Принцип действия и функциональная схема типовой следящей системы.

Следящей называется САУ, в которой задающие (управляющие) воздействия представляют собой заранее неизвестные функции времени. Такие системы могут иметь любую физическую природу и различные способы технического осуществления.

Типовыми следящими системами являются система автоматического сопровождения цели по соответствующим координатам, система отработки на выходном валу произвольно задаваемого на входе угла поворота (например, САУ управления рулем судна, САУ вращением антенны судовой радиолокационной станции и т.п.). Функциональная схема следящей системы изображена на рисунке 9.1.

Один из основных элементов следящей системы – сравнивающее устройство, в котором производится сравнение фактически получающейся выходной величины с заданной входной величиной и вырабатывается сигнал рассогласования . Передача величины с выхода на вход осуществляется по цепи отрицательной обратной связи; при этом знак меняется на обратный. Так как по заданию должно быть , то рассогласование является ошибкой. Эта ошибка в хорошо работающей системе должна быть достаточно малой. Поэтому сигнал усиливается и преобразуется в новый сигнал, который приводит в действие исполнительное устройство. Исполнительное устройство изменяет так, чтобы ликвидировать рассогласование. Однако из-за наличия различных возмущающих воздействий и помех рассогласование возникает вновь, и система всё время работает на его уничтожение, т. е. «следит» за ним и, в итоге, за заданной величиной .

Рассогласование вырабатывается соединёнными по трансформаторной схеме сельсинами – датчиком и приёмником (последний связан с выходным валом). Исполнительным устройством является система «генератор-двигатель» с редуктором; возмущающим воздействием – изменение нагрузки на выходном валу.

Для осуществления процесса управления с требуемой точностью применяют специальные корректирующие устройства, входящие в состав усилителя-преобразователя, и дополнительные местные обратные связи.

К следящим системам относится и следящий электропривод – система, обеспечивающая воспроизведение некоторых механических перемещений на управляемом объекте посредством исполнительного электродвигателя (ИД).

В большинстве следящих электроприводов задаваемой величиной является угол поворота входного вала, а регулируемой – угол поворота выходного вала, с которым связан управляемый объект. В качестве измерительных преобразователей наибольшее распространение в таких устройствах получили потенциометры и индукционные машины переменного тока типа сельсинов или поворотных трансформаторов.

Электрическая схема следящей системы изображена на рисунке 9.2. Механические связи показаны в виде двух параллельных линий; объект регулирования условно показан в виде вращающегося маховика.

Система работает следующим образом. Задающее воздействие в виде некоторого угла поворота воспринимается сельсином-датчиком (СД). Сельсины работают попарно. Сельсин-приемник (СП) расположен на валу объекта регулирования. Если угол поворота объекта отличается от задаю­щего воздействия, то на однофазной обмотке СП появляется переменное напряжение рассогласова­ния . Оно поступает на вход электронного усилителя (ЭУ). ЭУ состоит из фазочувствительного выпря­мителя (ФЧВ), где напряжение выпрямляется, последовательного корректирующего уст­ройства (КУ) и усилителя постоянного тока (УПТ). Корректирующее устройство предназначено для обес­печения необходимых динамических свойств следящей системы. Усиленный сигнал подается на вход (обмотки управления) электромашинного усилителя (ЭМУ). Ротор ЭМУ приводится во вращение привод­ным двигателем ПД переменного тока. Нагрузкой ЭМУ является исполнительный двигатель (ИД) посто­янного тока с независимым возбуждением. Исполнительный двигатель через редуктор вращает вал объек­та управления так, чтобы уменьшить сигнал рассогласования, формируемый сельсином-приемником. Для увеличения демпфирования электромашинного усилителя и исполнительного двигателя в систему введена местная обратная связь по току якоря. Сигнал местной обратной связи снимается с резистора и подает­ся на вход УПТ. Таким образом, объект регулирования с требуемой точностью отслеживает угловое перемещение задающего воздействия .