Регулятор
Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в системах, использующих в качестве исполнительных устройств электрические исполнительные механизмы постоянной скорости, Цель изобретения - повышение точности регулирования. Регулятор содержит линейное звено 1, генератор 2 Ьинхронизирутащих импульсов, амплитудно-импульсный модулятор 3, интегратор 4 со сбросом, аналоговый ключ 5, широтно-импульсный модулятор 6, исполнительный механизм 7, дифференциатор 8, двухпороговый компаратор 9 и линию задержки 10. 3 ил. % (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
А1
99> 111>,SU р 4 С 05 В 11/01
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 4208841/24-24 (22) 10.03,87 (46) 23.09.88. Бюл. И 35 (71) Владимирский политехнический институт, (72) Р.И.Макаров и И,Р9Дубов (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1101787, кл. G 05 В 11/26, 1982 °
Исследование и разработка математического и программного обеспечения
АСУ ТП процесса стекловарения по горшковой технологии: Отчет о НИР, инв. У 02850018063, ВНТИцентр.
Владимир, 1984, с. 45-48. (54) РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в системах, использующих в качестве исполнительных устройств электрические исполнительные механизмы постоянной скорости, Цель изобретения — повышение точности регулирования. Регулятор содержит линейное звено 1, генератор 2 синхронизирующих импульсов, амплитудно-импульсный модулятор 3, интегратор 4 со сбросом, аналоговый ключ 5, широтно-импульсный модулятор 6, исполнительный механизм 7, дифференциатор
8, двухпороговый компаратор 9 и линию задержки 10. 3 ил.
Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в системах, использующих в качестве исполнительных устройств электрические исполнительные механизмы постоянной скорости.
Цель изобретения — повышение точности регулирования.
На фиг.1 представлена блок-схема
:регулятора; на фиг.2 — статическая характеристика двухпорогового компаратора на фиг,З вЂ” временные диаггаммы, характеризующие работу регуятора. 15
Блок-схема регулятора (фиг. I ), 1 ключает линейное звено 1, генератор
2 синхронизирующих импульсов, амп)литудно-импульсный модулятор (AHN} 3, интегратор 4 со сбросом, аналоговый
Ключ 5, широтно-импульсный модулятор (ШИН) 6, исполнительный механизм 7, дифференциатор Я, двухпороговый компаратор 9 и линию 10 задержки, Статическая характеристика двухпо-25 рогового компаратора 9 (фиг.2) предСтавляет собой зависимость выходного сигнала q(кпмпаратора от входного сигнала F(t).
Регулятор работает следующим об" 30 фазом.
Генератор 2 синхронизирующих импульсов вырабатывает прямоугольные р мпульсы с частотой f и длительностью с а Зтя импульсы синхронизиру» ют работу МИ 3 и ЯИМ 6.
Сигнал на выходе АИМ 3 формируется по алгоритму
g(t) при Е„аt» к + ., F (t)+ л, 40
0 при t„+ c 45 мени tê (g(t) — выходной сигнал линейного звена 1. Интегратор 4 со сбросом имеет сле,цующую характеристику: ) 50 F(t) — ) F (t)dt при q, < Ui „ г 0 при П где F(t) — выходной сигнал интегратора, — момент времени последнего еброса интегратора, Ц< — амплитуда сигнала сброса; Ти — постоянная интегрирования. Постоянная интегрирования интегратора со сбросом 4 устанавливается равной длительности синхрониэирующих импульсов, т.е. T Это обеспечивает изменение напряжения на выходе интегратора 4 со сбросом за время. импульса cf на величину амплитуды модулированного сигнала Fì(t}. Таким образом, АИИ 3 и интегратор 4 со сбросом, включенные последовательно, осуществляют алгебраическое суммирование значений сигнааа q (t,) в дискретные моменты времени t„, Сигнал с выхода интегратора со сбросом поступает на сигнальный вход аналогового ключа 5, работа которого определяется характеристикой () F(t) при q р U 9 0 при q О, 0с ср 0vavc где f частота синхронизирующих импульсов, время среза дополнительного механизма 7, максимальное значение сигнала на входе,СИИ 6 ° при котором он работает в линейном режиме. h,tc) Uåàнс Линия 10 задержки осуществляет / задержку сигнала q на время с, которое определяется условием л ь»- -cf ° где F<(t) - сигнал на выходе аналогового ключа 5, F(t) — сигнал на выходе аналогового ключа 5, с р — управляющий сигнал; ц --" амплитуда управляющего сигнала. Сигнал с выхода интегратора 4 со сбросом подается также на вход двухпорогового компаратора 9. Величина П является верхним порогом срабатывания, а величина à — нижним порогом срабатывания компаратора. Значение Пс определяется по формуле 1425596 где — длительность синхронизирую1 щих импульсов, Алгоритм функционирования линии 10 задержки в операторной форме имеет вид г -pv> q (p) = е qp(ð), где с1 (р) — сигнал на входе линии 10 Р задержки; q 3(ð) — сигнал на выходе линии 10 задержки. Выходной сигнал q > линии 10 задерж- ки поступает на дифференциатор 8, 15 который вырабатывает импульс сброса I по переднему фронту сигнала g Импульс, вырабатываемый.дифференциатором 8 по заднему фронту входного сигнала, не приводит к сбросу интег- 20 ратора 4 со сбросом, lllHM 6 вырабатывает прямоугольные импульсы S ц постоянной амплитуды, длительностью ht с периодом повторения T„. Период повторения определя- 25 ется частотой синхронизирующих им1 пульсов Т = — . Полярность на и у выходе ШИМ 6 совпадает с полярностью сигнала на его входе. Длительность импульса д t линейно зависит от значения входного сигнала в соответствующие дискретные моменты времени t„ к(к) у . Ь fl Пмснкс 35 где F„(t ) — значение сигнала на входе ШИМ 6 в момент времени t 40 Исполнительный механизм 7, вход которого подключен к выходу ШИМ 6, имеет характеристику, близкую к характеристике интегрирующего звена при условии, что длительность вход- 45 ных импульсов и, поступающих с ШИМ 6 превьппает время среза ь с . Алгоритм работы исполнительного меха- ниэма 7 можно представить в операторной форме 50 — — — S„(p2 Бэкв p тим при Ь t» ht, 55 при g t(Ьй 8и (p) где Я„(р) — выходной сигнал исполнительного механизма 7; эквивалентная скорость перемещения вала исполнительного механизма 7, Т,„ — время одного оборота вала исполнительного механизма 7 S (ð) — сигнал на входе исполнительного механизма 7. Выход исполнительного механизма 7 является выходом регулятора и посредством регулирующего органа воздействует на объект регулирования. Для того, чтобы предлагаемый регулятор формировал, например, пропорционально-интегральный алгоритм управления, линейное звено должно иметь передаточную характеристику пропорционально-дифференциального звена: где f(p) — сигнал рассогласования в операторной форме; q(p) — выходной сигнал линейного звена 1 в операторной форме. В исходном, состоянии выходной сигнал интегратора 4 со сбросом равен нулю, аналоговый ключ 5 разомкнут. При малых рассогласованиях, когда cp(t) меньше П, происходит накопление на выходе интегратора 4 со сбросом суммы дискретиэированных значений Ц>(), так как постоянная интегрирования равна длительности синхронизирующего импульса. Когда в момент времени t((фиг.3) выходной сигнал Р интегратора 4 со сбросом достигает верхнего порога срабатывания двухпорогового компаратора .9, с последнего поступает сигнал q замыкающий аналоговый ключ 5. Выходной сигнал интегратора 4 со сбросом через аналоговый ключ 5 поступает на ШИМ 6, который вырабатывает первый импульс Б, пропорциональный сумме мгновенных значений ц, накопленной на интеграторе 4 со сбросом. Затем с задержкой, достаточной для срабатывания IIMM 6, на дифференциатор 8 поступает curq3В момент времени Т (фиг.3) DIHM 6 вырабатывает второй импульс, пропорциональный сумме двух дискретов входного сигнала (у 1425596 В последующие моменты времени и t уровень сигнала Ю на выходе линейного звена 1 превышает порог срабатывания двухпорогового компара5 тора 9. Поэтому дискретизированный по времени сигнал О беэ преобразования поступает на вход КИИ 6, который вырабатывает последовательность управляющих импульсов S z (фиг.З) в мо- 10 менты времени С., t и t . На выходе . регулятора получают регулирующее воз" действие S изменяющееся по про" порционально-интегральному закону. 15 .,формула изобретения Регулятор, содержащий линейное звено, вход которого является входом регулятора, генератор синхронизирую-. 2О щих импульсов, широтно-импульсный мо.дулятор, подключенный синхронизирующим входом к выходу генератора синхронизирующих импульсов, и исполнительный механизм постоянной скорости, 25 вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, я выход является выходом регулятора, о т л К ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулироBBHHR> oH содержит дифференпиатор, двухпороговый компаратор, линию задержки, аналоговый ключ, интегратор со сбросом и амплитудно-импульсный . модулятор, сигнальный вход которого подключен к выходу линейного звена, синхронизирующий вход — к выходу генератора синхронизирующих импульсов, а выход — к сигнальному входу интегратора со сбросом, вход сброса которого соединен с выходом дифференциатора, подключенного входом к выходу линии задержки, вход которой, соединенный с управляющим входом аналпгового ключа, подсоединенного выходом к сигнальному входу широтно-импульсного модулятора, подключен к выходу двухпорогового компаратора вход которого, соединенный с сигнальным входом аналогового ключа, подключен к выходу интегратора со сбросом. 1425596 F» Асср 4 Ф $ Составитель М.Никитина Техред М. Ходанич Корректор Л.Пилипенко Редактор Н.Рогулич Тираж 866 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Заказ 4766/43 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 е
