Частотно-импульсный регулятор

 

ЧАСТОТНО-41МПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР , содержащий последовательно соединенные первый усилитель и интегра,тор , две параллельные цепи, содержа-, щие первый и второй несимметричные, релейные элементы, имеющие задатчики зоны нечувствительности и выходами соединенные соответственно через первый и второй одновибраторы с усилителями мощности и через элемент ИЛИ - с третьим одновибратором, выход которого соединен с управляющим входом . |,,..J I in i 13J siti -i«ersji I ключевого элемента, включенного параллельно конденсатору интегратора, управляющие входы первого и второго несимметричных релейных элементов подключены соответственно к выходам первого и второго задатчиков, отличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия и уменьшения перерегулирования, в него введены третий и четвертый несимметричные релейные элементы, четвертый и пятый одновибраторы, сумматор,второй и третий усилители и два RS-триггера , выход интегратора соединен с первым входом сумматора, подключенного выходом к входам первого и втоi рого несимметричных релейных элементов , выход первого усилителя напряжения соединен с входами третьего и четвертого несимметричных релейных элементов, выходы которых соединены ё соответственно через четвертый и пятый одновибраторы - с R-входами .соответствующих триггеров, прямые. выходы котюрых подключены соответСО ственно через второй и третий усилиа тели к второму и третьему входам 05 сумматора, выход элемента ИЛИ соедио эо нен с S-входами триггеров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЮВЮ

РЕСПУБЛИН

0% (11)

31511 G 05 В 11/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ19 (21) 3569806/18-24 (22) 31 . 03. 83 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) В.В. Макаров, В.M. Лохин, P.Ó. Мадыгулов и К.Д. Абулгазинов (53) 62-50(088.8) (56) 1. Кунцевич В.М., Чеховой Ю.Н.

Нелинейные системы управления с частотной и широтно-импульсной модуляцией. Киев, "Техника", 1970, с. 42-45.

2. Закирничный В.С. Моделирование систем автоматического регулирования с интегральной частотно-импульсной модуляцией."Изв. Ленингр. электротехн. ин-та", 1969, вып. 8 1, с. 187 (прототип).

\ (54) (57) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные первый усилитель и интеграс тор, две параллельные цепи, содержа-. щие первый и второй несимметричные, релейные элементы, имеющие задатчики зоны нечувствительности и выходами соединенные соответственно через первый и второй одновибраторы с усилите" лями мощности и через элемент ИЛИ— с третьим одновибратором, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, включенного параллельно конденсатору интегратора, управляющие входы первого и второго несимметричных релейных элементов подключены соответственно к выходам

/ первого и второго эадатчиков, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения перерегулирования, в него введены третий и четвертый несиммет- . ричные репейные элементы, четвертый и пятый одновибраторы, сумматор,второй н третий усилители и два RS-триггера, выход интегратора соединен с первым входом сумматора, подключенного выходом к входам первого и второго несимметричных релейных элементов, выход первого усилителя напряжения соединен с входами третьего и четвертого несимметричных релейных элементов, выходы которых соединены соответственно через четвертый и пятый одновибраторы — с R-входами .соответствующих триггеров, прямые. о выходы которых подключены соответственно через второй и третий усилители к второму и третьему входам сумматора, выход элемента ИЛИ соединен с S-входами триггеров.

1096608

Изобретение относится к автоматическим регуляторам, выходным сигналом которых является серия модулированных по частоте электрических импульсов, и может быть применено 5 для регулирования различных процессов в теплоэнергетике и химии, в частности, при использовании в качестве исполнительнык устройств механизмов с постоянной скоростью перемеще- 10 .ния.

Известен частотно-импульсный регулятор температуры, содержащий последовательно услюченные усилитель напряжения, интегратор, усилитель 15 мощности, релейный элемент и реле времени (1) . ,Однако данный регулятор не обеспе-чивает высокой точности регулирования, а именно обладает неудовлетворитель- 20 ными показателями переходного процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсное устройство, которое струк- 25 турко может быть представлено в виде последовательно соединенных усилителя напряжения, интегратора и двух параллельных цепей, состоящих из не симметркчных релейных элементов, вы- 3б ход которых соединен через формирователи управляющих импульсов с усилителями мощности и через элемент ИЛИ с формирователем импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, включенного ïàраллельно интегратору (2) .

Известный регулятор также обладает неудовлетворительными показателями переходного. процесса — большим перерещ .гулированием и малым быстродействием.

Целью изобретения является повМшение быстродействия регулятора и уменьшение перерегулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор, содержащий последовательно соединенные первый усилитель и интегратор, две параллельные цепи, содержащие первый и второй несимметрические релейные элементы, имеющие эадатчик зоны нечувствительности и выходами соединенные соответственно через первый и второй одновибраторы с усилителями мощности и через элемент ИЛИ - с третьим одновибратором, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, вклю" ченного параллельно конденсатору интегратора, управляющие входы первого и второго несимметричных релейнык элементов подключены соответст- : венно к выходам первого н второго задатчнков, введены третий и четвер о тый несимметричные релейные элементы, четвертый и пятый одновибраторы, второй н третий усилители напряжения, сумматор и два RS-триггера, выход интегратора соединен с первым входом сумматора, подключенного выходом к входам первого и второго несимметричных релейных элементов, выход первого усилителя напряжения соединен с входами третьего и четвертого несимметричных релейных элементов, выходы которых соединены соответственно через четвертый и пятый одновибраторы с R-входами соответствующих триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно через второй и третий усилители к второму и третьему входам сумматора, выход элемента ИЛИ соединен с S-входами триггеров.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 — осциллограммы процессов изменения сигналов на выходах интеграторов известного и предлагаемого регулятора.

Регулятор содержит усилители 1-3, интегратор . 4, сумматор 5, несимметричные релейные элементы 6-9, задатчики зон нечувствительности 10 н 11, одновибраторы 12-16, усилители мощности 17 и 18, ключевой элемент 19, элемент ИЛИ 20 и RS-триггеры 21 и 22.

Регулятор работает следующим образом.

На вход регулятора поступает сигнал рассогласования, равный разности между заданным и действительным значениями регулируемого параметра. Этот сигнал поступает на вход первого усилителя напряжения 1, усиливается и поступает на вход;интегратора 4. С выхода интегратора сигнал поступает г на первый вход сумматора 5 и с его выхода на входы первого Ь и второго

7 несимметричных релейных элементов

При достижении сигналом на выходе интегратора значения, превышающего величину зоны нечувствительности релейного элемента, срабатывает в зависимости от полярности один из релей-а ных элементов, например 6. При срабатывании релейного элемента 6, зону

1096608.нечувствительности которого опреде ляет задатчик 10, сигнал поступает .на одновибратор 12 н на одновибратор 14 через элемент ИЛИ 20. Одновибратор определяет длительность управляющего импульса, поступающего через усилитель мощности 17 на исполнительный механизм, изменяя его положение таким образом, чтобы скомпен. сировать величину возмущающего воз- 10 действия.. Одновибратор 14 формирует короткие импульсы, вызывающие срабатывание ключевого элемента 19 и, соответственно,- закорачивание конденсатора интегратора 4.- При этом сиг» 15 нал на выходе релейного элемента 6 уменьшается до нулевого уровня.При наличии сигнала рассогласования на входе в регулятор процесс повторяется в случае, если сохраняется по- 20 лярность сигнала на входе в регулятор. При изменении полярности сигнала на входе регулятора работа рассмотренных элементов происходит аналогично, эа исключением того, что 25 происходит срабатывание одновибратора 13 и усилителя мощности 18. В случае, если выход усилителя 1 не соединен со входами релейных элементов 8 и 9, рассмотренная последовательность работы элементов полностью определяет работу известного регулятора. В этом случае нри подаче на вход регулятора гармонического сигнала сигнал на выходе интегратора

4 изменяется (фиг. 20), а структур35 ная схема регулятора представлена в виде (фиг. 2б), где И,(р) =" рпередаточная функция времязадающего интегратора; НЭ вЂ” нелинейный элемент

lf °

40 вида "квантователь приращений (p) 1-е " — передаточная функция

95 формирователя прямоугольных импуль-. сов, где Π— длительность управляющего импульса.

В отличие от известного предлагаемый регулятор работает следующим образом. В момент изменения полярнос,Ь ти сигнала на входе регулятора про- исходит срабатывание одного из релейных элементов 8 или 9 и отключение другого. Предположим, что прои" зошло изменение полярности сигнала с "+" на "-". В этом случае, при срабатывании релейного элемента 8 происходит запуск одновибратора 15 и переключение триггера 22. На его прямом выходе появляется сигнал, который, проходя через усилитель З,опре. деляющий его необходимую величину, поступает на третий вЬсод сумматора 5.

При изменении сигнала на входе регулятора с "-" на "+" соответственно происходит срабатывание релейного элемента 9, одновибратора 16 и триг гера 21, сигнал с выхода которого через усилитель 2 поступает на вто\ рой вход сумматора 5. После того, как происходит оЧередное срабатывание регулятора, происходит возврат триггеров в исходное постояние эа счет поступления сигнала с выхода элемента ИЛИ 20 íà S-ходы триггеров.

При подаче на вход регулятора гармонического сигнала на выходе сумматора 5 изменение сигнала в регуляторе происходит в соответствии с фиг.2Ь, что эквивалентно рассмотрению структурной схемы регулятора в виде фиг. 2g, где квантуниций элемент не обладает гистерезисом.

Иожно показать, что регулятор позволяет для той же линейной части системы, при тех же требованиях к переходному процессу по величине перерегулирования обеспечиваеть больmee быстродействие системы эа счет увеличения коэффициента усиления регулятора.

Таким образом, применение изобретения позволяет значительно повысить качество регулирования без применения специально проектируемых корректирующих устройств, требующих расчета в каждом конкретном случае и индивидуального изготовления, 1096608

1096608

Составитель В. Кузин

Техред А.Ач Корректор М. Шароши

Редактор Н. Джуган

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

Заказ 3824/35 Тирам 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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