Регулятор

 

Изобретение относится к автоматике , вычислительной и измерит ельной технике и может быть использовано для формирования управляющих сигналов , сигналов обратной связи и сигналов коррекции в гироскопических , системах управления и регулирования. Целью изобретения является повьш1ение точности регулятора. Эта цель достигается за счет тогю, что аналоговый сигнал, пропорг иональньет положению, усиливается, преобразует-. ся в цифровой код и подается в формирователь сигнала управления, в котором на основании этого сигнала и внешней информации о скорости, курсе и широте места формируется сигнал управления. Сигналы с младших , разрядов формирователя сигнала управления поступают на входы первого i г цифроаналогового преобразователя и , с его выходов аналоговый сигнал поступает на первый вход сумматора. Сигналы со знакового разряда и старших разрядов поступают на вход дешифратора , который в зависимости от величины этих сигналов подключает к питающим входам первого цифроаналогового преобразователя опорное , напряжение нужной величины. Сигналы со знакового разряда и старших разрядов формирователя инвертируются и поступают на информационные входы второго цифроаналогового преобразователя , который запитьшается от источника переменного напряжения. Выходной сигнал этого, преобразователя поступает на второй вход сумматора и с его выхода на вход мо ментного датчика. 2 ил. I (Л tVS Од CD СА

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (sg 4 G 05 В 11./01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3818953/24-24 (22) 30.11.84 (46) 30.09.86. Бюл. Ф 36 (72) В.С.Альтшулер, А.А.Васюхно, Л.Н.Волков, В.Н.Волнянский, А.В.Орлов и В.М.Филатов (53) 62-50 (088.8)

\ (56) Гироскопические системы. Под ред. Д.С.Пельпора, ч.Ш, М.:

Высшая школа, 1980, с,41-46.

Гироскопические системы. Под ред.

Д.С.Пельпора, ч.I, М,: Высшая школа, 1977, с. 128-134. (54) РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для формирования управляющих сигналов, сигналов обратной связи и сигналов коррекции в гироскопических системах управления и регулирования.

Целью изобретения является повьппение точности регулятора. Эта цель . достигается за счет того, что аналоговый сигнал, пропорциональный положению, усиливается, преобразует„„Su.„1МЕН З А1 ся в цифровой код и подается в формирователь сигнала управления, в котором на основании этого сигнала и внешней информации о скорости, курсе и широте места формируется сигнал управления. Сигналы с младших разрядов формирователя сигнала управления поступают на входы первого цифроаналогового преобразователя и, с его выходов аналоговый сигнал посl тупает на первый вход сумматора.

Сигналы со знакового разряда и. старших разрядов поступают на вход дешифратора, который в зависимости от величины этих сигналов подключает

C к питающим входам первого цифроана- Е логового преобразователя опорное . напряжение нужной величины. Сигналы со знакового разряда и старших разрядов формирователя инвертируются и . поступают на информационные входы второго цифроаналогового преобразователя, который запитывается от источника переменного напряжения.

Выходной сигнал этого. преобразователя поступает на второй вход сумматора и с его выхода на вход мо- © ментного датчика. 2 ил.!

260913

40

Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для формирования управляющих сигналов, сигналов обратной связи и коррекции в гироскопических системах автоматического управления и регулирования.

Цель изобретения — повышение точности регулятора при сохранении его

t0 рабочего диапазона за счет осуществ-, ления цифроаналогового преобразования: не во всем диапазоне изменения c: управляющего воздействия, а последовательно в отдельных его

15 поддиапазонах, при одновременной компенсации различия в тепловыделении в обмотке датчика момента при переходе от одного поддиапазона к другому.

На фиг.l приведена функциональная схема регулятора; на фиг.2 функциональная схема примера системы автоматического управления, в которой может быть использован регулятор.

Регулятор содержит датчик 1 положения, усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, формирова30 тель 4 сигнала управления, первый цифроаналоговый преобразователь 5, сумматор 6, моментный датчик 7, дешифратор 8 коммутатор 9, источ— ник 10 опорного йапряжения, источник 11 переменного напряжения, второй цифроаналоговый преобразователь

12, блок 13 инверторов, регулирующий блок 14, ротор 15 в кардановом подвесе, лаг 16, задатчик 17 широты, курсовую систему 18.

Регулирующий блок 14 содержит усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, формирователь 4 сигнала управления, первый цифроаналоговый преобразователь 5, сумматор

6, дешифратор 8, коммутатор 9, источник 10 опорного напряжения, источник ll переменного напряжения, второй цифроаналоговый преобразова— тель 12 и блок 13 инверторов.

B качестве датчика 1 положения использован индикатор горизонта, установленный на внешней рамке кар;., данова подвеса ротора 15. В качестве коммутатора 9 использован управляющий делитель напряжения.

Регулятор работает следующим образом.

Выходной сигнал датчика 1 положения, несущий информацию о положении ротора 15, т.е. объекта регулирования, усиленный с помощью усилителя 2, преобразуется аналого-цифровым преобразователем 3 в цифровой код. Этот код поступает в формирователь 4 сигнала управления вместе с сигналами внешней информации (фиг.1), вырабатывающий цифровой эквивалент сигнала управления, который подается на вход моментного датчика 7, являющегося исполнительным органом. С этой целью младшие разряды выходного кода формирователя 4 сигнала управления поступают на информационные входы цифроаналогового преобразователя 5, выходное напряжение которого через сумматор 6 воздействует на обмотку моментного датчика 7. Знаковый и старшие разряды выходного кода формирователя 4 сигнала управления через дешифратор 8 поступают на управляющие входы коммутатора 9, осуществляющего изменение величины выходного напряжения источника 10 опорного напряжения. Выходное напряжение коммутатора 9 подается на входы питания первого цифроаналогового преобразователя 5. При этом выходное напряжение источника 10 опорного напряжения в коммутаторе 9 разбивается на поддиапазоны, а напряжение нужного поддиапазона выбирается и подключается коммутатором 9 к входам питания второго цифроаналогового преобразователя 5 в эависи— мости от выходного сигнала дешифратора. Указанные цоддиапаэоны выбираются в соответствии с поддиапазонами, на которые разбивается весь диапазон изменения управляющего воздействия, что позволяет при заданной разрядности выходного кода формирователя 4 сигнала управления и цифроаналогового преобразователя 5 получить наибольшую разрешающую способность регулятора в целом, поскольку величина шага квантования по уровню управляющего воздействия определяется как отношение максимального значения входного кода цифроаналогового преобразователя 5 к его питающему напряжению.

Знаковый и старшие разряды выходного кода формирователя 4 сигнапа управления поступают через блок 13

12609

30

Постоянная

Разряды выход— ного кода дешифратора, в которых присутствует логическая единица (в остальных разрядах — нули составляющая выходного

Старшие Знаковый разряды разряд

Младшие разряды напряжения сумматора

ХХХХ

1111

1,4

3,9

ХХ

0000

1,4

3,0

2,0

3,6

1,99

5,8

7,10

0,5

0001

0000

10,11

0,0

0 инверторов на информационные входы цифроаналогового преобразователя 12, который запитывается переменным выходным напряжением с выходов источника 11 переменного напряжения. 5

В результате на второй вход сумматора 6 поступает величина, дополнительная к максимальнсму значению напряжения на первом входе сумматора 6. Поскольку на второй вход сумма-1О тора 6 поступает переменное напряжение, его выходной сигнал определяется только напряжением на первом входе, т.е. выходным сигналом цифроаналогового преобразователя 5. 15

Мощность,выделяемая в обмотке управления моментного датчика ?, зависит от выходных напряжений цифроаналоговых преобразователей 5 и 12 и остается поэтому практически неизмен- 20 ной при изменении выходного кода формирователя 4 сигнала управления.

Это, в свою очередь, позволяет обеспечить постоянство коэффициента передачи моментного датчика ?, а следовательно, и точность системыуправления (Лиг.2) . В этой системе датчик 1 положения вырабатывает напряжение, пропорциональное углу р отклонения оси ротора.15 от плоскости горизонта. По этому сигналу, также сигналам, поступающим с выхоКод на выходе блока обработк

13 4 дов лага 16, задатчика 17 широты и курсовой системы 18, формирователь 4 сигнала управления в регулирующем блоке 14 вырабатывает сигнал, осуществляющий приведение оси ротора 15 в плоскость горизонта, например, по следующему алгоритму

U = f3 cos g + V Sink tg y

4 где P — выходной сигнал аналогоцифрового преобразователя 3;

V,V K — соответственно широта, скорость и курс.

Пусть, например, коммутатор 9 содержит цепной делитель напряжения, l подключенный к выходам источника 10 опорного напряжения, и девять пар ключей. Выходы ключей в каждой паре объединены и соединены с соответствующими выходами цепного делителя 10. Выходы первых ключей всех пар объединены и соединены с первым, выходом коммутатора 9. Выходы вторых ключей каждой пары также объединены и соединены с вторым выходом коммутатора 9. На управляющие входы ключей, пронумерованных с 1-го по !

8-й, поступают соответствующие разряды выходного кода дешифратора 8, выполнение которого можно задать следующей таблицей.

12609! 3 ь

"Продолжение таблицы

Постоянная составляющая

Разряды выходного кода дешифратора, в которых присутствует логическая единица (в остальных разрядах — нули) Знаковый разряд

Старшие разряды

Младшие разрядь

В61ходного напряжения сумматора

0001

ОО

-0,5

l0,11

13,12

II 3 12

14,15

l6,17

0000

-1,0

10 — 1,99

0000

-2,0

-3,99

Таким образом, цифроаналоговый преобразователь S преобразует в каждый данный момент времени только младшие разряды выходного кода формирователя 4 сигнала управления, в то время как старшие разряды задают поддиапазон преобразования. В реэуль тате этого может быть расширена линейная эона датчика 1 положения и усилителя 2, повышена разрешающая способность цифроаналогового преобразователя 5, преобразующего управляющий сигнал. Это позволяет повысить разрешающую способность, устройства во столько -раэ, на сколько поддиапаэонов разбит диапазон питающего напряжения указанного преобразователя.

Формула изобретения

Регулятор, содержащий источник опорного напряжения, моментный датчик v последовательно соединенные датчик положения, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, формирователь сигнала управления и перКод на выходе блока обработки

l вый цифроаналоговый преобразователь, отличающийся тем, что, 25 с целью повышения точности регулятора, в нем дополнительно установлены коммутатор, дешифратор, блок инверторов, источник переменного напряжения, второй цифроаналоговый преобразователь и сумматор, соединенный выходом с входом моментного датчика, первым входом — с выходом первогО цифроаналогового преобразователя, а вторым входом †. с выходом:

35 второго цифроаналогового преобразователя, подключенного входами питания к выходам источника переменного напряжения, а информационным вхо-. дом — к выходу блока инверторов, 4О соединенного входом с вторым выходом формирователя сигнала управления и входом дешифратора, подключенного выходом к управляющему входу коммутатора, соединенного информаци l5 онным входом с выходом источника опорного напряжения, а выходами — с входами питания первого цифроаналогового преобразователя.

1260913

Ь18нОпы Аюшргй цнрорнафЫ/

Составитель Ю.Гладков

Редактор И.Касарда Техред А.Кравчук Корректор О.Луговая

Заказ 5230/48 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4