Частотно-импульсный регулятор

 

Изобретение относится к автоматическим импульсным регуляторам и может быть применено для регулирования различных процессов в различных отраслях промьгашенности при наличии чистого запаздывания в контуре регулирования , когда время запаздывания меньше по величине длительности импульсов управления. Цель изобретения - расширение области применения частотно-импульсного регулятора. Устройство содержит датчик 25 и задаТчик 3 регулируемого параметра, сумматоры 1 и 2, двухканальный частотно-импульсный модулятор 4, одновибраторы 5, 6, 7, 8, 9, 10, усилители мощности 1 1 и 12, элементы НЕ 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, модель объекта .без запаздывания 17, исполнительный механизм 18. В устройстве обеспечивается .коррекция запаздывания аналогично коррекции в регуляторах Смитта для случая импульсного регулирования. 3 ил. (Л с: со со со со ГЧ % Фаг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„133949 (б1) 4 G 05 В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3947206/24-24 (22) 23.08 ° 85 (46) 23.09.87, Бюл. N - 35 (75) В.В. Макаров (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1004969, кл. G 05 В 11/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР

1» " 1096608, кл. G 05 В 11/30, 1983. (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР, (57) Изобретение относится к автоматическим импульсным регуляторам и может быть применено для регулирования различных процессов в различных отраслях промышленности при наличии чистого запаздывания в контуре peryлирования, когда время эапаздываиия меньше по величине длительности импульсов управления. Цель изобретения — расширение области применения частотно-импульсного регулятора. Устройство содержит датчик 25 и эадатчик

3 регулируемого параметра, сумматоры 1 и 2, двухканальный частотно-импульсный модулятор 4, одновибраторы

5, 6, 7, 8, 9, 10, усилители мощности 11 и 12, элементы НЕ 13 и !4, элементы ИЛИ 15 и 16, модель объекта .без запаздывания 17, исполнительный механизм 18, В устройстве обеспечивается. коррекция запаздывания аналогично коррекции в регуляторах

Смитта для случая импульсного регулирования. 3 ил.

1 1339490 2

Изобретение относится к автоматическим импульсным регуляторам, выходным сигналом которых является серия модулированных по частоте элект рических импульсов, и может быть применено для регулирования различных процессов в теплоэнергетике, химии и других отраслях промышленности при наличии чистого запаздывания в контуре регулирования, когда время запаздывания меньше по величине длительности импульсов управления.

Цель изобретения — расширение области применения частотно-импульсного регулятора.

На фиг. 1 представлена блок-схема частотно-импульсного регулятора; на фиг. 2 — временные зависимости основных управляющих и корректирующих сигналов в процессе работы; »а фиг.3структурная схема регулятора в составе системы автоматического регулирования.

Частотно-импульсный регулятор содержит сумматоры 1 и 2, задатчик 3 регулируемого параметра, двухканальный частотно-импульсный модулятор 4, одновибраторы 5 — 10, усилители ii и 12 мощности, элементы НЕ 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, модуль 17 объекта без запаздывания, исполнительный механизм 18.

Частотно-импульсный модулятор состоит из интегратора 19, несимметричных репейных элементов 20 и 21, элемента ИЛИ 22, одновибратора 23 и ключевого элемента 24.

Принятые обозначения: Uqx — сигнал с выхода датчика регулируемого параметра; U — сигнал с выхода задатчика регулируемого параметра; U — сигнал с выхода интегратора 19; U сигналы с выходов соответственно репейных элементов 20 и 21; U, U сигналы с выходов соответственно одновибраторов 5 и 6; 0 — сигнал с выхода одновибратора 23; 08 — сигнал с выхода элемента ИЛИ 22 U„„, U „— сигналы с выходов соотзетственно элементов ИЛИ 15 и 16; U, — cvãíàë на выходе сумматора 2; U — сигнал на выходе модели 17 объекта управления; длительность импульсов управления регулятора; - — величигга чистого запаздывания в контуре регулирования;

W „($) — передаточная функция (ПФ) интегратора моду яторгг„ Н 3 — непинейный элемент вида "квантователь приращений",характеризующий квантование сигнала по уровню в частотно-импульсном модуляторе; д — порог срабаты-. вания репейных элементов модулятора

20 и 21; 8 — амплитуда импульсов на выходе регулятора; (1-е ) — ПФ, характеризующая работу одновибраторов

5 и 6; Ы (S) e — ПФ объекта управле<. 5 ния; 1 — е — ПФ, характеризующая работу одновибраторов 7 — 10, элементов ИЛИ 15 и 16 и сумматора 2;

W (S) — ПФ объекта управления без за15 паздывания (модель объекта).

Регулятор работает следующим образом.

На вход регулятора поступает сигнал У „ от датчика 25 регулируемого параметра и сравнивается в сумматоре 1 с сигналом 0, от задатчика 3 °

В случае, если сигнал рассогласования равен О, на выходах регулятора отсутствуют управляющие сигналы и

2 система находится в положении равновесия. При изменении сигнала задания или при возникновении возмущения в контуре системы автоматического регулирования возникает сигнал рассогласования U, Если, например, значение регулируемого параметра меньше заданного значения, то сигнал 13 имеет положительное значение, Сигнал U2 ггн"гегрируется и инвертируется интегратором 19 и поступает на входы не35 симметричных репейных элементов 20 и 21 ° При достижении сигналом U на выходе интегратора порога срабатывания а одного из релейных элементов происходит его срабатывание (например, репейного элемента 21), На его .выходе возникает сигнал Б, по переднему фронту которого происходит запуск одновибраторов 6 и 10. Одновременно по переднему фронту сигнала Б, 45 поступающего с выхода элемента ИЛИ

22, происходит запуск одновибратора 23.

Одновибратором 23 формируются предельно короткие импульсы 13 вызыва7 ющие срабатывачие ключевого элемента 24 и обнуление интегратора 19, После сброса до 0 сигнала о схема восстанавливается„ вновь начинается изменение сигнала U:. до следующего

3 срабатывания релейного элемента 20 ипи 21. Одновибратором 6 формируются импульсы управления длительностью, проходящие через усилитель 12 мощнос1339490 ти на одну из обмоток исполнительного механизма 18, вызывая увеличение регулируемого параметра. Одновибратором 10 формируется корректирующий импульс длительностью Г, равный запаздыванию в системе регулирования, поступающий через элемент ИЛИ 16 на плюсовой вход сумматора 2. С выхода сумматора 2 сигнал U поступает на вход модели 17 объекта, а с выхода модели корректирующий сигнал поступает на второй отрицательный вход сумматора 1 в виде напряжения U, .

В дальнейшем описанный процесс повторяется и на выходе регулятора формируется последовательность прямоугольных импульсов управления с тем отличием в последующих циклах, что пс окончании импульса y(U ) происходит запуск одновибратора 9, а при изменении полярности сигнала рассогласования происходит срабатывание одновибраторов 5, 7 и 8, Изменение сигнала U на выходе сумматора 2 полностью идентично включению на выход регулятора звена с ПФ (1 — е . ), что представляет — (.5 структурную схему регулятора в составе системы автоматического регулирования (фиг. 3) с внутренней корректирующей связью, которая проста и обеспечивает коррекцию запаздывания аналогично регуляторам Смитта.

Формула и з обретения

Частотно-импульсный регулятор, содержащий первый сумматор, задатчик регулируемого параметра, двухканальный частотно-импульсный модулятор, первый, второй, третий и четвертый одновибраторы, первый и второй усилители мощности, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами исполнительного механизма, связанного с датчиком регулируемого

5. параметра, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком регулируемого параметра, выход первого сумматора подключен к входу двухканального частотио-импульсного модулятора, первый и второй выходы которого соединены с входами соответственно первого и второго одновибраторов, подключенных выходами к входам соответственно первого и второго усилителей мощности, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения области применения частотно-импульсного регулятора, в него дополни20 тельно введены пятый и шестой одновибраторы, первый и второй элементы

НЕ, первый и второй элементы ИЛИ, второй сумматор и модель объекта без запаздывания, причем выход первого одновибратора подключен к входам первого элемента HF. и четвертого одновибратора, выходы которых подключены соответственно к входу третьего одновибратора и к первому входу пер

30 вого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого одновибратора, подключенного входом к выходу второго элемента НЕ, вход которого соединен с выходом второго одновибратора и с входом шестого одновибЗ5 ратора, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего одновибратора, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам второго сумматора, подключенного выходом к входу модели объекта без запаздывания, выход которой соединен с третьим входом первого сумматора °

1339490

Риа. 2

Составитель Е. Власов

Техред,Дидык

Корректор С. Черни

Редактор В. Петраш

Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 4216/35

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