Повышение точности измерения угла рассогласования

Чувствительность k сельсинных устройств, применяемых в авиационном оборудовании, как уже отмечалось, составляет примерно 1 В/град. При такой чувствительности сельсинов, выполняющих роль измерительного органа в следящей системе, осуществить высокую степень точности системы не представляется возможным. Действительно, в ряде случаев допустимая величина угла рассо­гласования в следящей системе меньше собственной ошибки сельсинов.

В этом случае выходное напряжение U_вых0 сельсин-приемника, соответствующее допустимым в следящей системе углам рассогласования, настолько мало, что не вызывает реакции со стороны исполнительного устройства системы. Поэтому возникает необходи­мость каким-то образом повысить величину напряжения U_вых0, соответствующего малым углам рассогласования в системы, т. е. повысить чувствительность сельсинной схемы и тем самым повысить томность работы следящей системы в целом.

На практике эта задача решается путем применения повышающем передачи (редуктора) между командной осью и ротором СД и соответственно между исполнительной осью и ротором СП. В этом случае следящая система имеет две сельсинные схемы, образующие два канала измерения рассогласования в системе: грубый и точный каналы, каждый из которых включает в себя сельсин-датчик и сельсин-приемник (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Принципиальная схема грубого и точного каналов следящей системы

На рис. 2.17 обозначены:

Р - редуктор;

С - синхронизатор, переключающий следящую систему с точного канала на грубый и наоборот;

У - усилитель;

Д - исполнительный электродвигатель.

Роторы сельсин-датчика и сельсин-приемника грубого канала связаны соответственно с командной и исполнительной осями следящей системы без повышающих редукторов, т. е. с передаточным отношением 1:1.

Роторы сельсин-датчика и сельсин-приемника точного канала связаны с теми же осями через повышающий редуктор с передаточным отношением i. В этом случае при повороте одной из осей следящей системы роторы сельсинов точного канала вращаются быстрее, чем роторы сельсинов грубого канала. Процесс измерения рассогласования и работа системы при этом осуществляются следующим образом.

Пусть командная ось следящей системы повернулась на угол α₁. Тогда ротор СД грубого канала повернется также на угол iα₁, а ротор СД точного канала - на угол α₁. Если управление исполнительной осью системы вести по грубому каналу, то в результате отработки рассогласования ротор сельсин-приёмника и исполнительная ось системы повернутся на одинаковый угол α₂, равный α₂= α₁±, где  - собственная погрешность сельсинов грубого канала.

При этом остаточное рассогласование Θ₀, или погрешность, в следящей системе будет равно Θ₀= α₁- α₂ = ±.

Если управление исполнительной осью вести по точному кана­лу, то после отработки системой рассогласования ротор СП повернется на угол α₂ = iα₁±, после чего напряжение U_вых.т на выходе датчика станет равно нулю. Исполнительная ось системы при этом повернется на угол , так как она связанс ротором СП через редуктор с передаточным отношением i. Следовательно, остаточное рассогласование Θ'₀ или погрешность, в следящей системе в этом случае будет

.

Таким образом, погрешность в следящей системе при управле­нии по точному каналу уменьшается в i раз.

Последнее становится понятным, если учесть, что введение точного канала с повышающей передачей между сельсином и осью системы соответствует как бы увеличению крутизны характеристики U_вых0 = f (Θ) сельсинной схемы. Действительно, для грубого канала сельсинов одному обороту командной оси системы соответствует один период изменения выходного напряжения U_вых0. Для точного канала одному обороту оси системы соответствует i периодов изменения U_вых0. Поэтому для получения максималь­ного значения выходного напряжения U_{вых. макс} в грубом канале сельсинов необходимо задать рассогласование Θ'_Г = 90° (рис. 2.14), а в точном канале - .

Следовательно, точный канал сельсинов позволяет более точно осуществлять измерение рассогласования в системе, причем тем точнее, чем больше величина i.

Однако чрезмерное увеличение передаточного отношения редуктора i нельзя считать целесообразным.

В некоторых авиационных следящих системах величина i = 31. В этом случае управление следящей системой при малых углах рассогласования (<3°) осуществляется с помощью точного канала сельсинов, при больших углах рассогласования - с помощью грубого канала. Переключение системы с одного канала па другой осуществляется с помощью специальных переключающих устройств - синхронизаторов.

Следящие системы, имеющие грубый и точный каналы измерения 0, называются двухскоростными или двухканальными.

Чрезмерное увеличение передаточного отношения i редуктора в точном канале сельсинов вызывает затруднения в работе синхронизаторов, так как время, в течение которого должно быть сделано переключение с точного канала на грубый, с увеличениемi уменьшается. Кроме того, при чрезмерном увеличении i начинает сильно сказываться влияние люфтов в передаче.