Раздел: Документация
0 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 143 задающим воздействием: a (t) — F (t), где F (t) — заранее неизвестная функция времени. Таким образом, следящая система, как и програм,, иная система, воспроизводит задающее воздействие. Однако это воздействие в следящей системе изменяется не по заранее заданной программе, а произвольно. Например, антенна радиолокатора поворачивается -следуя за самолетом, траектория движения которого заранее неизвестна, т. е. «следит» за ним. Отсюда происходит и название следящей системы. Задающие воздействия и управляемые величины следящих систем могут иметь разнообразный характер по своей физической природе. Причем управляемая величина по своей физической природе может отличаться от задающего воздействия. Например, задающим воздействием может быть изменяющееся напряжение, а управляемой величиной — напряжение, угловое или линейное перемещение, частота вращения, частота напряжения и т. д. В системе автоматического сопровождения цели по дальности радиолокационной станции задающим воздействием является дальность до цели, а выходной управляемое величиной — напряжение, значение которого пропорционально дальности. Широко распространены следящие системы пространственного слежения, т. е. системы, воспроизводящие задающее воздействие в виде механического перемещения. К ним относятся синхронно следящие системы (синхронно следящие приводы, силовые следящие приводы), которые обеспечивают синхронное и синфазное вращение механически не связанных между собой валов.. В качестве примеров следящих систем рассмотрим синхронно следящую систему и систему фазовой автоподстройки частоты. Синхронно следящая система (рис. 1.14, а). В состав системы входят сельсины ВС н BE, работающие в трансформаторном режиме, фазовый дискриминатор ФД, электромашииный усилитель мощности ЭМУ, исполнительный двигатель М, редуктор Ред и рабочий механизм РМ, вал которого ПВ должен следить за поворотом ведущего вала ВВ. Сельсины в трансформаторном режиме выполняют функцию элемента сравнения. Ротор сельсин-датчика ВС механически связан с ведущим валом ВВ, а ротор сельсин-приемника BE — с приемным (ведомым) валом ПВ (с осью рабочего механизма, например, с осью кабины радиолокационной станции). Благодаря этому на сельсины как на элемент сравнения поступают задающее воздействие (угол а поворота ведущего вала) и управляемая величина (угол Р поворота приемного вала). Сельсины выявляют угол рассогласования 6 между ведущим и приемным валами и преобразуют его в напряжение несущей частоты нсп, величина сгибающей которой при малых углах рассогласования пропорциональна углу рассогласования, а фаза несущей частоты определяется знаком этого угла. Если угол рассогласования G относительно согласованного положения является положительным, то напряжение несущей частоты исп совпадает по фазе с напряжением питания ипит- При отрицательном угле рассогласования напряжение несущей частоты находится в протнвофазе с напряжением питания (рис. 1.14, б). Будем считать, что положительное значение сгибающей модулированного напряжения несущей частоты соответствует случаю, когда напряжение несущей частоты1 совпадает по фазе с напряжением питания, а отрицательное значение сгибающей — случаю, когда напряжение несущей частоты находится в протнвофазе с напряжением, питания. Тогда можно утверждать, что сигнал рассогласования следящей системы на выходе сельсина-приемника выражен огибающей модулированного по амплитуде напряжения несущей частоты (рнс. 1.14, б).   УТ1 ЭМУ VTZ Фа  Обратная связь а  
ЭС 1 1 М у л УГ Urffl ФД
Рнс. 1.14. Следящие системы: о — принципиальная схема синхронно-следящей системы; б — формы напряжения иа ее элементах; в — статическая характеристика фазового Дискриминатора при амплнтудно-мо-Дулированном напряжении на его входе; г — функциональная схема системы фазовой автоподстройки частоты: д — статическая характеристика фазового дискриминатора при фазо-модулировашюм входном напряжении. Напряжение сигнала рассогласования в следящей системе усиливается. В данной системе для этого применен электромашинный усилитель мощности ЭМУ, т. е. усилитель с входом на постоянном токе. Поскольку на вход ЭМУ необходимо подавать сигнал постоянного тока, то модулированное по амплитуде напряжение несущей частоты с выхода BE нужно предварительно демодулнровать, т. е. получить реверсивную огибающую без заполнения несущей частотой. Для этой цели служит фазовый дискриминатор ФД. Фазовый дискриминатор в соответствии со своей статической характеристикой (рис. 1.14, е) преобразует модулированное по амплитуде напряжение несущей частоты в напряжение постоянного тока Ифд, величина которого пропорциональна огибающей входногонапряжения, а полярность определяется фазой напряжения несущей частоты (рис. 1.14, б). Фазовый дискриминатор выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Опорное напряжение подается в фазе на коллекторы, а напряжение мсп в противофазе между базой и эмиттером. Диод VD1 служит для исключения прямых неуправляемых токов коллектора — к коллекторам транзисторов прикладываются только отрицательные полупериоды опорного напряжения, в течение которых коллекторный ток iK зависит от тока сигнала в цепи эмиттер — база, т. е. ток tK иправляем. Коллекторные токи транзисторов протекают через плечи I и II обмотки управления Wy ЭМУ в противоположных направлениях. С выхода ЭМУ напряжение подается на исполнительный двигатель постоянного тока, который через редуктор Р связан с приемным валом ПВ н осью сельсин-приемника BE. На приемном валу находится собственно управляемый объект — рабочий механизм РМ (например, антенна РЛС, кабина РЛС, шпиндель токарного станка). В следящей системе управляемым объектом является исполнительный двигатель М. Собственно управляемый объект является нагрузкой для исполнительного двигателя. Рассмотрим работу следящей системы. При идентичном положении ведущего и приемного валов угол рассогласования между ними равен нулю. Роторы сельсинов ВС и BE находятся во взаимно перпендикулярном, т. е. в согласованном положении. Выходное напряжение BE равно нулю. Средние значения коллекторных токов транзисторов VT1 и VT2 равны между собой. Поскольку эти токи протекают через плечи I н II обмотки управления ЭМУ в противоположных направлениях, то результирующий магнитный поток обмотки управления равен нулю. Равно нулю и выходное напряжение ЭМУ. Двигатель н вся система находятся в состоянии покоя. Допустим, что ведущий вал повернулся на некоторый угол. В результате этого появился угол рассогласования 6 (f) = а (() — (3 (f), где a (t) н Р (t) — углы поворота ведущего и приемного валов. В однофазной обмотке BE возникло напряжение сигнала ошибки переменного тока иси (t) (рис. 1.14, б). Поскольку напряжение мсп (t) поступает между базой и эмиттером транзисторов 1/77 и VT2 в противофазе, то при угле рассогласования данного знака коллекторный ток транзистора, у которого напряжения коллектор — эмиттер и база — эынттер в фазе, возрастает, а коллекторный ток другого транзистора, у которого эти напряжения находятся в противофазе, уменьшается. Равенство магнитных потоков, создаваемых в плечах I и II обмотки управления, нарушается, возникает результирующий магнитный поток управления, а следовательно, н напряжение на выходе ЭМУ. Направление результирующего магнитного потока н полярность напряжения ЭМУ зависят от фазы несущей частоты напряжения сигнала ошибки на входе ФД, т. е., в конечном счете, от знака угла рассогласования. Выходное напряжение ЭМУ является управляющим воздействием. При его поступлении на двигатель последний приводится во вращение и через редуктор поворачивает приемный вал и ротор BE в сторону уменьшения угла рассогласования до тех пор, пока этот угол не станет равным нулю. В рассматриваемой следящей системе использован принцип управления по отклонению: управляемая величина Р через обратную связь (редуктор) подается на элемент сравнения (сельсины), где сравнивается с задающим воздействием а, в результате чего выявляется отклонение 6 между величинами а и р. Последнее используется для управления работой системы. Основным фактором, вызывающим значительное отклонение управляемой величины от задающего воздействия, в следящей системе является изменение задающего воздействия. В статическом режиме, когдазадающее воздействие не изменяется (а (/) = const), Следящая система поддерживает постоянство управляемой величины, следовательно, сначала решается задача стабилизации, а затем путем присоединения устройства 0 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 143
|
