SU453668A1 - Следящая система - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  и контрол  и может быть использовано в различных устройствах автоматики при измерении, контроле и регулировании различных параметров.

Известна след ща  система, содержаща  последовательно соединенные схему сравнени  и усилитель, источник переменного напр жени , подключенный к схеме сравнени  и формирователю опорного напр жени , выход которого соединен со входом первой схемы совпадени  непосредственно и со входо.м второй схемы совпадени  через инвертор, и последовательно соединенные коммутатор и шаговый двигатель, который через редуктор соединен со схемой сравнени , в.ходы коммутатора подключены к выходам схем совпадепи .

В известной след щей системе при заданной точности отработки сигнала рассогласовани  и высоком быстродействии, ограничивающемс  максимальной рабочей частотой шагового двигател  в системе, возможна потер  устойчивости вблизи порога чувствительности . Вызвано это запаздыванием управл ющего сигнала с выхода усилител  на величину , соизмеримую с периодом следовани  управл ющих импульсов в случае, если максимальпа  рабоча  частота щагового двигател  одного пор дка с частотой напр л ени , питающего схему сравнени . Обеспечение устойчивости при заданной точности отработки сигнала рассогласовани  при этом возможпо лишь уменьщением быстродействи  отпосительно максимально возможного. Кроме того, необходимо ириипмать дополнительные меры обеспечени  устойчивости, если по каким-либо причинам фазовый у.ход сигнала рассогласовани  относительно опорного.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков, т. е. повышение быстродействи  и устойчивостн систе: 1ы нри заданной точности отработки сигнала рассогласовани .

Дл  достнженн  этой цели след ща  система содержит последовательно соединенные формирователь пр моугольных импульсов и формирователь управл ющих импульсов, выход которого соедпнен с другими входами

схем совпадени , а вход формировател  пр моугольных импульсов соединен с выходом усилител .

На фиг. 1 приведена блок-схема след щей системы; на фиг. 2 - временна  диаграмма

ее работы.

Система содержит источник 1 переменного напр жени , еоединенный со схемой сравнени  2 и формирователем 3 опорного напр жени , выход которого соединен со входом схемы совпадени  4 непосредственно, а со входом схемы совпадени  5 - через инвертор 6, усилитель 7 сигнала рассогласовани , вход которого соединен с выходом схемы сравнени  2, а выход - со входом формировател  8 пр моугольных импульсов, последовательно с которым соединен формирователь 9 управл ющих имнульсов. Выход формировател  управл ющих импульсов соединен с другими входами схем совпадени  4 и 5.

Выходы схем совпадени  4 и 5 соединены с коммутатором 10, подключенным к обмоткам щагового двигател  11. Шаговый двигатель через редуктор 12 соединен со схемой сравнени  2.

На диаграмме (см. фиг. 2) представлены переменное напр жение источника 1, выходные сигналы t/14-Uzo формировател  3, инвертора 6, усилител  7, формировател  8, формировател  9, схемы совпадени  4 и схемы совпадени  5.

Работает след ща  система следующим образом .

На врем , равное полупериоду питающего напр жени  Ui, импульсы последовательностей U2 и {/3 поочередно открывают по первым входам схемы совпадени  4 и 5.

Сигнал рассогласовани  с выхода схемы сравнени  2 усиливаетс  усилителем 7. В моменты времени, когда амплитуда сигнала f/i рассогласовани  с выхода усилител  равна или больще заданного порога срабатывани  формировател  8 пр моугольных импульсов, на его выходе возникают пр моугольные имнульсы и, синфазные с положительной полуволной сигнала рассогласовани . Минимальна  длительность этого импульса определ егс  гисгерезисом формировател  8, максимальна  - длительностью полупериода напр жени  сигнала рассогласовани . Передним фронтом импульсов 5 запускаетс  формирователь 9 управл ющих импульсов, на выходе которого формируютс  импульсы Us, задержанные относительно переднего фронта импульсов 175, например, на Vs периода сигнала рассогласовани , если величина угла сигнала рассогласовани  относительно питающего напр жени  лежит в пределах О-45°. Указачна  задержка позвол ет устранить вли ние этого паразитного фазового угла на нормальную работу след щей системы.

Длительность импульсов Us выбираетс , исход  из условий нормальной работы коммутатора 10.

Каждый следующий управл ющий импульс на входе коммутатора может по витьс  только в том случае, если после отработки предыдущего импульса в последующем за этим интервале времени амплитуда сигнала рассогласовани  превысит иорог срабатывани  формировател  8. Сформированные таким образом управл ющие импульсы (Уд поступают на другие входы схем совпадени  4 и 5. Из фиг. 2 видно, что условие совпадени  импульсов выполн етс  всегда тол;,-ко дл  одной из схем совпадений. Так, если опорное напр жение Uz и напр жение сигнала Ui совпадают по фазе, то условие совпадени  выполн етс  дл  импульсов Ui и UG, и на выход схемы совпадени  4 проход т импульсы Uj. Если опорное напр жение t/2 и напр жение сигнала f)/,. противофазны, то условие совпадени  выполн етс  дл  импульсов Us и Ue, и

0 на выход схемы совпадени  5 проход т импульсы Us. Импульсы с выхода схем совпадени  4 или 5 поступают на соответствующий вход коммутатора 10, задава  необходимое направление вращени  щагового двигател 

5 11. Шаговый двигатель, враща сь, воздействует через редуктор 12 на элемент комненсации и стремитс  привести схему сравнени  2 в состо ние баланса. Таким образом, щаговый двигатель фактически отрабатывает каждую полуволну сигнала рассогласовани , если ее амплитуда иовыщает заданный порог срабатывани  формировател  пр моугольных импульсов, чем принципиально исключено по вление унрав5 л ющих импульсов на входе коммутатора в моменты времени, когда амплитуда сигнала ниже указанного порога. В дальнейшем след щую систему из состо ни  поко  можно вывести только задающим элементом схемы

0 сравнени .

При этом схема сравнени  выходит из состо ни  баланса, увеличиваетс  сигнал рассогласовани  на входе формировател  пр моугольных имнульсов, и начинаетс  очередной

5 цикл работы. След ща  система работает устойчиво при любой частоте управл ющих импульсов и различных режимах работы щагового двигател , когда еще возможна нормальна  его работа в системе без сбо  и потери щага, определ ема  его механическими и частотными характеристиками.

Предмет изобретени 

След ща  система, содержаща  последовательно соединенные схему сравнени  и усилитель , источник иеременного напр жени , подключеииый к схеме сравнени  и формирователю опорного напр жени , выход которого соединен со входом первой схемы совпадени 

0 непосредственно и со входом второй схемы совпадени  через инвертор, и последовательно соединенные коммутатор и щаговый двигатель , который через редуктор соединен со схемой сравнени , входы коммутатора подключены к выходам схем совпадени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и устойчивости системы, она содержит последовательно соединенные формирователь пр моугольных импульсов и формирователь управл ющих импульсов, выход которого соединен с другими входами схем совпадени , а вход формировател  пр моугольных импульсов соединен с выходом усилител .

сри 2