Способ регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

1. Способ регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания путем измерения сигнала ошибки частоты вращения, преобразования сигнала ошибки по пропорционально-интегральному закону, формирования с помощью нелинейного элемента форсирующего сигнала после достижения сигналом ошибки порогового значе-, ния, суммирования форсирующего сигнала с сигналом, преобразованным по пропорционально-интегральномузакону с получением управляющего сигнала, и воздействия последним на орган трпливоподачи двигателя , отличанущийся тем, что, с. целью повышения эффективности путём .сокращения динамических отклонений и длительности переходных процессов, сигнал ошибки частоты вращения интегрируют с помощью интегратора с получением интегральной составляющей , дифференцируют с помощью дифференциатора , дифференцированный сигнал и сигнал ошибки перемножают с помощью блока произведения, выходным сигналом которого управляют нелинейным элементом с формированием форсирующего сигнала в ви§ де однозначной функции при положительном знаке сигнала блока произведения, приравниванием нулю форсирующего сигнала при изменении знака сигнала блока произведения с положительного на отрицательный и сохранением форсирующего сигнала нулевым до изменения знака сигнала блока произведения с отрицательного на положительный .. Ь О . Ь ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К ABTQPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ (21) 3637763/24-06 (22) 25.08.83 (46) О?.04.85. Бюл. № 13 (72) О; А. Горбунов, Е. С. Ковалевский, Б. П. Колосов, В. Ф. Руденко и В. Н. Харитонов (7I) Коломенский тепловозостроительный завод им. В. В. Куйбышева (53) 621.432-55 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 344419, кл. G 05 D 13/50, 1970. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания путем измерения сигнала ошибки частоты вращения, преобразования сигнала ошибки по пропорционально-интегральному закону, формирования с помощью нелинейного элемента форсирующего сигнала после достижения сигналом ошибки порогового значе-, ния, суммирования форсирующего сигнала

„„SU„„1149()45 A

4(ц F 02 D 31/00; G 05 D 13/50 с сигналом, преобразованным по пропорционально-интегральному закону с получением управляющего сигнала, и воздействия последним на орган топливоподачи двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем сокращейия динамических отклонений и длительности переходных процессов, сигнал ошибки частоты вращения интегрируют с помощью интегратора с получением интегральной составляющей, дифференцируют с помощью дифференциатора, дифференцированный сигнал и сигнал ошибки перемножают с помощью блока произведения, выходным сигналом которого управляют нелинейным элементом с формированием форсирующего сигнала в виде однозначной функции при положительном 3 знаке сигнала блока произведения, приравниванием нулю форсирующего сигнала при изменении знака сигнала блока произведения с положительного на отрицательный и сохранением форсирующего сигнала нулевым до изменения знака сигнала блока произведения с отрицательного на положительный.

1149045

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, при изменении знака сигнала блока произведения с положительного на отрицательный форсирующий сигнал, предшествующий изменению, запоминают и суммируют с интегральной составляющей сигнала ошибки частоты вращения.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при изменении знака сигнала блока произведения с отрицательного на положительный форсирующий сигнал формируют только после предварительного снижения сигнала ошибки ниже порогового значения.

4. Устройство регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, содержащее нелинейный элемент, интегратор, блок, пропорционального преобразования, сумматор и измеритель ошибкн частоты вращения, причем выходы последнего подключены к нелинейному элементу, к первому входу интегратора и первому входу блока пропорционального преобразования, выходы которых соединены с входами сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, оно дополнительно содержит дифференциатор, первый и второй нуль-органы, первую и вторую схемы И, первую схему ИЛИ и ключ, причем первый прямой вход первой схемы И соединен с первым инверсным входом второй схемы И и выходом первого нуль-органа, второй прямой вход первой схемы И вЂ” с вторым инверсным входом второй схемы И и выходом второго нуль-органа, вход первого нуль-органа — с входом

Изобретение относится к машийостроению, в частности к двигателестроению, а именно к области автоматического регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. 5

Известен способ регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания путем измерения сигнала ошибки частоты вращения; преобразования сигнала ошибки по пропорционально-интегральному закону, формирования с помощью нелинейного элемента форсирующего сигнала после достижения сигналом ошибки порогового значения, суммирования форсирующего сигнала с сигналом, преобразованным по пропорционально-интегральному закону с получением уп- 15 равляющего сигнала, и воздействия последним на орган топливоподачи двигателя (1). дифференциатора и выходом измерителя ошибки частоты вращения, выход дифференциатора связан с входом второго нульоргана, выходы первой и второй схем И соединены с входами. первой схемы ИЛИ, выход которой подключен к управляющему входу ключа, входная цепь которого соединена с выходом нелинейного элемента, а выходная — с вторым входом блока пропорционального преобразования.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, . то оно дополнительно содержит коммутатор и соединенные последовательно формирователь модуля, третий нуль-орган, второй одновибратор, вторую схему ИЛИ и первый одновибратор, причем первый вход коммутатора связан с выходом нелинейного элемента, его управляющий вход — с выходом первого одновибратора, а выход — с входом интегратора, второй вход второй схемы ИЛИ соединен с выходом первой схемы ИЛИ, а вход формирователя модуля — с выходом нелинейного элемента.

6. Устройство по пп. 4 и 5, отл;.чающееся тем, что прямой выход второй схемы ИЛИ подключен к третьему прямому входу первой схемы И и прямому входу второй схемы И.

7. Устройство.по пп. 4 и 5, отличающееся тем, что коммутатор выполнен в виде управляемого переключателя, у которого нормально закрытый контакт связан с входной цепью коммутатора, нормально открытый контакт— с выходной цепью коммутатора, а перекидной контакт подключен к элементу памяти, например конденсатору.

Известно также устройство для осуществления способа, содержащее нелинейный элемент, интегратор, блок пропорционального преобразования, сумматор и измеритель ошибки частоты вращения, причем выходы последнего подключены к нелинейному элементу, к первому входу интегратора и первому входу блока пропорционального преобразования, выходы которых соединены с входами сумматора 11).

Однако известные способ и устройство не обеспечивают достаточного сокращения динамических отклонений и длительности переходного процесса, тем более, что повышение общего коэффициента усиления также ограничено устойчивостью системы регулирования.

49045

Цель изобретения — повышение эффективности путем сокращения динамических отклонений и длительности переходных процессов.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания путем измерения сигнала ошибки частоты вращения, преобразования сигнала ошибки по пропорционально-интегральному закону, формирования с помощью нелинейного эле- 10 мента форсирующего сигнала после достижения сигналом ошибки порогового значения, суммирования форсирующего сигнала с сигналом, преобразованным по пропорционально-интегральному закону с получением

- управляющего сигнала, и воздействия последним на орган топливоподачи двигателя, сигнал ошибки частоты вращения интегрируют с помощью интегратора с получением интегральной составляющей, дифференцируют с помощью дифференциатора, диффе- 20 ренцированный сигнал и сигнал ошибки перемножают с помощью блока произведения, выходным сигналом которого управляют нелинейным элементом с формированием форсирующего сигнала в виде однозначной функции при положительном знаке сигнала бло25 ка произведения, приравниванием нулю форсирующего сигнала при изменении знака сигнала блока произведения с положительного на отрицательный и сохранением фор.сирующего сигнала нулевым до изменения 30 знака сигнала блока произведения с отрицательного на положительный.

При этом при изменении знака сигнала блока произведения с положительного на отрицательный форсирующий сигнал, предшествующий изменению, запоминают и суммируют с интегральной составляющей сигнала ошибки частоты вращения.

Кроме того, при изменении знака сигнала блока произведения с отрицательного на положительный форсирующий сигнал фор- 40 мируют только после предварительного снижения сигнала ошибки ниже порогового значения.

Устройство регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, со- 45 держащее нелинейный элемент, интегратор, блок пропорционального преобразования, сумматор и:измеритель ошибки частоты вращения, причем выходы последнего подключены к нелинейному элементу, к первому входу интегратора и первому входу блока про- 50 порционального преобразования, выходы которых соединены с входами сумматора, дополнительно содержит дифференциатор, первый и второй нуль-органы, первую и вторуго схемы И, первую схему ИЛИ и ключ, причем первый прямой вход первой схемы И соединен с первым инверсным входом второй схемы И и выходом первого нуль-органа, 4 второй прямой вход первой схемы И вЂ” с вторым инверсным входом второй схемы И и выходом второго нуль-органа, вход первого нуль-органа — с входом дифференциатора и выходом измерителя ошибки частоты вращения, выход дифференциатора связан с входом второго нуль-органа, выходы первой и второй схем И соединены с входами первой схемы ИЛИ, выход которой подключен к управляющему входу ключа, входная цепь которого соединена .с выходом нелинейного элемента, а выходная — с вторым входом блока пропорционального преобразования.

Устройство дополнительно содержит коммутатор и соединенные последовательно формирователь модуля, третий нуль-орган, второй одновибратор, вторую схему ИЛИ и первый одновибратор, причем первый вход коммутатора связан с выходом нелинейного элемента, его управляющий вход — с выходом первого одновибратора, а выход — с входом интегратора, второй вход второй схемы ИЛИ соединен с выходом первой схемы

ИЛИ, а вход формирователя модуля — с выходом нелинейного элемента.

Причем прямой выход второй схемы ИЛИ подключен к третьему прямому входу первой схемы И и. прямому входу второй схемы И.

При этом коммутатор выполнен в виде управляемого переключателя, у которого нормально закрытый контакт связан с входной цепью коммутатора, нормально открытый контакт — с выходной цепью коммутатора, а перекидной контакт подключен к элементу памяти, например конденсатору.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы регулирования; на фиг. 2 — временные диаграммы процесса преобразования одних величин в другие; на фиг. 3 — принципиальная схема устройства; на фиг. 4 схема коммутатора с элементом памяти и подключение его к интегратору.

На фиг. l — 4 обозначено: w — частота вращения двигателя внутреннего сгорания (регулируемый параметр); Х, — сигнал задания; р. — сигнал ошибки частоты вращения; Х,— форсирующи"; Х,— сигнал управления; Х, — интегральная составляющая сигнала ошибки частоты вращения

Хп — пропорциональная составляющая сигнала ошибки частоты вращения; У вЂ” управляющий сигнал; Я. — сигнал нагрузки;

С„ С, — конденсаторы; R — резистор, Вх, Вых, У„р — входная, выходная и управляющая цейи коммутатора, соответственно;

tr — момент достижения сигналом. ошибки порогового значения; Б., t — момент изменения знака произведения сигнала ошибки и его производной; t — момент вхождения сигнала ошибки е в зону порогового значения Я.

Система (фиг. 1) содержит измеритель 1 сигнала ошибки, блок 2 пропорционального преобразования сигнала ошибки, интегратор 3, сумматор 4, нелинейный элемент 5, дифференциатор 6, блок 7 произведения, формирователь .8 сигнала управления, блок

9 памяти и двигатель 10 внутреннего сгорания (объект регулирования).

Формирователь 8 вырабатывает сигнал управления Х„, если знак произведения сигнала ошибки и его производной положителен т.е. менты времени от 1, до t< когда E О), в результате чего рост ошибки а замедляется. Выходной сигнал блока 9 памяти (фиг. 1) в первой фазе переходного процесса (Я.Е> О) отсутствует, а сигнал Хц интегратора 3 равен

Хц — — Ти, 1 где Т вЂ” постоянная интегрирования.

В момент t = 1,сигнал Y достигает своего установившегося значения, и рост ошибки е прекращается (фиг. 2). Динамическое отклонение ошибки е меньше, чем в известных способах, в силу того, что сигнал Y органа топливоподачи двигателя 10 раньше компенсирует изменение сигнала нагрузки Я..

Одновременно в момент t = t происходит изменение знака произведения сигнала ошибки и его производной с положительного на отрицательный, в результате чего сигнал управления Ху формирователя 8 и форсирую10

15 го

>< (О, при 6.Ь0

$ Х, при а4>0 щий сигнал Х нелинейного элемента 5 становятся равными нулю. Благодаря этому во второй фазе переходного процесса (с момента t ) система работает в линейном ре25 жиме и исключается перерегулирование ошибки и снижение запасов устойчивости.

Однако вторая фаза переходного процесса затянута по времени и имеет колебательный характер, так как после исчезнования форсирующего сигнала Хфуправляющий сигнал Y вновь становится меньше сигнала нагрузки, что вызывает в свою очередь изменение знака производной сигнала ошибки и появление форсирующего усигнала и т.д.

Переходный процесс заканчивается только тогда, когда интегральная составляющая X достигнет своего установившегося значения.

Для сокращения длительности второй фазы переходного процесса и исключения колебательности в момент t = t изменения знака произведения сигнала ошибки и его производной с положительного на отрицательный блок 9 памяти по заднему фронту сигнала Xz, запоминает уровень форсирующего сигнала Хф, предшествующий изменению знака, и запомненный сигнал суммируется с интегральной составляющей и интеграторе 3 (фиг. 1), после чего сигнал блока памяти снимается. Сигнал Х„с момента t равен

50 и имеет форму, показанную на фиг. 2.

Благодаря переходу форсирующего сигнала Х из пропорциональной составляющей в интегральную суммарный сигнал Y в момент t = t не изменяется. Поэтому ошибка E (фиГ. 2) быстро и монотонно уменьшается до нуля, а частота вращения восстанав55

При поступлении сигнала управления

Ху Ф 0 нелинейный элемент 5 формирует форсирующий сигнал Х в виде однозначной функции сигнала ошибки, например линейной: х =

f0, при Х> 0 (6.EcO) или !Е! (g.

1К (б — Е"), при X W 0 (Е-Е>0) и 16I>,, где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

, — пороговое значение сигнала ошибки.

Способ регулирования осуществляют следующим образом.

На установившихся режимах и при отработке медленно меняющихся сигналов 3. и Х величина ошибки меньше порогового значения е., форсирующий сигнал Х ч, отсутствует и система работает как линейная с пропорционально-интегральным знаком регулирования, обеспечивая устойчивость и точное поддержание частоты вращения в соответствии с сигналом задания X> .

При мгновенном изменении, в частности, сигнала нагрузки 3., например, в сторону увеличения частоты вращения итуменьшается, а ошибка ь увеличивается. Пунктиром (фиг. 2) изображены переходные процессы при отсутствии форсирующего сигнала Xq по известным способам. Ошибка возрастает до момента, пока управляющий сигнал У органа топливоподачи двигателя не достигнет уровня установившегося режима, после чего ошибка с некоторым перерегулированием уменьшается до нуля. Сигнал У содержит интегральную Хц и пропорциональную Х„ составляющие, уровень воздействия которых, как, указывалось, ограничен устойчивостью регулирования.

В первой фазе переходного процесса при возрастании ошибки а произведение а.(> О, формирователь 8 (фиг. 1) вырабатывает сигнал управления Х, воздействующий на управляющий вход нелинейного элемента 5, который с момента t = t, (фиг. 2) достижения ошибкой е порогового значения ь. формирует форсирующий сигнал Хр. Последний, пройдя через блок 2 пропорционального преобразования (фиг. 1) и сумматор 4, резко изменяет управляющий сигнал У органа топливоподачи двигателя 10 и компенсирует изменение сигнала нагрузки Я (фиг. 2, моХ = Х при t = 1 + >$6(t) сИ

1149045

7 ливается до своего установившегося значения.

Для того, чтобы во второй фазе переходного процесса на выходе нелинейного элемента 5 (фиг. 1) не появился форсирующий сигнал в силу ложной смены знака произведения сигнала ошибки и его производной с отрицательного на положительный, например в связи с наличием в системе помех, при указанной смене знака с момента t = t> нелинейный элемент 5 блокирует формиро- 10 ватель 8 так, что последний вырабатывает сигнал управления Ху с момента t, (фиг. 2) вхождения сигнала ошибки в зону порогового значения а..

Устройство (фиг. 3) для реализации предлагаемого способа, кроме измерителя 1 ошиб15 .ки частоты вращения, блок 2 пропорционального преобразования, интегратора 3, сумматора 4, нелинейного элемента 5, реализующего зону нечувствительности с порогом . и усиление входного сигнала, содержит диф- 20 ференциатор 11, первый 12 и второй 13 нульорганы, первую 14 и вторую 15 схемы И, первую схему ИЛИ 16, управляемый ключ

17, формирователь 18 модуля, третий нульорган 19, первый одновибратор 20, вторую 25 схему ИЛИ 21, второй одновибратор 22 и коммутатор 23.

Выход измерителя 1 ошибки частоты вращения подключен к первым входам блока 2 пропорционального преобразования и интегратора 3, выходы которых соединены с 30 входами сумматора 4. Указанные элементы и связи между ними образуют линейную часть устройства.

Нелинейный форсирующий сигнал вырабатывается нелинейным элементом 5. Вход его подключен к измерителю 1 ошибки, а выход — к входу коммутатора 23 и через ключ 17 к второму входу блока 2 пропорционального преобразования. Ключ 17 управляется схемой сравнения знаков ошибки и ее производной. С этой целью вход перво- 40, го нуль-органа 12 и через дифференциатор

11 вход второго нуль-органа 13 соединены с измерителем 1 ошибки, выход первого нуль-органа 12 подключен к первому прямому входу первой схемы И 14 и к первому инверсному входу второй схемы И 15, выход второго нуль-органа 13 — к второму прямому входу первой схемы И 14 и к второму инверсному входу второй схемы И 15, а выходы первой 14 и второй 15 схем И— к входам первой схемы ИЛИ 16, выход ко- 50 торой является сигналом управления Х„ схемы сравнения.

Для запоминания сигнала с выхода нелинейного элемента 5 и подачи указанного сигнала на второй вход интегратора в мо- 55 мент смены знака произведения Е. а с положительного .на отрицательный служит коммутатор 23. Управляемый первым одновиб8 ратором 20, вход которого соединен с инверсным выходом второй схемы ИЛИ 21, у которой первый вход соединен с выходом первой схемы ИЛИ 16.

Для блокировки схемы сравнения знаков ошибки и ее производной прямой выход второй схемы ИЛИ 21 подключен к третьему прямому входу первой схемы И 14 и прямому входу второй схемы И 15, а второй вход второй схемы ИЛИ 21 через последовательно соединенные формирователь модуля 18, третий нуль-орган 19 и второй одновибратор 22 подключен к выходу нелинейного элемента 5.

Устройство для реализации предлагаемого способа работает следующим образом.

На установившемся режиме и при отработке медленно меняющихся сигналов нагрузки Я и задания Х величина ошибки е меньше порогового значения Е., форсирующий сигнал на выходе нелинейного элемента 5 отсутствует, на сумматор 4 поступают сигналы, пропорциональные .ошибке с блока 2 пропорционального- преобразования и интегралу от ошибки с интегратора 3, т.е. устройство осуществляет линейное регулирование по пропорционально-интегральному закону и обеспечивает устойчивость и точ- ное поддержание частоты вращения в соответствии с сигналом задания Х .

В переходном режиме при изменении нагрузки 3, в первой его фазе сигнал ошибки Я и его производная имеют одинаковые знаки, поэтому сигналы с нуль-органов 12 и 13 одинаковы (либо нулевые, либо единичные). Однако пока ошибки я по модулю меньше я. схем И 14 и 15 остаются закрытыми, то на их прямые входы действует нулевой сигнал с прямого выхода второй схемы ИЛИ 21. Сигнал управления Ху с выхода первой схемы ИЛИ 16 также отсутствует.

С момента t = t, достижения ошибки Е порогового значения нелинейный элемент 5 формирует форсирующий сигнал. Одновременно сигнал появляется на выходе формирователя 18 модуля, вызывающий срабатывание третьего нуль-органа 19, под действием которого на выходе второго одновибратора 22 возникает прямоугольный единичный импульс. На прямом выходе второй схемы

ИЛИ 21 появляется единичный сигнал, при этом одна из двух схем И 14 и 15 оказывается открытой, схема И 14, если знаки ошибки е и ее производной положительны и, следовательно, выходы нуль-органов 12 и 13 имеют единичное значение (при набросе нагрузки на двигатель), или схема И 15, если знаки ошибки е и ее производной отрицательны и выходы нуль-органов 12 и 13 имеют нулевое значение (при сбросе нагрузки на двигатель). В этом случае на выходе первой схемы ИЛИ 16 также появ!

149045

25

"0

55 ляется единичный сигнал у (равления л,„ который замыкаег клю- /:i одноврс .:нBv фиксирует втору(о с:(е .у ИЛИ 2! з открь(точ состоянии и после оконч:.((.я действия прямоуГОлънОГО импульса с вых;.. i BTopoI О.оч,новибратора 22. Длитель кость импульса последнего выбирается такой.. (то за время его действия успевасг Г гработать схь ма

СраВНЕНИя ЗиаКОВ И Ila . ЫXOI(ПЕрВОй (vVeмы ИЛИ ((. появляется сигнал управлсния ÕI,.

Ключ 17 подключает нелинейный эле(ент

5 к второму входу блока 2 пропорционального преобразования. Форсирующий сигнал с выхода нелинейного элемента 5, пройдя через блок 2 и сумматор 4 резко изменяет управляющий сигнал !(органа топливоподачи двигателя.

В мо((, нт I. =- (изменения знака производной О,:. >ки z изменяется сигнал второго нуль-;:р - на 13, который закрывает открь(ту;о схех(: Н, Ii!iB эгом втОрая схема И остаетс» .",.-,;режи му закры (ой под действи ем неиз:.пенившегося сигнала первого нульоргана !2. Напр((мер, при набросе нагрузки в первои фазе переходного процесса знаки ошибки " и ее производной положительны, нуль-орга((ь(12 и 13 имеют единичпые выходные сигналы и с ;: омента поступления единичного сигнала с прямого выхода второй схемы ИЛИ 21 открываетс (первая схема

И 14, в то время как схема И 5 закрыта.

При изменении знака производной ошибки Ь во второй фазе переходного процесса на выходе «торо o нуль-органа !3 появляется нулевой сигнал, оторы . закрывает первую схему ! - .; р; то"." вторая схема И 15 также закрыта, так как на ее первый инверс((ь,. .: :",: (Ост;т(агт единичный сигнал с первог...,,(: орки :.. 22. (налогично работает с: --:(: ср::.зн х(:;л и чри сбросе нагрузки к;, (а в псвво(((я". - Перехо ((IÎÃÎ проце(са зн;=ки Ошибки и ес п,l:» =Bî <иой отрицаГСЛЫ(Ы, с i 0(i ЛИШЬ PB:IBII I;.(! i 0 С ВЬ(ХОДОВ

}I)ë ь-с „. «! ((;i в и . р а((((:,: : и реходиОГО ((p(lцесс:„ ((о. (,"„(а((;1 " (.,," . -, I; ч I, (ы, „, (g крывается, а затем закрывается вторая схема И 15.

Во второй фазе переходного процесса, когда знаки ошибки и ее производи(1й противоположны, обе схемы И закрыты, и на выходе первой схемы ИЛИ 16 устанавливается нулевой сигнал управления Х, размыкающий ключ 17, форсирующий сигнал Х, становится равным нулю. Одновременно с исчезновением сигнала Ху закрывается вторая схема ИЛИ, что приводит к изменению сигнала на его инверсном выходе с нулевого на единичный, вследствие чего на выходе первого одновибратора 20 возникает прямоугольный единичный импульс, под действием которого коммутатор 23 подсоединяет выход нелинейного элемента 5 к второму входу ин!

0 (егратора д. 1аким образом, величина формирующего сигнала B момент изменения знака производной ош бки запоминается и суммируется с и(.тегральной составляющей сигнала оп;ибки. Длительность импульса одновибратора 20 выбирается минимальной, но достато ((.Ой для суммирования запомненно.о форсируюп его сигнала

Коммутатор с элементом памяти может быть выполнен по (.v("I((Гфиг. 4), где имеет ся интегратор 3, включающий входной резистор 1х, вход которого соединен с выходом измерителя ошибки частоты вращения, и операционньгй усилитель 24, охваченный через конденсатор С. емкостной обратной связью. Коммутатор 23 представляет собой управляемый переключатель 25, у которого нормально закрытый контакт является входной цепью, подключенной к нелинейному элементу, нормально открытый контакт выходной цепью, связанной с вторым входом интегратора 3, а перекидной контакт подключен к элементу памяти, в частности конденсатору С,.

Коммутатор работает следующим образом.

В момент, предшествующий изменению знака производной ошибки, сигнал на управляющем входе переключателя 25, поступающий с первого (фиг. 3) одновибратора 20, отсутствует, и конденсатор С, (фиг. 4) заряжен сигналом входной цепи, т.е. нелинейного элемента 5 (фиг. 3). При изменении знака производной ошибки под действием прямоуГолъ((01 О е I!IHHчнОГО импульса IippBQго одновибратора 20 конденсатор С, (фиг. 4) подсоеди(;I;- ;. через нормально открытый контакт переключателя 25 к второму входу интегратора 3 и, разряжаясь, передает заранее запомненный сигнал на выход интегратора с коэффициентом, зависящим от отношения,мкостей конденсаторов С и С.

Для ограни (ения тока выходная цепь коммутатора 23 может быть подсоединена к второму входу интег„3 через дополнимльный резистор. После исчезновения сигнала на управляющем входе конденсатор Q вновь подключается к входной цепи коммутатора.

Если во второй фазе переходного процесса происходит ложная смена знака производной ошибки е, например, из-за наличия помех, устройство не отреагирует, так как вторая схема ИЛИ 21 (фиг. 3) остается закрытой, которая может открыться только с появлением импульса на выходе второго одновибратора 22, т.е. после предварительного снижения ошибки г. ниже порогового значения, что является обязательным условием для срабатывания третьего нуль-органа 19.

Параметры линейной- части устройства (коэффициент усиления блока пропорционального преобразования и постоянная ин1149045

ll тегрирования интегратора) выбираются исходя из того, чтобы обеспечить необходимые запасы устойчивости и монотонность второй фазы переходного процесса.

Уровень форсирующего сигнала (коэффициент пропорциональности К) выбирается из условия обеспечения заданных динамических отклонений при резких изменениях нагрузки на двигатель.

Начало воздействия форсирующего сигнала определено моментом равенства отклонения ошибки частоты по модулю пороговому значению б„которое с точки зрения качества переходных процессов должно быть

12 равно нулю. Но в реальных системах всегда имеются случайные возмущения, вызывающие нестабильность частоты вращения и сигнала ошибки на установившихся режимах. Поэтому пороговое значение следует выбирать минимальным, но достаточным для того, чтобы на установившихся режимах нестабильность сигнала ошибки не вызыв;.ла возникновения форсирующих импульсов на выходе устройства.

1О Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить эффективность регулирования путем сокращения динамических отклонений и длительности переходных процессов.

Ц7и г.,/

Щ/2. -г

Составитель В. Славиихов

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 1847/24 Тираж 538 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4