Адаптивный цифроаналоговый регулятор

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в цифроаналоговых регуляторах частоты вращения электродвигателей, температуры нагревателей в теплообменных установках, положения различных механизмов, давления и расхода жидкостей и газов. Цель изобретения - повыше1ше качества регулирования. Адаптивный цифроаналоговый регулятор содержит тактовый генератор 1, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 блоки синхронизации , первый 6 и второй 7 элементы НЛ1, первый 8 и второй 9 счетчики, первый 10 и второй 11 формирователи импульсов , триггер 12, демодулятор 13, преобразователь 14 напряжение-частота, пороговый элемент 15, делитель 16 частоты, первый 17 и второй 18 элементы И, Цель изобретения достигается за счет введения блоков и элементов 4-7, 10, 11, 14, 16, что позволяет осуществить интегрирование сигнала рассогласования при малой его величине , пропорциональное регулирование при больших сигналах рассогласования и плавный переход из одного режима работы в другой. 6 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (11) (51) 4 С 05 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4088788/24-24

1 (22) 09,07.86 (46) 23.01 89.Бюл. (Ф 3 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И.З.Соколова (72) В.М. Трохин, В.А.7(обрыдень и Э.А.Чернин (53) 62-50(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 403044, кл, Н 03 К 7/08, 1973. (54) АДАПТИВНЪ1И ЦИФРОАНАЛОГОВЪ|Й РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в цифроаналоговых регуляторах частоты вращения электродвигателей, температуры нагревателей в теплообменных установках, положения различных механизмов, давления и расхода жидкостей и газов.

Цель изобретения — повышение качества регулирования. Адаптивный цифроаналоговый регулятор содержит тактовый генератор 1, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 блоки синхронизации, первый 6 и второй 7 элементы ИБ1, первый 8 и второй 9 счетчики, первый

10 и второй 11 формирователи импульсов, триггер 12, демодулятор 13, преобразователь 14 напряжение-частота, пороговый элемент 15, делитель 16 частоты, первый 17 и второй 18 элементы И. Цель изобретения достигается за счет введения блоков и элементов

4-7, 1О, 11, 14, 16, что позволяет осуществить интегрирование сигналя рассогласования при малой его величине, пропорциональное регулирование при больших сигналах рассогласования и плавный переход из одного режима работы в другой. 6 ип.

1 1453364 2

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в цифроаналоговых регуляторах частоты вращения электродвигателей, температуры нагревателеи в теплообменных уста5 нонках, положения различных механизмов, давления и расхода жидкостей и газов и др °

Цель изобретения — повышение качества регулирования.

На фиг. 1 дана схема предлагаемого устройства1 на фиг. 2 — характеристика порогового элемента; на фиг.3 содержимое (а,б) первого и второго счетчиков соответственно; на фиг. 4 сигналы (в,г) на выходах первого и второго 11 формирователей соответственно, на фиг. 5 — сигнал (ц) на вы:ходе триггера 1?, на фпг. 6 коэффици- 2р ент (! ) пересчета счетчиков.

Устройство содержит (фиг. 1) тактовый генератор 1, первый 2, второй 3, третий 4, четвертый 5 блоки синхронизации, первый 6 и второй 7 25 элементы !ШИ, первый 8 и второй 9 счетчики, первый !0 и второй 11 формирователи импульсов, триггер 12, цемодулятор 13, преобразователь 14 напряжения — частота, пороговый эле- 3р мент 15, делитель 16 частоты, первый

17 и второй 18 элементы И.

Устройство работает следующим образом.

В исхоцном состоянии первый счетчик обнуляется, а во втором счетчике обнуляются все разряды за исключени— ем старшего. Если н Hcxoltíîì состоянии частота f„ упранляю3цих импульсов, 40 частота f„ им«ульсон обратной связи и частоты f иипучьсон н» выходе делителя 16 частоты равны нулю, то на счетные входы счетчиков 8 и 9 через элементы ИЛИ 6 и 7 с первого выхода тактового генератора 1 будут поступать только тактовые импульсы с пери1 одо

Г

Ввиду указанного исходного состояния счетчиков 8 и 9 импульсы на выходах формирователей 10 и 11 импульсон, возникающие н моменты переполнения счетчиков, появляютсл с периодом Т = N7",,но со сднгп ои на вреТ 55

МЯ ---. !!РИ .Зтом l!;l НЫХОЛЕ тРИГГЕРа

12 длительностt tttttl ".<ьсл !>анна длительности Т, пну «l,l а с<<г««л на выходе демодулятора 13, и.<«. «<.I нейную характеристику

Т< -То а

Т +Т ь где а — масштабный коэффициент, p;tвен нулю.

ЕСЛИ В ИСХОДНОМ СОСтояНИИ уста«<3<

N вить P g = В,, ? d П,т< импульс с выхода Формирователя 10 на нход установки триггера 12 н единичном состоянии будут поступать точно также, как и в предыдущем случае, а импульсы на его вход установки н нулевое состояние с ныхоца формирователя

11 будут поступать на время g < раньN ше, т, е. получим Т = (- — — В ) <

T, — (--- + В ) < и выходнои си< н <л демодулятора 13 буцет постоянным, отрицательным, поскольку Т „ Т .

Если установить P < = (N — В), т.е. величину В установить н счетчике 9 в дополнительном коде, то аналогично получим Т = (— — +В ) <, T = (N „, М

< 2 ь 2

В ) <, и выходной сигнал демодулято— ра 13 будет постоянным положительным, в обоих случаях он пропорционален ве.пичине

Если йк= 0, à f, = f ) О, устройство работает аналогично, отличие состоит лишь в том, что счетчики 8 и

9 будут заполняться не только иипуль— сами с первого выхода тактового генератора, но и импульсами частоты — Й, поступающими на их счетные входы через блоки 2 и 3 и элементы 6 и

7 соответственно синхронно с импульсаии с второго выхода тактового генератора,задержанными на <./3 относительно импульсов с первого выхода, Такии образом, в предыдущих рассуждениях достаточно вместо " принять величину 1/(F+fg), Пусть теперь f v = О, но f .Г„, В этом случае при Г,: (:«;t tt

11 будет нарастать (фп< . 5), пропор— ционально будет расти но време; и и выходное напряжение деиолупят<<р t 1:! т,Е. уПраВЛяЮщИй СПГJ<л:l (бу:<Ет пропорционален п<<т<<гралу <-t(t tt;la;t рвс-согл.«сования — раз««< t l< Г,,-Г, .

3 145336

Если Г» йр(фиг. 6), то аналогично сигнал на выходе демодулятора будеть убывать, поскольку теперь интегрируемый сигнал рассогласования отрицателен.

Так вырабатывается управляющий сигнал (по интегральному закону) до тех пор, rtoxa не сработает пороговый элемент 15 (фиг. 2), Как только уп- . равляющий сигнал U превысит нижний или верхний порог, появится единичный сигнал на первом входе соответствующего элемента И 17 или 18, и импульсЫ частоты f (÷àñòîòû коррекции) 15 с выхода делителя 16 частоты начнут поступать через блок 4, элемент 6 или блок 5, элемент 7 в соответствующий счетчик 8 или 9. Если бып превышен верхний порог U, т.е. f (Ер, 2О открывается элемент И 18 и импульсы корректирующей частоты начинают поступать (синхронно с тактовыми импульсами с третьего выхода тактового генератора 1, сдвинутыми на 2c/3 от- 25 носительно импульсов с первого выхода) на счетный вход счетчика 9. Теперь счетчик 8 заполняется импульсами частоты F+fo, а счетчик 9 — импульсами частоты F+f +f, причем корректи- 30 рующая частота f пропорциональна управляющему сигналу U. Это приводит к снижению интенсивности введения (интегральной компоненты в закон управления, что обусловливает сокращение времени переходных процессов и повышает динамическую точность регулирования.

Аналогично, если сигнал U ока40 зывается меньше нижнего порога Uo, то открытым по первому входу оказывается элемент И 17 и импульсы корректирующей частоты с выхода делителя 16 проходят через блок 4, элемент 45

6 на счетный вход счетчика 8. Таким образом, в этом случае счетчик 8 заполняется импульсами частоты F+fo+f, а счетчик 9 — импульсами частоты

F+f, что обеспечивает и в,этом случае указанный выше эффект.

Следовательно, при отсутствии рассогласования в системе или при незначительных или кратковременных отклонениях частоты f обратной евязи от заданного значения f предложенное устройство работает как высокоточный интегрирующий регулятор, а при больших или длительных рассогласованиях — как пропорциональный регулятор, причем автоматически осуществляется плавный (безударный) переход из одного режима в другой.

Применение предложенного адаптивного цифроаналогового регулятора позволит улучшить технико-экономические показатели системы объектрегулятор за счет сокращения времени переходных процессов, уменьшения перерегулирования н числа колебаний.

Формула изобретения

Адаптивный цифроаналоговый регулятор, содержащий первый и второй счетчики, тактовый генератор, подключенный первым и вторым выходами к первым и вторым тактовым входам первого и второго блоков синхронизации, информационные входы которых соединены соответственно с первой и второй входными шинами адаптивного цифроаналогового регулятора, триггер, подключенный выходом через демодулятор к выходной шине адаптивного цифроаналогового регулятора и входу порогового элемента, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, введены первый и второй элементы ИЛИ, третий и четвертый блоки синхронизации, первый и второй формирователи импульсов, делитель частоты и преобразователь напряжение — частота, подключенный входом к выходу демодулятора, а выходом через делитель частоты — к вторым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены с информационными входами третьего и четвертого блоков синхронизации, подключенных-первыми н вторыми тактовыми входами соответственно к второму и третьему выходам тактового генератора, а выходами — к первым входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго блоков синхронизации, третьи входы — с первым выходом тактового генератора, а пьиходы — со счетными входами первого и второго счетчиков, подключеннлк выходами пе5 1453364 6 реполнения. соответственно через пер- гера и через второй формирователь вый формирователь импульсов к входу импульсов - к входу установки в нулеустановки в единичное состояние триг- вое состояние триггера.

"/г а

Составитель В.Башкиров

Редактор П,Гратилло Техред g.Коданич Корректор В.Бутяга

Заказ 7283/44 Тираж 788 Подписное

ВШШПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при I KHT СССР

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

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