Система подчиненного регулирования

 

Изобретение относится к области автоматизации процессов управления электроприводом и предназначено для автоматизации технологических процессов . Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы подчиненного регулирования. Система содержит три сумматора, два интегратора , четыре релейных элемента, два делителя частоты, объект регулирования, два датчика, генератор, два фильтра, силовой преобразователь, кабельную линию связи, задатчик, блок управления и блок датч1-1ков.. Сущность изобретения заключается во взаимной cimxpo- низации частот несущих колебаний контуров регулиров ания, передаваемых по однопроводной кабельной линии связи, что увеличивает помехозащищенность системы подчиненног о регулирования . 3 ил. Is5 Од 00 о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 . С 05 В 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVlA (2 i ) 38 1 0176/24 — 24 (22) 05.11.84 (46) 15.06.86. Вюл. №: 22 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И.Цытович (53) 62 — 50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 842722, кл. G 05 В 23/02, 1979.

Гарнов В.К. и др. Унифицированные системы автоуправления в металлургии.

M. Металлургия, 1971, с.10 рис,1 д. (54) СИСТЕМА ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматизации процессов управления электроприводом и предназначено для

„„SU„„3 238824 автоматиз ации технологических процес— сов. Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы подчиненного регулирования. Система содержит три сумматора, два интегратора, четыре релейных элемента, два делителя частоты, объект регулирования, два датчика, генератор, два фильтра, силовой преобразователь, кабельную линию связи, задатчик, блок управления и блок датчиков. Сущность изобретения заключается во взаимной синхро— низации частот несущих колебаний кон— туров регулирования, передаваемых по однопроводной кабельной линии связи, что увеличивает помехозащищенность системы подчиненного регулирования. 3 ил.

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и предназначено для автоматизации технологических процессов.

Цель изобретения — увеличение помехозащищенности системы подчиненного регулирования.

На фиг.1 представлена функциональНая схема системы подчиненного регулирования, 10

Указанная схема содержит первый 1, второй 2 и третий 3 сумматоры, первый . 4 и второй 5 интеграторы, первый 6, второй 7, третий 8 и четвeprrrA 9 ре лейные элементы, первый 10 и второй

i 1 делители частоты, объект 12 регулкрования, первый 13 и второй 14 датчики, генератор 15, первый 16 и второй 17 фильтры, силовой преобразователь 18, кабедьную линию 19 связи, эадатчик 20, блок 21 управления и блок 22 датчиков.

Первый 6 и второй 7 релейные элементы выполнены с симметричными относительно нуля порогами переключения 25 и неинвертирующей характеристикой.

Четвертый 9 релекный элемент abrnos нен с нулевым значением порогов переключения и неинвертирующей характеристикой. Первый !О и второй 11 де- Зо лители частоты имеют коэффициент деления 2, а их выходной сигнал меняется дискретно в предепах A. Силовой преобразователь 18 выполняет функции широтно-импульсного усилите. ля мощности для питания объекта l2 регулирования. Третий 8 релейный эле мент имеет двя входа". информационный, подключенный к выходу кабельной линии 19, и установочный, соединенный с выходом четвертого 9 релейного элемента.

Наличие импульса на выходе четвертого 9 релейного элемента приводит к смещению порогов переключения третье- < го 8 релейного. элемента на величину, пропорциональную амплитуде сигнала на установочном входе.

На фиг.2 приведен пример реализации третьего 8 релейного элемента, где 23 — операционный у-силитель, а пример реализации первого 13 к второго 1ч датчиков показан на фиг.3.

Каждый датчкк содержит блок 24 модулятор — демодулятор, сумматор 25, интегратор 26, релейный элемент 27 и генератор 28 несущей частоты.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала задания на входе сумматора 1 первый релейный элемент б, имеющий симметричные относкгельно нулевого уровня гороги переключения В, совершае- ци:к,л переключений, прк котором среднее значение его выходного сигнала равно нулю.

Сигнал rra выходе гервого интегратора ч имеет форму симмеричной пклы со средним за период Т, нулевым значением постоянной составляющей.

Наличие сигнала на входе первого сумматора 1 приводит к изменению сквяжности импульсов на выходе первого релейного элемента б. В один из полупериодов автоколебаний темг нарастания развертки определяется разностью входного и выходного си.-.палов явтоколебательного каскада, и в qpy гой полупериод зависит от суммы этих сигналов. В результате за гериод автоколебаний постоянная составляющая выходного сигнала первого релейного элемента 6 устянавливае-.ся пропорцио— нальной уровню воздействия на входе первого сумматора 1. Принцип действия следующего тракта аналогичен указанному.

3здатчик 20 входного сигнала определяет темп разгона (торможения) объег;rа 12 регулирования.

Первый 16 и второй 17 фильтры предназначены для подавления несущих колебаний соответствующих каскадов сис.-еж,.

С помощью первого 13 и второго датчиков происходит потенциальное разделение, усиление и преобразование в широтно-импульсный сигнал регулируемых координат объекта 12 регулирования. Прк этом первый 13 датчкк выполняет функции датчика тока, à ВТо рой 14 датчик — функции датчика скорости объекта 12 регулирования.

Генератор 15 служит для формирования сигналов несущей частоты к имеет два выхода, сигналы которых синхрони-. зированы, идентичны по форме (сигнал типа меандра), но отличают я по частоте. В дальнейшем полагаем, что частота несущих колебаний второго датчика 14 превышает частоту несущих колебаний первого датчика 13.

Кроме гого, на амплитуду выходных сигналов первого 13 и вторсго 14 датчиков накладывается ограничение, зак1238024 лючающееся в том, что амплитуда выходного сигнала второго датчика 14 должна быть меньше амплитуды выходного сигнала первого датчика 13 (минимум в два раза).

При отсутствии сигнала на выходе объекта 12 регулирования постоянная составляющая импульсов на выходе первого 13 и второго 14 датчиков равна нулю. Наличие сигнала на выходе объекта 12 регулирования влечет за собой изменение скважности импульсов на выходе первого 13 и второго 14 датчиков. На вход однопроводной кабельной линии 19 подается выходной широтноимпульсный сигнал первого датчика 13, модулированный по амплитуде выходным широтно-импульсным сигналом второго . датчика 14. Четвертый 9 релейный элемент имеет нулевое значение порогов переключения, а его выходной сигнал не изменяется по амплитуде и меняется только по знаку. Переключение четвертого 9 релейного элемента осуществляется сигналом с выхода третьего 3 сумматора Х-(t) в моменты времени изменения его знаков. В результате на выходе четвертого 9 релейного элемента формируется сигнал Y9(t), который полностью повторяет форму выход ного сигнала первого 13 датчика.

Третий 8 релейный элемент в исходном состоянии имеет нулевой уровень порогов переключения. Его информационный вход подключен к выходу третье-35

ro 3 сумматора, а установочный вход— к выходу четвертого 9 релейного элемента. Под действием импульсов Y>(t) пороговый уровень с третьего 8 релейного элемента смещается на величину, 40 соответствующую амплитуде сигнала

Yg(t), что обеспечивает возможность управления моментами переключения третьего 8 релейного элемента.

Таким образом, в предлагаемой сис-45 теме передача сигналов обратной связи осуществляется по одному проводу кабеля связи, а их разделение на сос тавляющие производится с помощью третьего 8 и четвертого 9 репейных эле- 50 ментов. Это позволяет уменьшить экономическое затраты при создании системы путем сокращения числа проводников кабельной линии, а также полностью исключить влияние помех, наводимых в контуре обратной связи. Введение. в устройство второго 8 и третьего 9 релейных элементов улучшает помехоустой4 чивость системы регулирования. Кроме того, передача выходных сигналов первого 13 и второго 14 датчиков по одному проводу приводит к тому, что оба полезных носителя информации подвергаются воздействию одного и того же помехового сигнала, что в значительной степени облегчает борьбу с ним и позволяет получить оптимальные характеристики системы.

Первый 10 и второй 11 делители частоты имеют идентичный принцип действия и функциональное назначение.

Они предназначены для формирования сигнала несущей частоты автоколебательных каскадов системы, который синхронизирован с полезной составляющей сигналов обратных связей. Первый

10 и второй 11 делители частоты имеют одинаковые коэффициенты деления (2,0) и преобразуют выходные сигналы третьего 8, четвертого 9 релейных элементов в сигналы типа меандра со средним нулевым значением и периодом, в два раза превышающим период выходных импульсов третьего 8 и четвертого 9 релейных элементов. С помощью выходных сигналов первого 10 и второго 11 делителей частоты автоколебательные каскады системы переводятся из режима колебаний с частотно-широтно-импульсной модуляцией в режим внешней синхронизации с постоянным периодом дискретизации выходных импульсов.

Введение в систему первого 10 и второго 11 делителей частоты позволяет исключить ошибки замедленной дискретизации автоколебательных каскадов, которые могут возникнуть в подобньтх системах в области малых значений сигналов управления, когда частотно-широтно-импульсная модуляция имеет свойства, близкие к показателям широтно-импульсной модуляции.

Кроме того, в предлагаемой системе сигналы несущей частоты всех контуров регулирования строго синхронизированы.

В этих условиях оказывается принципиально невозможным появление ошибок замедленной дискретизации, свойственнътх системам с произвольно выбираемыми частотами несущих колебаний отдельных трактов СПР. Следовательно, система отличается повышенной помехоустойчивостью.

Для обеспечения высокой помехоустойчивости системы блок 22 датчиков должен располагаться в непосредствен1238О24 ной близости от объекта 12 регулиро— вания, а звенья, входящие в состав блока 21 управления, необходимо рас— полагать в одном шкафу управления с силовым преобразователем 18.

Таким образом, данное устройство позволяет исключить влияние на работу системы помех, поступающих через кабель связи контуров обратной связи системы; осуществить взаимную синхронизацию частот несущих колебаний всех контуров регулирования и ликвидировать ошибки преобразования управляющих воздействий, свойственных явлению замедленной дискретизации динамических сигналов; реализовать передачу сигналов обратной связи по однопроводной кабельной линии связи и 2О исключить тем самым .их взаимное алияние, что имеет место в многопроводных кабельных линиях при передаче импульсных сигналов.

Формула из обретения

Система подчиненного регулирования, содержащая задатчик входного сигнала, соединенный с входом перво-ЗО го сумматора, второй сумматор, силовой преобразователь, соедин-; .. с входом объекта регулирован" .я, г:., ходы которого соединены соотве. ст -:=нио с первым и вторым датчиками, о тл и ч а. ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения помехоэащищенности системы, в нее дополнительно введены два интегратора, два фильтра, четыре релейных элемента, два делителя частоты, генератор, кабельная линия и третий сумматор, входы K0T орого соединены с выходами соответственно первого и второго датчиков, а выход через кабельную линию — с входами третьего и четвертого репейных элементов, выход четвертого релейного элемента соединен с управляющим входом третьего релейного элемента, с входом второго сумматора и через последовательно включенные втором делитель частоты, второй сумматор, второй интегратор, второй релейны--..". элемент и второй ф>и-.т-."p — ". вх;-.>дом. силоного преобразователя, выхол третьего релейного элемента соепи.. †.;"н с вторым входом первого сумматора и через пос— ледовательно ".оединенные первый делитель частоты, первый сумматор, первый:интегратор, первый релейный элемент и первьх1 фильтр — с третьим входом второго сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом второго релейного элемента, четвертый вход первого сумматора соединен с выходом первого релейного элемента, а

1вторые входы первого и второго датчиков соединены с соответствующими выходами генератора.

1238024

Составителт.. Б,Кирсанов

Техред О.Гортвай Коpp eк gоp Т ° Колб

Редактор М.Дылын

Заказ 3289/47 Тираж 836 ITОдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открь!т:Ы

1 13035, Иосква, Е-35, Раът ская наб .. д. / 5

Производственно-полиграфическое предпр.-ятие, в.. жгород, ул.Проектная, 4