Потенціометрична слідкуюча система

Найчастіше за допомогою слідкуючих ситем по каналам зв’язку передається кут повороту, наприклад, кутове обертання антени радіолокатора. Іншим прикладом слідкуючого режиму може бути зміна частоти гетеродину в системах автоматичної підстройки частоти, яка точно повторює зміну частоти вхідного сигналу.

В системах РА, які відтворюють задану вхідну дію у вигляді механічного кутового переміщення в якості задавачів найчастіше використовуються потенціометричні датчики. Відповідно такі системи називають потенціометричними дистанційними передачами. Розглянемо принцип дії потенціметричної слідкуючої системи, призначеної для дистанційного управління кутом повороту антени.

Функціональна схема потенціометричної слідкуючої системи наведена на рис. 5.1, а. За допомогою рухомого контакту (щітки) потенціометра який влючений в одне з плечів моста , в систему вводять вхідний сигнал – кут , попередньо врівноваживши міст. Умовою рівноваги моста, тобто , є рівнянням . Наявність вхідного сигналу призводить до появи приросту опору , пропорційного куту , внаслідок чого міст виходить із стану рівноваги і на його виході утворюється напруга розузгодження з відповідним знаком (в залежності від того, в який бік буде повертатися щітка потенціометра ). Залежність напруги розузгодження від вхідного сигналу наведена на рис. 5.2,а. З графіку виходить що напруга розузгодження лінійно зв’язана з кутом , тобто .

Одержана таким чином напруга підсилюється одним з трактів диференціального підсилювача постійного струму (ДППС), характеристика якого наведена на рис. 5.2,б.

Підсилена напруга з виходу ДППС потрапляє на виконавчий електродвигун М, який механічно зв’язаний з антеною через редуктор Р. на валу разом з антеною розташований зразковий потенціометр , щітка якого через редуктор з’яднується з вихідним валом виконавчого електродвигуна. Вихідним сигналом потенціометричної слідкуючої системи (ПСС) є кут повороту валу антени.

Приповороті щітки потенціометра на кут відносно осі симетрії робочого діапазону зміни кута (праворуч або ліворуч відносно 180°) виникає приріст , який викликає напругу розбалансу моста віповідного знаку. Ця напруга, підсилена за допомогою ДППС, примушує спрацьовувати виконавчий електродвигун М, тобто вихідний вал повернеться на кут , змінивши величину опору на . При виконанні умови міст врівноважиться, на обмотці збудження виконавчого електродвигуна напруга буде дорівнювати нулю, що призведе до зупинки електродвигуна.

На рис. 5.2,б, в наведені ідеалізовані характеристики ДППС та виконавчого електродвигуна. Ці характеристики, як і характеристики моста, однозначні та симетричні, що дозволяє ДППС відпрацювувати приріст різних знаків, тобто повертати антену в потрібному напрямку за кутом місця. На рис. 5.1,б наведена еквівалентна структурна схема ПСС (її лінеаризована модель), на якій показані кола, сигнали, а також співвідношення для передаточних функцій кіл.

Цикл автоматичного регулювання складається з таких операцій:

Основними сигналами ПСС є:
За допомогою еквівалентної структурної схеми ПСС знайдено співвідношення передаточної функції замкненої ситеми:

Якщо прийняти , то останнє співвцідношення можна переписати таким чином:

Якщоврахувати нелінійність характеристик ДППС, виконавчого електродвигуна і редуктора, то еквівалентна структурна схема та її математичний опис будуть набагато складнішими.

За класифікаційними ознаками потенціометрична слідкуюча система може бути оцінена таким чином:

1)за алгоритмом функціювання – слідкуюча;
2)за принципом управління – замкнена;
3)за властивостями кіл та сигналів – лінійна, неперервна, детермінована;
4)за кількістю контурів регулювання – одноконтурна;
5)за кількістю вихідних сигналів –