Большая советсткая энциклопедия Следящая система

Следящая система

Следящая система, система автоматического регулирования (управления), воспроизводящая на выходе с определённой точностью входное задающее воздействие, изменяющееся по заранее неизвестному закону. С. с. может иметь любую физическую природу и различные способы технического осуществления. Блок-схема (рис. 1) поясняет общий принцип действия С. с. Один из основных элементов С. с. — сравнивающее устройство, в котором производится сравнение фактически получающейся выходной величины х с заданной входной величиной g (t) и вырабатывается сигнал рассогласования e = g (t)—x. Передача величины х с выхода на вход осуществляется по цепи отрицательной обратной связи; при этом знак х меняется на обратный. Т. к. по заданию должно быть х = g (t), то рассогласование e является ошибкой С. с. Эта ошибка в хорошо работающей С. с. должна быть достаточно малой. Поэтому сигнал е усиливается и преобразуется в новый сигнал u, который приводит в действие исполнительное устройство. Исполнительное устройство изменяет х так, чтобы ликвидировать рассогласование. Однако из-за наличия различных возмущающих воздействий f (t) и помех n (t) рассогласование возникает вновь, и С. с. всё время работает на его уничтожение, т. е. "следит" за ним и, в итоге, за заданной величиной g (t). Для осуществления процесса управления с требуемой точностью применяют специальные корректирующие устройства, входящие в состав усилителя-преобразователя, и дополнительные местные обратные связи. В результате сигнал и достаточно сложным образом зависит от ей от параметров состояния самого исполнительного устройства. В некоторых случаях С. с. воспроизводят входную величину g (t) в др. масштабе x (t)= kg (t), где k — масштабный коэффициент, либо в соответствии с более сложной функциональной связью x (t)= = F [g (t)].

Пример С. с. — система отработки на выходном валу (рис. 2) произвольно задаваемого на входе угла поворота q₁(t).

Рассогласование e = q₁(t)— q₂ вырабатывается соединёнными по трансформаторной схеме сельсинами — датчиком и приёмником (последний связан с выходным валом). Исполнительным устройством является система "генератор-двигатель" с редуктором; возмущающее воздействие — изменение нагрузки на выходном валу.

По принципу С. с. работают системы наведения (рис. 3). В С. с. антенны радиолокационной станции рассогласованием служит угловая ошибка между радиолокационным лучом и направлением на цель; исполнительное устройство — электропривод антенны. Автопилот наводимой ракеты также работает по принципу С. с., причём для него рассогласованием служит отклонение ракеты от направления луча, а исполнительным устройством являются рулевая машинка и рули. По принципу С. с. работают многие системы телеуправления и самонаведения. С. с. являются также измерительные приборы, работающие по компенсационному принципу; в них рассогласованием служит разность между показанием прибора и входной измеряемой величиной (см. Компенсатор автоматический). По принципу С. с. работают некоторые вычислительные устройства. С. с., выходной величиной которых является механическое перемещение, называемое следящим приводом (см., например, Следящий электропривод). Примеры С. с. можно обнаружить и в живых организмах.

Расчёт С. с. при её проектировании в целом основан на теории автоматического регулирования и управления. С. с. могут иметь непрерывное управление (линейное, нелинейное) или дискретное (релейное, импульсное, цифровое), что отражается на выборе метода динамического расчёта. Кроме того, производится технический расчёт каждого блока и элемента. Одна из главных целей динамического расчёта С. с. — синтез корректирующих устройств исходя из заданных требований к качеству процесса управления.

Лит.: Проектирование и расчет следящих систем, Л., 1964; Кочетков В. Т., Половко А. М., Пономарев В. М., Теория систем телеуправления и самонаведения ракет, М., 1964; Воронов А. А., Основы теории автоматического управления, ч. 1—3, М. — Л., 1965—70; Бесекерский В. А., Попов Е. П., Теория систем автоматического регулирования, 3 изд., М., 1975.

Е. П. Попов.