Двухканальный следящий привод

Синхронно-следящим приводом (передачей) (ССП) называется автоматическое устройство, обеспечивающее непрерывное согласование положения двух или нескольких механически не связанных между собой валов в процессе их вращения. Под согласованием понимается также положение валов, при котором углы их поворота равны относительно некоторого начального положения. Особенно широко ССП применяется в системах дистанционного управления. Например, в РЛС ССП применяется для управления положением антенны, для дистанционной передачи угла поворота антенной системы на индикаторные устройства с целью получения круговой развертки. Синхронно-следящий привод выполняется по схеме замкнутой системы автоматического регулирования.

Примечание. Далее путем контрольного опроса студентов уточнить состав следящей системы и принцип ее работы.

При обобщении ответов студентов указать на точность работы следящей системы. Точность следящей системы, в основном, обусловлена неточностью измерительных элементов и других элементов системы. Для повышения точности работы следящих систем, в которых в качестве измерительного устройства используются сельсины, повышают частоту питающего напряжения и применяют двухканальную систему.

Структурная схема двухканальной синхронно-следящей передачи показана на рис.3.6, слайд

В этой схеме имеется две пары сельсинов: сельсинная пара грубого и сельсинная пара точного отсчета. Каждая пара имеет сельсин-датчик и сельсин-приемник. На схеме элементы, относящиеся к каналу грубого отсчета, обозначены индексом ГО, а точного отсчета – ТО. Сельсины грубого и точного отсчета связаны между собой ускоряющим редуктором с передаточным отношением 1:n. Если антенна РЛС повернется на некоторый угол α, то ротор сельсин-датчика грубого отсчета повернется на этот же угол, а ротор сельсин-датчика точного отсчета - на угол в n раз больший (nα).

Принцип работы по каналу ГО и каналу ТО в отдельности аналогичен работе одноканальной следящей системы. При больших углах рассогласования система работает по сигналам канала грубого отсчета, а при малых – по сигналам канала точного отсчета. Переключение сигналов грубого отсчета осуществляется переключателем каналов.

Увеличение точности работы двухканальной следящей системы можно объяснить следующим образом. Предположим, что при работе синхронно-следящего привода по сигналам грубого отсчета система прекращает отработку с ошибкой в 30′, напряжение на выходе сельсин-трансформатора ГО примем равным 0,1 В.

При работе двухканальной следящей системы с коэффициентом передачи 1:10 ротор сельсин-трансформатора ТО будет повернут на угол 300′=5⁰ и напряжение на его однофазной обмотке будет равно 1В. Следовательно, в дальнейшем силовой привод будет работать по сигналам канала точного отсчета.

Отработка прекратится, когда напряжение точного отсчета станет равным 0,1 В, что соответствует углу поворота ротора сельсина точного отсчета на угол 30’. Ротор сельсина грубого отсчета при этом будет развернут на угол 3’. Точность отработки увеличилась в 10 раз (в общем случае в n раз).

Для передаточного числа редуктора n =4 таких точек согласованного положения будет 4, при θ = 0⁰, 90⁰, 180⁰, 270⁰ и только одна точка (0⁰) истинная, а остальные точки ложного согласования.

Это можно сравнить с часами, в которых имеется только минутная стрелка, а часовая изъята. По таким часам однозначно определить время невозможно, т.е. двухканальная синхронная силовая передача при больших углах рассогласования должна работать по сигналам грубого отсчета, а при малых углах рассогласования – по сигналам канала точного отсчета.

При четном передаточном числе редуктора точка рассогласования на 180⁰ является устойчивой. Это видно из характера изменения напряжения ТО в точке 0⁰ и 180⁰. На практике для устранения этого явления применяют специальные меры (способы). Одним из наиболее распространенных способов устранения «ложного нуля» является разворот статора сельсина ГО относительно статора сельсина ТО и подача в схему переключения напряжения «сбивки нуля» (U_сб).

Вторым способом устранения «ложного нуля» является применение нечетного передаточного числа редуктора.

Увеличение передаточного числа ведет к уменьшению ошибки следящей системы. С другой стороны, увеличение передаточного числа ведет к появлению так называемой ЭДС вращения, которая искажает сигнал рассогласования и увеличивает ошибку следящей системы. Кроме того, при большом передаточном числе редуктор становится громоздким, повышается требования к его точности изготовления и растет ошибка за счет люфтов редуктора. Поэтому на практике передаточное число выбирается равным 12, 15, 23, 36, 72. В следящих системах изучаемых РЛС передаточное число равно 23.

Примечание. Предложить студентам на самоподготовке вычертить график зависимости напряжений ГО и ТО от угла рассогласования при п = 3 и объяснить, почему в этом случае не появляется «ложный нуль».

В Ы В О Д

Двухканальный силовой следящий привод используется для увеличения точности передачи углового положения.

Четвертый учебный вопрос