SU407276A1 - Фазовая следящая система - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматики и телемеханики и может быть использовано дл  точной передачи угла поворота -вала.

Известна фазова  след ща  система, содержаща  фазовращающий датчик, первый выход которого через первый усилитель а второй выход через последовательно соединенные второй усилитель и фазовращающий приемник подключены к фазовому дискриминатору, выход которого через последовательно соединенные третий усилитель и двигатель подключен к фазовращающему приемнику.

Предлагаемое изобретение позвол ет добитьс  высокой точности работы след щей системы более простыми средствами.

Это достигаетс  тем, что в обратные св зи первого и второго усилителей включены частотозависимые четырехполюсники.

На фиг. 1 представлена блок-схема фазовой след щей системы; на фиг. 2 и 3 - принципиальные схемы частотозависимых четырехполюсников .

След ща  система содержит фазовращающий датчик 1, усилители 2, 3 и 4, фазовый дискриминатор б, фазовращающий приемник 6, двигатель 7, частотозависимые четырехполюсники 8 и 9.

Четырехполюсник, представленный на фиг. 2, содержит две иары последовательно соединенных интегрирующих и дифференцирующих / С-звеньев, причем интегрирующие звень  .составлены из резисторов Ri, Rz и конденсаторов Сь Cz, а дифференцирующие звень  - из резисторов з. 4 и конденсаторов Сз. Сд.

Четырехполюсник, представленный на фиг. 3, содержит последовательно соединенные индуктивность L и дифференцирующее звено, состо щее из резистора Rs и конденсатора Сб.

При низкой частоте сигналов датчика 1 четырехполюсники выполн ютс  в виде последовательно включенных интегрирующих и дифференцирующих С-звеньев.

Из услови  получени  нулевого фазового сдвига в цепи обратной св зи усилителей 2 и 3 при номинальной угловой частоте соо сигналов датчика 1 посто нные времени звеньев установлены равными, т. е. выполнено условие

R,C, Rf, /,С, R,C, . (1)

0

с целью разв зки звеньев между собой выполнено соотношение:

R 4.(2)

Число пар п интегрирующих и дифференцирующих звеньев установлено равным:

п ,(3)

о D где D - добротность по скорости фазовой след щей системы. При высокой частоте шо сигналов датчика 1 четырехполюсники 8 и 9 выполнены в виде резонансного L C-контура. Добротность Q контура установлена равной; Q oL шр при соотношении реактивных элементов: Работа фазовой след щей системы происходит следующим образом. Поворот вала датчика 1 вызывает изменение фазы сигнала, поступающего через усилитель 2 на первый вход фазового дискриминатора 5. На второй вход дискриминатора поступает через усилитель 3 и приемник 6 опорный сигнал датчика 1, фаза которого зависит от утла поворота вала приемника. В результате на выходе фазового дискриминатора по вл етс  напр жение рассогласовани  фаз, пропорциональное рассогласованию между валом датчика и валом приемника. Это напр жение, усиленное усилителем 4, поступает на исполнительный двигатель 7, который вращает вал приемника до согласовани  его с валом датчика 1. Известно, что при работе такой след щей системы без использовани  частотозависимых четырехполюсников в цепи обратной св зи усилителей 2 и 3 возникает скоростна  ощибка е, определ ема  формулой: и/с е--,(6) где Q - углова  скорость вращени  вала датчика 1. Введение в цепь обратной св зи усилителей 2 и 3 частотозависимых четырехполюсников 8 и 9 позвол ет устранить эту ощибку следующим образом. Фазочастотна  характеристика пары из интегрирующего и дифференцирующего звеньев (например, и ) описываетс  уравнением: . Д (2 -ь Д) Ф, - arc tg , 2(1 + Д) где ф1 - значение фазы на выходе пары звеньев; Д - -относительное изменение частоты напр жени  на входе пары звеньев. Так как на практике , то можно считать Д малой величиной, а следовательно, формулу (7) упростить: Т. - - - .(8) при включении такой пары звеньев в цепь обратной св зи усилител  с достаточно высоким коэффициентом усилени  его фазочастотна  характеристика (ф; ) будет определ тьс  фазочастотной характеристикой цепи обратной св зи с обратным знаком,-т. е. lyc Это означает, что при вращении задающего вала датчика 1, соответствующем увеличению частоты ci), фаза напр жени  на выходе усилител  будет опережать фазу напр жени  на его входе, т. е. фазу сигнала датчика 1. При вращении вала датчика 1 в противоположную сторону уменьщению частоты со будет соответствовать запаздывание фазы на выходе усилител  2. Дл  того, чтобы создать это упреждение или запаздывание фазы но величине, соответствующей нулевой скоростной ошибке системы , необходимо выполнить соотношение: - ,,(10) где п - число пар интегрирующих и дифференцирующих RC-зъеньев. Реша  выражение (10) относительно п с учетом (6) и (9), получим: Четырехполюсник 9 в цепи обратной св зи усилител  3 опорного сигнала датчика 1 применен дл  того, чтобы компенсировать вли ние изменени  несущей частоты ю, вызванного помимо вращени  задающего вала датчика 1. В этом случае частота со мен етс  одинаково в обоих каналах системы, создава  одинаковые фазовые сдвиги, благодар  чему в систему не вноситс  статической ошибки от изменени  несущей частоты сооПри высокой номинальной несущей частоте соо число / С-звеньев четырехполюсников может получитьс  практически неприемлемым. В этом случае удобнее применить в качестве четырехполюсника в цепи обратной св зи усилителей резонасный L/ C-контур. Так как его фазочастотна  характеристика описываетс  выражением: cp, -2Q-, . ТО фазочастотна  характеристика усилител , содержащего в цепи обратной св зи такой четырехполюсник , будет определ тьс  формулой: p2y, 2Q-. -ш« В этом случае дл  установки в след щей системе нулевой скоростной ощибки необходимо выполнить условие: S-92..-(14) Подставл   в условие (14) выражени  (6) и (13) и реша  полученное равенство относительно Q, получим: Q Ji.(15)

При работе предложенной след щей системы усилитель 2 с частотозависимой обратной св зью в зависимости от напр жени  и скорости вращени  задающего вала датчика 1 устанавливает фазу выходного, сигнала датчика так, чтобы рассогласование между задающим и принимающим валами было равно нулю. При этом сигнал на выходе фазового дискриминатора 5 всегда соответствует величине скоростной ошибки системы без применени  частотозависимых звеньев в цепи обратной св зи усилителей.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1. Фазова  след ща  система, содержаща  фазовращающий датчик, первый выход которого через нервый усилитель, а второй выход через последовательно соединенные второй усилитель и фазовращающий приемник под-; ключены к фазовому дискриминатору, выход

которого через последовательно соединенные третий усилитель и двигатель подключен к фазовращающему приемнику, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  системы, в обратные св зи первого и второго усилителей включены частотозависимые четырехполюсники .

2.Система по п. 1, отличающа с  тем, что частотозависимые четырехполюсники выполнены из последовательно соединенных интегрирующих и дифференцирующих У С-звеньев,

™о

ЧИСЛО пар которых , где соо - номинальна  углова  частота сигнала фазовращающего датчика; D - добротность системы по скорости.

3.Система по п. Г, отличающа с  тем, что частотозависимые четырехполюсники выполнены в виде резонансных L C-контуров, содержащих последовательно соединенные индуктивность и дифференцирующее / С-звено.