Цифровой регулятор

 

ОП ИСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик яц 737919 (61) Домолмительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27,12.77 (2l ) 2561922/18-24 (51)М. !(л.

G 05 В 11/26 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР (28) Приоритет— по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,05.80. Бюллетень №20

Дата опубликования описания 30.05.80 (53) УДК

62 — 50 (088.8) А. М. Шубладзе, С. В. Гуляев и А, Г. Уланов (72) А вторы изобретения

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к области автомати- ки и может быть использовано в системах управ. ления промышленными объектами, в частности объектами с переменным запаздыванием.

Известны цифровые регуляторы, используемые в промышленности (1) и (2). В этих регуляторах с постоянным временным шагом считывается значение регулируемой переменной, определяется управляющее воздействие и подается на объект. Регуляторы реализуют близкий

10 к линейному закон управления, Постоянная настройка регуляторов обеспечивает качественное регулирование только для объектов с постоянными параметрами. Если в объекте меняется запаздывание, то качество регулирования

11 снижается или вообще теряется устойчивость, Из известных цифровых регуляторов наиболее близким по технической сущности является цифровой регулятор, содержащий пороговый элемент, первый и второй сумматоры, выход которого соединен с выходом регулятора, вход — с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу блока совпадения, второй вход — к первому вы2 ходу блока управления, а третий вход — ко входу регулятора, первый и второй входы блока совпадения соединены соответственно с выходом задатчика кода и вторым выходом блока управления (2).

Недостатком данного цифрового регулятора является невозможность управления объектами с переменным запаздыванием.

Цель йзобретения — расширение области применения регулятора.

Цель достигается тем, что в известный цифровой регулятор введены инвертор с памятью, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, первь1й и второй счетчики, а также блок умножения и блок вычисления разности, входы которых подключены к выходу блока сравнения, а выходы — соответственно к первому и второму входам первого сумматора, выход которого подключен череэ пороговый элемент к первым входам первого счетчика и первого элемента И и ко входу инвертора с памятью, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, первый вход второго элемента И подключен к выходу перЭтот сигнал поступает на инвертор 10 с памятью, где инвертируется и запоминается до следующего такта. Инвертированный сигнал с предыдущего такта и текущий сигнал поступают на первый элемент И 11, Сигнал с выхода первого элемента И поступает на второй элемент И 12.

Туда же поступает сигнал со второго счетчика 15. Сигналы с выходов второго элемента

И 12 и первого счетчика ?4 поступают на элемент ИЛИ 13. Первый счетчик 14 увеличивает в Ьчередном такте свое содержимое на

1 при условии подачи на его первый вход сигнала "1" с выхода порогового элемента, а при достижении заданного значения (времени дрейфа) он вырабатывает сигнал "?" и сбрасывает свое содержимое до О. Второй счетчик 15 увеличивает в очередном такте свое содержимое на 1. При достижении заданного значения (времени запаздывания) он вырабатьвает сигнал

"1" и сбрасывает свое содержимое до О. Очередной запуск счетчиков производится сигналом

"1", полученным на выходе элемента ИЛИ 13.

Во время работы счетчиков на их выходах считывается сигнал "0", Сигнал "1", вырабатываемый элементом ИЛИ 13, определяет момент подачи управляющего воздействия.

Введение в схему регулятора контура запрета управления позволяет определить момент подачи управляющего воздействия по характеристикам переходного пропесса в объекте. Ошибка регулирования в основном отрабатывается подачей одного управляющего воздействия. Импульсный характер управления, полученный с помощью контура запрета управления, обеспечивает процесс управления, близкий к оптимальному, для произвольного времени запаздывания объекта.

Предлагаемый регулятор может быть использован для управления значительно большим классом объектов, чем известные регуляторы, в частности для управления объектами с меняющимся в широких пределах временем запаздывания. Это позволяет использовать регу4 лятор в системах управления процессами нагрева и охлаждения в металлургии, весового дозирования с использованием транспортеров, а е- также в теплоэнергетике.

55

3 7 вого элемента И, второй вход — к выходу второго счетчика, а выход — к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика,"а выходсо вторым входом первого счетчика и входами второго счетчика и блока управления, На чертеже представлена функциональная схема цифрового регулятора, Он содержит задатчик 1 кода, блок 2 совпадения, блок 3 сравнения, блок 4 управления, второй сумматор 5, блок 6 умножения, блок 7 вычисления разности, первый сумматор 8, пороговый элемент 9, инвертор 10 с памятью, первый элемент И 11, второй элемент И 12, элемент ИЛИ 13,.первый счетчик

14, второй счетчик 15, контур 16 запрета управ ления, вход 17 регулятора и выход 18 регулятора.

Регулятор работает следующим образом, В одном такте работы регулятора из блока

4 управления на блок 2 совпадения подается импульс, который переписывает порцию кода из задатчика 1 кода в блок 3 сравнения. В блоке сравнения это значение кода сравнивается с текущим значением регулируемой пере?иенной и вычисляется ошибка регулирования, равная их разности. Блок 4 управления подает на блок 3 сравнения импульс, который переписъвает образованную разность в первый сумматор 5, где она суммируется с его содержимым. Управляющий импульс подается в следующих двух случаях: в момент окончания в объекте переходного процесса, вызванного возмущением; условием этого является выполнение неравенства ! б I (,.! !

Я1 где с — ошибка регулирования; — настроечный параметр; при выполнении неравенства — <С .tent (И в течение заданного времени дрейфа.

После подачи управляющего импульса следующая подача блокируется на время заназды-. вания объекта.

Момент подачи управляющего импульса опр деляется контуром 16 запрета управления следующим образом.

С выхода блока 3 сравнения ошибка регулирования считывается в блок 7 вычисления, разности и в блок 6 умножения. Абсолютные значения первой разности и ошибки, умноженной на константу С поступают на второй сумматор 8, на выходе которого образуется величина — С f Е f - (Е } . Пороговый элемент 9 вырабатывает сигнал "1", если С !Е!—

HEl i О, и сигнал "О, если С(Ц-(8 «O..

37919 4

Формула изобретения

Цифровой регулятор, содержащий пороговый элемент, первый и второй сумматоры, выход которого соединен с выходом регулятора, вход — с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу блока совпадения, второй вход — к первому выходу блока управления, а третий вход — ко входу

ЦНИИПИ Заказ 2662/28 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 7379 регулятора, первый и второй входы блока сравнения соединены соответственно с выходом задатчика кода и вторым выходом блока управле.ния, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регулятора, он содержит инвертор с памятью, первый и второй элемент И, элемент ИЛИ, первый и второй счетчики, а также блок умножения и блок вычисления разности, входы которых подключены к выходу блока сравнения, а выходы — соответственно к первому и второму входам первого сумматора, выход которого подключен через пороговый элемент к первым входам первого счетчика и первого элемента И, и ко входу инвертора с памятью, 19 6 выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, первый вход второго элемента И подключен к выходу первого элемента

И, второй вход — к выходу второго счетчика, а выход — к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого счетчйка, а выход — со вторым входом первого счетчика и входами второго счетчика и блока управления..

Источники информации, приняты1е йо внймайие йри эксйертизе

1. Круг Е. К. и др, Цифровые регуляторы.

М,— Л., "Энергия", 1966.

2, Авторское свидетельство СССР Р 479084, кл. G 05 В 11!26, 02.01.73 (прототип).