчивость условно-устойчивых САУ, например летательных аппаратов.

Недостаток непрерывного привода состоит в низком качестве регулировани , так как компенсирующа  форсировка выходного сигнала привода образуетс  только в течение одного единственного первого периода его изменени . В последующие периоды изменени  колебательной составл ющей управл ющего сигнала выходной вал силового механизма и его модели двигаютс  синхронно и синфазно. Никакой компенсирующей форсировки в эти периоды времени не образуютс , что свидетельствует о не высоком качестве регулировани . Кроме того, при формировании компенсирующего положительного фазового сдвига преждевременным сн тием с ограничительных упоров выходного вала привода происходит нежелательное уменьшение среднего значени  его выходной координаты, что ограничивает область применени  привода только теми САУ, годограф амплитудной фазовой частотной характеристики (АФЧХ) которых в разомкнутом состо нии проходит вблизи и параллельно отрицательной полуоси на комплексной плоскости, т.е. применим дл  узкого класса САУ.

Цель изобретени  - повышение качества регулировани  непрерывного привода путем увеличени  формируемого им форсирующего фазового сдвига между выходным и входным его сигналами и путем восстановлени  среднего значени  выходной координаты .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в привод введен нуль-орган и второй и третий замыкающие контакты блока коммутации , причем нуль-орган соединен входом через второй замыкающий контакт блока коммутации с входом устройства, а выходом - с дополнительным входом блока коммутации , выход модели усилител  соединен с первым входом силового механизма через третий замыкающий контакт блока коммутации .

На фиг.1 приведена функциональна  схема привода; на фиг.2 - эпюры сигналов,

по сн ющие работу привода без компенсации и с компенсацией эффекта ограничени  его выходной координаты.

Непрерывный привод содержит усилители 1 и 4, силовой механизм 2 и 5, блоки 3 и 6 обратной св зи и их модели, фиксатор 7 ограничени ; блок 8 коммутации, переключающий 9, второй 10 и третий 11 замыкающие контакты реле блока 8 коммутации,

блок 12 с зоной нечувствительности, равной зоне ограничени  выходной координаты привода, основна  13 и дополнительна  14 обмотки реле блока 8 коммутации, включенные встречно одна другой; нуль-орган 15.

В исходном состо нии цепь входного сигнала привода (фиг.1) подключена непосредственно к входам замкнутых контуров, составленных из усилител  1, силового механизма 2 и блока 3 обратной св зи и их

моделей: 4, 5 и б - через замыкающие контакты 11 к входу нуль-органа 15, а также вход привода подключен через блок 12 к входу фиксатора 7 ограничени . Выход нуль-органа 15 соединен с входом добавочной обмотки 14 реле блока 8 коммутации, переключающий контакт 9 которого включен в цепь между входом силового механизма 2 с одной стороны и выходами усилител  1 и модели усилител  4 с другой стороны, а

замыкающий контакт 10 реле - между вторым входом силового механизма 2 и выходом модели усилител  4.

Устройство работает следующим образом .

Если входной сигнал ХВх не превышает зоны ограничени  силового механизма 2, то выходной сигнал ХВых привода совпадает с выходным сигналом Хвых модели силового механизма 5, в котором нет ограничени . На

фиг.2 и 3 этот режим работы привода имеет

место в интервале 0 - TI , Блок 8 коммутации

не срабатывает. На выходе блока 12 с зоной

нечувствительности сигнал отсутствует.

По достижении входным сигналом Хвх

уровн  ограничени  вал силового механизма 2 тоже достигает ограничительных упоров . Такой режим работы возможен, например, при отработке САУ большего возмущени  или это ограничение предусмотрено в цел х предупреждени  чрезмерных перегрузок на объект управлени . Ограничение регулируемой координаты приводом приводит к ухудшению динамических свойств САУ, котора  становитс  в лой.

Среднее значение управл ющего сигнала (регулируемой координаты) уменьшаетс  AI АО. В случае управлени  структурно-неустойчивым объектом управлени , каким  вл етс  беспилотный летательный аппарат,

такое уменьшение среднего значени  приводит к потере его устойчивости.

Дл  устранени  этого отрицательного эффекта ограничени  предусмотрено подключение с помощью блоков 7 и 8 к входу силового механизма 2 сигнала с выхода модели усилител  4 через замыкающие контакты 10. При этом с помощью размыкающих контактов переключающей контактной группы 9 отключаетс  выходной сигнал усилител  1 от первого входа силового механизма 2. Интервал времени, в течение которого находитс  во включенном состо нии блок 8 коммутации, не превышает периода собственных колебаний объекта регулировани  и периодически корректируетс  выходным сигналом блока 12 с зоной нечувствительности.

Так как модель привода не имеет ограничени  по сравнению с приводом, то в момент Та раньше, чем в момент Тз, выходной вал силового механизма 2 сойдет с ограничительных упоров. Это обеспечивает создание форсировки р выходного сигнала Хвых привода в интервале 0 - Т4, хот  среднее значение А2 в этом интервале становитс  меньше AI, а в последующие интервалы Тз - Та еще меньше. Имеет неравенство вида: АО AI Аа Аз.

Однако за счет форсировки р регулируемой координаты Хвых в основном изобретении компенсируетс  уменьшение ее среднего значени  А2, но только в одном направлении 0 - ТА. В последующие интервалы времени, когда имеет место ограниче- ние регулируемой координаты, компенсирующего фазового сдвига не формируетс , что снижает качество регулировани .

Дл  устранени  отмеченного недостатка основного изобретени  в дополнительном предусмотрено включение нуль-органа

0

5

0

5

15 через замыкающие контакты 11 реле 13 блока 8 коммутации. После срабатывани  этого нуль-органа 15 в момент Тз отключаетс  блок 8 коммутации, так как электромагнитное поле добавочной обмотки 14 направлено против пол  основной обмотки 13 реле блока 8 коммутации при поступлении выходного сигнала нуль-органа 15 на вход добавочной обмотки 14. Блок 8 с помощью переключающих контактов 9 отключит выход модели усилител  4 и подключит выход усилител  1 к входу силового механизма 2. За счет этого переключени  вал силового механизма 2 устремитс  достигнуть ограничительных упоров к очередному моменту Тв. Однако при этом оп ть включатс  в работу указанные выше блоки и в момент Те вал силового механизма 2 преждевременно сойдет с ограничительных упоров. Такое изменение движени  выходного вала, показанное на фиг.З жирной линией , обеспечивает создание не только компенсирующей форсировки р дл  любого периода изменени  регулируемой координаты , но и даже стабилизацию ее среднего значени , так как имеет: А4 Аз А2, что подтверждает повышение качества регулировани  нелинейного привода.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Непрерывный привод по авт.св. Мг 643827, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества регулировани , в него введены нуль-орган и второй и третий

   замыкающие контакты блока коммутации, причем нуль-орган соединен входом через второй замыкающий контакт блока коммутации с входом привода, а выходом - с вторым входом блока коммутации, выход

   модели усилител  соединен с первым входом силового механизма через третий замыкающий контакт блока коммутации.

   Вх

   7/ Гц Ts T6 Т7

   Составитель А.Когетов Техред М.Моргентал

   Корректор Э.Лончакова