Система управления

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержацая датчик скорости исполнительного механизмау последовательно включенные эадатчик интенсивности, п&рвыА сумматор, первый интегратор, первый релейнь элемент, выход которого подключен к второму входу перво го сумматора, последовательно включенные первь ключевой элемент с зоной нечувствительности, первый демодул1фуюций фильтр, второй сумматор , второй интегратор, второй релейный элемент, выход которого подключен к второму входу второго .сумматора, последовательно включенные второй ключевой элемент с зо ной нечувствительности, второй демодулируюций фильтр, вентйльный преобразователь , исполнительный механизм , датчик тока исполнительного механизма, выход которого соединён с третьим входсм второго сумматора, выход датчика скорости -исполнительного механизма подключен к третьему входу первого сумматора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и помехозаф - щенности системы управления, в нес. введены третий и четвертый cy№faторы , третий и четвертый релейные элементы, выход первого интегратора через третий релейный элемент подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого сое-, динен с выходсм первого релейного элемента, а .выход - с входом первого ключевого элемента с зоной нечувствительности, выход второго I интегратора через четверть релей93 н элемент соединен с первьм , дом четвертого сумматора, второй ел вход которого подключен к выходу второго релейного элемента а выг СХ) ход - к входу второго ключевого элемента с зоной нечувствительности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЕМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (I 1 (51) 4 С 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

33&ЛМ0! ХМА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪЙ (21) 3612895/24-24 (22) 30.06.83 (46) 15.07.85. Бюл. а 26 .(72) Л.И. Цытовнч (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 62-50(088,8) (56) 1. Горнон 8.К. и др. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. М., "Металлургия", 1971 ° с. 10.

2. Авторское свидетельство СССР

В 842722, кл. С 05 В 11/01, 1981 (прототип).. (54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содержащая датчик скорости исполнительного механизма, последовательно включенные задатчик интенсивности, первый сумматор, нервъй интегратор, первый релейный элемент, выход которого подключен к второму входу нервого сумматора, последовательно. включенные первый ключевой элемент с зоной нечувствительности, первый демодулнрующий фильтр, второй сумматор, второй интегратор, второй релейный элемент, выход которого подключен к второму входу второго .сумматора, последовательно включенные второй ключевой элемент с зоной нечувствительности, второй демодулирующий фильтр, вентильный преобразователь, исполнительный механизм, датчик тока исполнительного механизма, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, выход датчика скорости исполнитель-. ного механизма подключен к третьему входу первого сумматора, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повьииения надехности и помехозащищенности системы управления, в иее. введены третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый релейные элементы, выход первого интегратора через третий релейный элемент подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого сое-. динен с выходом первого релейного элемента, а выход - с входом первого ключевого элемента с зоной нечувствительности, высод второго интегратора через четвертый репей- ный элемент соединен с первым вхо,дом четвертого сумматора, второй вход которого подкжочен к выходу второго релейного элемента, а вы ход — к входу второго ключевого элемента с зоной нечувствительности.

1 1167

Изобретение относится к автома-" тизированному злектроприводу и может использоваться для управления технологическими процессами.

Известна система автоматического управления, выполненная по принципу подчиненного регулирования параметров исполнительного электродвигателя (1) .

Системы подобного типа выполняют- 10 ся на базе последовательно включенных регуляторов, каждый из которых осуществляет регулирование определенного параметра объекта управления.

Регуляторы реализуются на основе . 1% линейных интегральных операционных усилителей с непосредственной межкаскадиой связью.

Однако известная система имеет низкую надежность из-за недостаточ- 2п но высокой помехоустойчивости линейных операционных усилителей.

Наиболее близкой к предлагаемой является система, состоящая из последовательно включенных регуляторов, выполненных на основе развертывающих операционных усилителей, Развертывающие усилители представляют собой автоколебательную систему с частотно-широтно-импульсной модуляцией, реализованную на базе последовательно включенных сумматора, интегратора и релейного элемента с симметричными относительно нулевого уровня порогами пере- 35 ключения и неинвертирующей петлей гистерезиса. При этом выход релейного элемента является выходом усилителя и соединен с первым входом сумматора, второй вход которого сое- <О динен с источником сигнала управления °

Известная система содержит также демодуляторы, входы которых подключены к выходу интегратора соответствующего усилителя, а выходы соединены с входом логического эле-. мента И, вьмод которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, включенного между выходом системы и входом исполнительного механизма (2J . .В известной системе используются развертывающие усилители " двухтактной частотно-широтно-импульс-. ной модуляцией, когда ньмодной сигнал представляет собой биполярные импульсы без интервалов паузы меж578 2 ду моментами времени формирования импульсов положительной и отрицательной полярности. Данный фактор является ограничением на пути по" вышения мощности выходного сигнала развертывающего усилителя, так как с ростом мощности усилителя при достаточно высокой частоте его автоколебаний (10 — 10 Гц) через выходной каскад развертывающего усилителя начинают протекать "сквозные" токи короткого замыкания, что влечет за собой ухудшение энергетических показателей САУ, а в ряде случаев может привести к выходу из строя усилителей и системы управления в целом. Таким образом, известная САУ имеет низкую надежность.

С другой стороны, повышение мощности .выходного информативного сигнала РОУ необходимо с позиций улучшения помехозащищенности системы, так как в этом случае регуляторы системы управления могут выполняться с применением низкоомных сопротивлений на входе и в цепи обратной связи. В результате относительный уровень мощности сигнала помехи снижается, что вызывает повышение помехозащищенности отдельньм регуляторов и системы управления в целом. !

Целью изобретения является повышение надежности и помехозащищенности системы управления.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую датчик скорости исполнительного механизма, последовательно включенные задатчик интенсивности, первый сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, последовательно включенные первый ключевой элемент с зоной нечувствительности, первый демодулирующий фильтр, второй сумматор, второй интегратор, второй релейный.элемент выход которого подключен к второму входу второго сумматора, последовательно включенные второй ключевой элемент с зоной нечувствительности, второй де-, модулирующий фильтр, вентильный преобразователь, исполнительный механизм, датчик тока исполнительного механизма, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, выход датчика скорости

1167

В состав системы входят первый 1, второй 3, третий 2, четвертый 4 сумматоры, первый 5 и второй 6 интеграторы, первый 7, второй 9, третий

8 и четвертый 10 релейные элементы, задатчик интенсивности 11, первый

12 и.второй 13 ключевые элементы с зоной нечувствительности, первый

14 и. второй 15 демодулирующие фильтры, вентильный преобразователь 16, исполнительный механизм 17 датчик тока 18 и датчик скорости 19.

Система работает следующим об- З5 разом.

Задатчик интенсивности 11 определяет темп разгона и торможения исполнительного механизма 17.

Регулятор скорости, формирую- 40 щий сигнал задания для регулятора тока и регулятор тока исполнительного механизма 17 выполнены на осиове развертывающих операционных усилителей, каждый из которых

45 включает в себя звенья (1, 5, 7, 8, 2, 12) и (3, 6, 9, 10, 4, 13). фильтры 14 и 15 предназначены для выделения постоянной составляющей выходного сигнала развертывающего операционного усилителя.

Развертывающие операционные усилители системы, в частности усилители на базе звеньев 1, 5, 7, 8„

2, 12 работают следующим образом;

Сумматор 1, интегратор 5 и репейный элемент 7 s совокупности образуют автоколебательный каскап с исполнительного механизма подключен к третьему входу первого сумматора, введены третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый релейные элементы, выход первого интегратора через третий релейный элемент подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого релейного элемента, а выход — с входом первого ключевого элемента с зоной нечувствительности, выход второго интегратора через четвертый релейный элемент соединен с первым входом четвертого сумматора, второй . вход которого подключен к выходу второго релейного элемента, а выход — к входу второго ключевого элемента с зоной нечувствительности в 20

На чертеже схематически представлена предлагаемая система.

578 4 частотно-широтно-импульсной модуляцией.

Релейный элемент 7 имеет симметричные относительно "нуля" САУ пороги переключения +В1 и неинвертирующую петлю гистерезиса.

При отсутствии сигнала управления среднее значение выходных импульсов блока 7 равно нулю. Выходной сигнал интегратора 5 имеет форму симметричной "пилы", ампли.туда которой ограничена величиной порогов переключения релейного элемента 7.

Наличие сигнала управления на одном из входов сумматора 1 вызывает изменение скважности выходных импульсов релейного блока 7. В один из полупернодов автоколебаний темп изменения выходного сигнала интегратора 5 определяется разностью сигналов на входе сумматора 1 и выходе релейного элемента 7, а в другой полупериод автоколебаний — зависит от суммы этих сигналов. В результате постоянная составляющая выходных импульсов устанавливается пропорциональной величине сигнала управления.

Релейный элемент Э имеет также симметричные относительно "нуля"

САУ пороги переключения +В. и неинвертирующую петлю гнстерезиса, причем Ъ (i t В,l..Áëîê 8, как и релейный элемент 7, управляется выходным сигналом интегратора 5. Это вызывает формирование на выходе ре « лейного элемента 8 импульсов, которые сдвинуты по фазе относительно выходного сигнала релейного элемента 7.

С помощью звена 2 осуществляется суммирование выходньпс импульсов релейных элементов 7 и 8.

Ключевой элемент 12 является релейньк элементом с зоной нечувствительности С.

В интервале времени несовпадения знаков выходных импульсов релейных элементов 7 и 8 выходной сигнал сумматора 2 равен нулю, что обеспечивает нулевой уровень смг- нала на выходе ключевого элемента 12.

Принцип действия развертывающего операционного усилителя, вклю67578

Составитель В, Кузин

Редактор С. Тимохина Техред А.Кикемезей Корректор А. Тяско

Заказ 4436/46 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5. 11 чающего звенья 3» 9, 10, 4, 13, аналогичен рассмотренному.

Таким образом, введение в систему звеньев 2, 4, 8, 10 обеспечивает формирование интервала паузы между моментами времени изменения знака импульсов на выходе развертывающего усилителя. При этом повышается надежность регуляторов и системы управления в целом, так как

1 исключается возможность протекания . через выходные каскады звеньев

5 12, 13 (фиг. 1) "сквозных" токов короткого. замыкания, которые возникают при изменении знака выходных импульсов развертывающих операционных усилителей.,