Устройство для формирования интегральной составляющей закона регулирования

 

УСТРОЙеТШ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮ ЙШЙ ЗАКОНА ИЕГУЛИРСЗВАНИЯ, содержашее Ш1фро-а11алоговый прео6{)азователь, генератор частоты эааакикего сигнала я аатчих частоты сигнала обратнс связи, от ли ч а ю ш е 0с я тем, что, с веелью. пбвьоиения точности регулирования, в него введены блок синхрон1 1.за11Ш и сюе пяненные послеаовательно с Фетчик uKi- пульсов, первый регистр памяти, первый сумматор, второй регистр памяти, второй сумматор и третий регастр памяти, Blii хов которого поаключен к второму вхЬау второго сумматора и к ахоцу логового преобразователя, прйчеМ второй вхоц третьего регистра п&мячл Mitaatto isv к первому выходу блока синхронидаивИ пооключеиного вхопом к выхеву аафчиха . .частоты сигнала обра-той otaieh, а второй, /третий и четвертый выхоаЬ вйюка сшяосронизации подключены к BTO|%tM BxoiiaM соответственно второго pereclt e памя г, первого регистра памята и счетчика пульсов, перщлй Вхоа которого поцклк ч а к выходу генератора частоты ааваюшегч сигнала.

„SU,;„.1022112 А

- OOKED СОВЕТСКИХ

y G 05 B lil40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ- -. . :-;:;:,- "

Н ABIQPCNQLIV СЕИДЮВЪСтвч (21) 3345386/18-24 (22) 12.10.61 (46) 07.06.83. 6мя; Nir 21 (72) А. С. Мезенцев. и. М. Я. Кривицкий (71) Пермский политехнический институт (53) 62 0(088.8) (56) 1. Кулесский Р..А., Шубенко В. А. .Электропривоцы постоянного тока;с цифровым управлением. М., "Энергия, 1973, с. 36-39 (прототип}. (54) (57) УСтРОЙСтВО аЛЯ фОВЧИРОВАНИЯ ИНтЕГРЛЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮ

ЩЕЙ. ЗАКОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ, соцер жашае - цифра-аналоговый преобразователь, генератор частоты эацакл его сигнала и датчик частоты сигнала обратной связи, о т л и ч а ю m е е с я. тем, что, е целью повьииения точности регулировании, в него ввецены блок синхронизации и сое циненные последовательно счетчик им-. пульсов, первый регистр памяти, - первый сумматор, второй регистр -памяти, в щрой сумматор н третий -регистр памяти, вы хоп которого подключен к второму входу второго сумматора н к входу цифроана-. логового преобразователя, причем второй ахоп третьего регистра памяти йейааочеи к первому выходу блока синхронизааий, подключенного входом к выхщу датчика ,частоты сигнала обратной овйзi, а второй, третий и четвертый выхоаы Ьйжа сийхро низапии подключены к вторим входам соответственно второго регистра памИти, первого регистра памяти и счетчика им O пульсов, первый вход которого поцключен к выхоцу генератора частоты ааиающего сигнала.

f 022

В

Изобретение относится к автоматическо му управлению и может быть испольэо вано аля построения цифровых систем автоматического регулирования, в которых информация о зацанном и фактическом 5 значении регулируемой координаты представлена в частотной форме.

Известно устройство цля формирования интегральной составляющей закона регули рования, соаержащее генератор частоты t0 зацающего сигнала, цатчик частоты сиг нала обратной связи, блок несовпацения, цифро-аналоговый преобразователь и реверсивный счетчик, входы которого че рез блок несовпацения поцключены к ге» 35 нератору частоты задающего сигнала и к

gammy частоты сигнала обратной связи, а выход к входу цифроаналогового преобразователя (13 .

Среднее значение напряжения на выходе Г 20 этого устройства определяется следующим выражением и

"cp т I(x>(+2 х(+)ЗМ, (1 и о

112

Устройство работает слецующим обра-зом.

Сумматоры 4 и 6 могут быть построены на оцнораэрядных полных. сумматорах.

Одно иэ слагаемых сумматора 4 является постоянной величиной, что упрощает схему.

Блок 9 синхронизации осуществляет синхронизаии1о работы устройства. С прихоцом на вход блока синхронизации импульса частоты сигнала обратной связи на его выходах формируются четыре тактирующих импульса, сдвинутых во времени. Первый тактирующий импульс поступает на вхоц первого регистра 3 памяти, который при этом фиксирует число, записанное в счетчике 2 импульсов. Второй тактирующий импульс поступает на соответствукхаие вхоцы триггеров счетчика 2 импульсов. и устанавливает их в нулевое состояние.

Третий и четвертый тактирующий импульсы поступают на входы соответственно гце g>, g - соответственно зацанное и действительное значение ре гулируемой координаты;

7 у «постоянная времени интег» рирования, определяется, как правило, параметрами объекта регулирования;

k коэффициент перецачи gamma, коэффициент перецачи цифро аналогового преобразователя (вес единицы млацщего раэ ряда).

Однако в установившемся режиме на выходе реверсивного счетчика существуют пульсации едцуущ уд младшего разряда Это 40 приводит к периодическим уменьшениям и увеличениям на единицу цискретности Д напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя, что снижает статичес» кую точность регулирования, При заданном значении коэффициента перецачи gamma регулируемой коорци наты, требуемую постоянную времени интегрирования, можно обеспечить только соответствующим выбором единицы 50 дискретности . Это исключает воэможность выбора b исхоая яэ условия обеспечения требуемой статической точности регулирования, что может приводить к ее снижению. 55

Белью изобретения .является повышение точности регулировании.

Поставленная цель цостигается тем, что в устройство аля формирования интегральной составляющей закона регулирования, содержащее цифро-аналоговый преобразователь, генератор частоты задающего сигнала и датчик частоты сигнала обратной связи, введены блок синхрони зации и соединенные последовательно счетчик импульсов, первый регистр памяти, первый сумматор, второй регистр памяти, второй сумматор и третий регистр памяти, выхоц которого подключен к второму входу второго сумматора и к вхоцу цифроаналогового преобразователя, причем второй вход третьего регистра памяти поцключен к первому выходу блока синхронизации, вхоц которого поаключен к выходу датчика частоты сигнала обратной связи, а второй, третий и четвертый выходы блока синхронизации цоаключены к вторым вхоцам соответственно второ го регистра памяти, первого регистра памяти и счетчика импульсов, первый вхоц которого подключен к выходу генератора частоты зааающего сигнала.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для формирования интегральной составляющей закона регулирования.

Устройство содержит генератор 1 частоты задающего сигнала, счетчик 2 импульсов, первый регистр 3 памяти, первый сумматор 4, второй регистр 5 памяти, второй сумматор 6, третий реги« стр 7 памяти, цифро-аналоговый преобра« зователь 8, блок 9 синхронизации и аат» чик 10 частоты сигнала обратной связи.

3 1022 второго 5 и третьего 7 регистров памя-. ти, которые при этом фиксируют коды чисел, сформированные на выхоаах перво го 4 и второго 6 сумматоров.

На счетный вход счетчика 2 импульсов в течение периода Г, частоты х

%, поступают импульсы .f> . Код числа М„„. х записанного в счетчик, равен сумме импульсов (дискретных величин) частоты t поступивших иа его вход за время Т .. 10

B то же время, поскольку любой счетчикявляется интегратором, число М„„, с точностью до одного кванта (импульса) равно интегралу от частоты 3 çà вреМЯ Т 1;

М = ),(Ч )а7 (2? где % =К Х частота, пропорпиональная заданному значению Х 20 регулируемой координаты, т «.период частоты $, пропор циональной фактическому значению регулируемой координаты; 25 = К у «частота, пропорпиональная фактическому значению Х регулируемой координаты:

}(, < - «оэффициенты передачи со

3> Д ответственно генератора частоты задающего сигнала. и датчика частоты сигнала обратной связи, причем

Vp)Kp, что необходимо для нормальной работы уст- 35 ройства.

Код числа Я „- фиксируют в первом регистре -3 памяти и подают на вход сумматора 4. На выходе последнего формирукп код числа 40

Ку

К к М Ф

А

Код числа Й 1 фиксируют во втором

%. регистре 5 памяти и подают на первый вход второго сумматора 6.

Второй сумматор 6 и третий регистр 7 памяти образуют накапливающий сумматор, на выходе которого формируется код числе.

М

55 где g число периодов T . частоты сиг1,1 нала обратной связи, прошедших за время интегрирования Ьи.

112 4

Выражение (4) с учетом выражц ний (2) и (3) можно представить в следующем вице н %1

Й„=Х,() %„(х)йх - — „ ), где Q - локальное время, связанное с реальным временем соотношением

И

Ч,"=<- X T

;=1,1 длительность произвольного периода частоты сигнала обратной связи опреде ляется вьражением

Т%1

Х %(т)сВ=1. (g) о

Запишем выражение (5) с учетом выражения (6)

N 1 1 КЪTf,1- М (,()a - — „ J a(>g ) ()

1=1 О АО

После преобразований, выражение (7) принимает следующий вид ri1! % (t) % () ч

М„=. К У 1, - — а

1 ъ

При условии, что время интегрирова» ния +и равно: и и=.2- 1 . „-1у.1. выражение (8) можно представить в сае дующем виде М ф

= К,J ХИ)-х(ЯМ (М

Следовательно> напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 8 равно:

+и %

-U„=i. К,У. тХ,()-ДЦ)а = о Ф и М

= ьк ) х,(ц-x (t>)a+) <„)

Таким образом, на выходе устройства формируется аналоговый сигнал lj+, характеризующий интегральную составляю Io закона регулирования, Если действительное значение регулируемой координаты равно заданному, то

5 1022112 е

ый -- между выход- и часто- б - зна -ия к-Ф -- .,1 тами генератора частоты задающего csr установить требуемое значение Ь, aегоpoe нала и датчика частоты сигнала обратной определяется заданной статической точно- свяэи остается постоянным. Поэтому в, стью регулирования. течение каждого периоца 7j . в очи» > Устройство для формирования интет

11 чих 2 поступает оцно и то же число ь ральной составляюшвй закона регулирова-. импульсов, равное ния макет быть использовано при постро

К ении систем автоматического регулироваYA К 1 >4 ния, в которых информация о заданном и

Ъ

А 1О фактическом эначенияхуегулируемой ко

Слецовательно, пульсации напряжения орцинаты представлена в частотной форме, нщ вь хоце цифре аналогового преобраэо s частности при построении системы упреввателя отсутствуют, пения двигателем постоянного тока. В етом

Анализ выражении (1 ) показывает, случает регулируемой коорцинатой являетчто при заданных значениях коэффициента 1.5 .ся скорость вращения двигателя, а в качепередачи Кди постоянной времени интеко стве датчика обратной связи испольэуеч рирования за счет соответствую1пего вы ся импульсный датчик, Составитель В, Грибова

Редактор Г. Ус Техред Т.Маточка Корректор С. Шекмар

Заказ 4039f39 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4