Частотно-импульсный регулятор

 

Изобретение относится к автоматическим регуляторам, выходным сигналом которых является серия модулированных по частоте электрических импульсов, и может быть применено для регулирования различных процессов. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение перерегулирования, которая достигается введением второго интегратора, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого ключевых элементов, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ и блока абсолютных значений, введение которых с соответствующими функциональными связями позволяет уменьшить порог срабатывания несимметричных релейных элементов в моменты изменения полярности сигнала рассогласования на входе регулятора и формировать дополнительный управляющий сигнал. 2 ил. (Л

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„4 G, 05 в 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3903179/24-24 (22) 31,05.85 (46) 23. 12.86. Бюл. 11- 47 (72) В. В. Макаров, К.Д. Абулгазинов, Н.Н. Улыбин и В.М. Лохин (53) 62-50 (088. 8) (56) Известия Ленинградского электротехнического института, 1969, вып. 81, с ° 187.

Авторское свидетельство СССР

И 1096608, кл. G 05 В 11/30, 1984. (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматическим регуляторам, выходным сигналом которых является серия модулированных по частоте электрических импульсов, и может быть применено для регулирования различных процессов. Цель изобретения — повышение быстродействия и уменьшение перерегулирования, которая достигается введением второго интегратора, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого ключевых элементов, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ и блока абсолютных значений, введение которых с соответствующими функциональными связями позволяет уменьшить порог срабатывания несимметричных релейных элементов в моменты изменения полярности сигнала рассогласования на входе регулятора и формировать дополнительный управляющий сигнал. 2 ил.

1278806

Изобретение относится к автоматическим регуляторам, выходным сигналом которых является серия модули" рованных по частоте электрических импульсов, и может быть применено для регулирования различных процессов в теплоэнергетике и химии, в том числе при использовании в качестве исполнительных устройств механизмов с постоянной скоростью перемещения.

Целью изобретения является повышение быстродействия и уменьшение перерегулирования.

На фиг.1 представлена функциональная схема частотно-импульсного регулятора, на фиг.2 — эпюры выходных напряжений отдельных блоков регулятора при отработке управляющеCI го воздействия, Регулятор содержит усилитель 1 напряжения, интеграторы 2 и 3, несимметричные релейные элементы 4-7, элементы ИЛИ 8-12, одновибраторы

13-17, усилители 18 и 19 мощности задатчики 20 и 21 зоны нечувствительности, ключевые элементы 2228, блок 29 абсолютных значений и

RS-триггер 30.

Кроме того, на фиг. 1 и ? принятые следующие обозначения: U

Вх входное напряжение регулятора, равное разности между заданным и действительным значениями регулируемого параметра, U — выходное напряжение усилителя 1; U — выходное напряжение интегратора Z, U, и U выходные напряжения соответственно несимметричных релейных элементов

6 и 7 U u U — выходные напряже в ния соответственно элементов ИЛИ 9 и !2; U u U — выходные напряжеВ ния соответственно усилителей 18 и

19 мощности, U — выходное напряжение одновибратора 15, Б„он U« выходные напряжения соответственно первого и второго несимметричных релейных элементов 4 и 5; U è П

13 выходные напряжения соответствейно одновибраторов 13 и 14; U, — выходное напряжение RS-триггера 30;U«вЂ” выходное напряжение 29 блока абсолютных значений.

Регулятор работает следующим образом.

На вход регулятора поступает сигнал U ..,,равный разности между

B Õ заданным и действительным значениями регулируемого параметра, и усиливается усилителем 1, с выхода которого напряжение U поступает на

t входы интеграторов . и 3, а также на входы несимметричных релейны х элементов 4 и 5, которые служат для определения знака рассогласования.

В случае, если, например, сигнал рассогласования U имеет положиsx тельное значение, а усилитель 1 осуществляет усиление сигнала без его инвертирования, на выходе несимметричного релейного элемента 4 имеется постоянное напряжение положительной полярности, а на выходе релейного элемента 5 сигнал равен О.

Сигнал U, интегрируется и инвертируется интеграторами 2 и 3. С выхода интегратора 2 сигнал U поступаЯ ет на входы несимметричных релейных элементов 6 и 7„ Величина зоны нечувствительности последних определяется величиной напряжения на их управляющих входах и может изменяться в зависимости от состояния ключевых элементов 24-27. Принимают за исходное состояние схемы при попожительной полярности сигнала рассогласования U и при отсутствии сигнала U 4 на управляющих входах указанных ключевых элементов. Ключевые элементы 24 и 25 в приведенном примере реализации используются в исполнении; при котором замыкают цепь при подаче управляющего сигнала, а ключевые элементы 23, 26 и 27 — в исполнении, при котором размыкают цепь при подаче управляющего сигнала. Таким образом, в исходном состоянии величина эоны нечувствительности несимметричных релейных элементов 6 и 7 определяется величиной сигнала на выходе задатчиков 20 и

21, а сигнал U на выходе блока 29 абсолютных значений оказывается отключенным от управляющих входов несимметричных релейных элементов 6 и 7.

При достижении сигналом U на выходе интегратора 2 величины, превышающей зону нечувствительности соответствующего несимметричного релейного элемента (элемента 7, последний срабатывает, и на его выходе возникает сигнал U поступающий через элементы ИЛИ 8 и 21 соответственно на входы одновибраторов 15 и 17.

Одновибратор 17 фор:яирует импульс уп1278806 равления заданной длительности g,ïoñтупающий в виде напряжения U на од8 ну из обмоток исполнительного механизма, а одновибратор 15 — короткий импульс, вызывающий срабатывание $ ключевых элементов 22 и 28 и обнуление интеграторов 2 и 3. При сохранении полярности сигнала рассогласования дальнейший процесс повторяется, и на выходе регулятора формируется последовательность модулированных по частоте импульсов управления.

При изменении полярности сигнала рассогласования происходит уменьшение до 0 сигнала 0„ на выходе не- 15 симметричного релейного элемента 4 и возникновение сигнала U на выходе

11 несимметричного репейного элемента 5.

Запускается одновибратор 14. Сигнал

U íà его выходе вызывает переклю- 20

13 чение RS-триггера 30. На прямом выходе последнего возникает сигнал U который вызывает переключение ключевых элементов 23-27. Одновременно благодаря поступлению сигнала П, на выходы элементов ИЛИ 9 и 12 проис" ходят формирование управляющего импульса U и обнуление интегратора 2.

Переключение ключевых элементов 2327 вызывает изменение порога сраба- 30 тывания несимметричных репейных элементов 6 и 7. Благодаря тому, что порог срабатывания определяется напряжением на выходе интегратора 3 в момент изменения знака сигнала рассогласования, последующее срабатывание регулятора с формированием импульса управления на его выходе происходит при изменении сигнала рассогласования на величину, пропор- 40 циональную величине сигнала на выходе интегратора 2 в момент изменения знака U При равенстве коэффициентов усиления интеграторов 2 и 3 тем самым обеспечивается фикси- 4$ рованный отрицательный гистерезис в нелинейной характеристике частотно-импульсного регулятора.

После первого срабатывания регулятора при пороге срабатывания, 50 определяемом сигналом U с выхода блока 29 абсолютных значений, происходит восстановление схемы в исходное состояние благодаря переключению RS-триггера 30. Дальнейший процесс повторяется при работе соответствующих элементов до установления в системе автоматического регулирования устойчивого автокопебательного режима.

При применении предлагаемого регулятора время регулирования уменьшается на 20-30 при уменьшении перерегулирования на 15-207..

Формула изобретения

Частотно-импульсный регулятор,содержащий первый и второй задатчики зоны нечувствительности, KSтриггер, первый, второй, третий и четвертый несимметричные репейные элементы; первый, второй, третий,четвертый и пятый одновибраторы и первый усилитель-, к выходу которого через первый и второй несимметричные репейные элементы подключены входы первого и второго одновибраторов соответственно и вход первого интегратора, параллельно конденсатору которого подключен первый ключевой элемент, входы третьего и четвертого несимметричных репейных элементов соединены между собой, а выходы через первый элемент ИЛИ соединены с входом третьего адновибратора, выходы четвертого и пятого одновибраторов соединены соответственно с входами второго и третьего усилителей, отЛичающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения перерегулирования, он дополнительно содержит второй интегратор, второй, третий, четвертый,пятый, шестой и седьмой ключевые элементы, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ и блок абсолютных значений, вход которого соединен с выходом второго интегратора, параллельно конденсатору которого подключен седьмой ключевой элемент,а выход через третий ключевой элемент соединен с управляющим входом третьего несимметричного релейного элемента и через четвертый ключевой элемент с управляющим входом четвертого несимметричного элемента, причем вход второго интегратора соединен с входом первого интегратора через второй ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера и управляющими входами третьего, четвертого, пятого и шестого ключевых элементов, выход первого интегратора сое127РЙОб динен через третнн несимметричный релейный элемент с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого, соединен с входом четвертогс одновибратора, а через четвертый несим— метричный релейный элемент — с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом пятого одновибратора, выход первого одновибратора соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и вторыми входами третьего и пятого элементов ИЛИ, выход второго одновибратора соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с S-входом триггера, R-вход которого соединен с выходом третьего., одновибратора, с управляющим входом седьмого ключевого элемента и третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого ключевого элемен10 та, выход первого задатчика зоны не" чувствительности через пятый ключевой элемент подключен к выходу третьего ключевого элемента, а выход второго задатчика зоны нечувствительности через шестой ключевой элемент подключен к выходу четвертого ключевого элемента.

1278806

Составитель Е. Власов

Редактор О. Ирковецкая Техред М.Ходанич Корректор А. Тяско

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 6835/45

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4