Регулятор

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при проектировании систем управления, работающих в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повьшение чувствительности и точности регулятора. Цель достигается за счет получения дополнительной информации и формирования по ней дополнительных, младших разрядов кода. Эта информация в виде временного интервала снимается с выхода триггера 8 и поступает на счетчик 25, формирующий младшие разряды. Интегратор 6 и детектор 7 работают в следящем режиме, формируя код старших разрядов. 1 ил.. 1 табл. (Л « о rsp Nd со Nd

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1462232 А 1 (59 4 С 05 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4278026/24-24 (22) 27.05.87 (46) 28.02.89. Бюл. Ф 8 (72) В.С.Альтшулер, А.А.Васюхно, Л.Н.Волков, А.В.Орлов и В.И.Филатов (53) 62-50 (088.8) (56) Гироскопические системы. Под ред. Д.С.Пельпора, ч.I М.: Высшая школа, 1977, с.22-23.

Авторское свидетельство СССР

В 1226407, кл. G 05 В 11/00, 1984. (54) РЕГУЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при проектировании систем управления, работающих в реальном масштабе времени.

Цель изобретения — повышение чувст" вительности и точности регулятора.

Цель достигается за счет получения дополнительной информации и формиро- вания по ней дополнительных, младших разрядов кода. Эта информация в виде временного интервала снимается с выхода триггера 8 и поступает на счетчик 25, формирующий младшие разряды. Интегратор 6 и детектор 7 работают в следящем режиме, формируя код старших разрядов. 1 ил., 1 табл.

1462232

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при проектировании систем управления, работающих в реальном масштабе времени.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности регулятора.

На чертеже представлена функциональная схема регулятора.

Регулятор содержит датчик 1 положения (например. синусно-косинусевый

ВТ), выходы которого через синхронные детекторы 2 и 3 подключены к входам 15 мультиплексора 4, последовательно соединенные сумматор 5, ичтегратор

6, детектор 7 нулевого уровня, первый триггер 8 и реверсивный счетчик

9, выходной код которого поступает 20 на первый вход блока 10 регистров.

Регулятор включает также последовательно соединенные дешифратор 11, блок 12 формирования управляющего

c»rnàëà и блок 13 моментных датчиков, 25 в при этом выход генератора 14 импуль сов соединен с входом первого элемента 15 "-ацержки. Система содержит также цифроаналоговый преобразователь

16, олок 17 анализа знака, блок 18 30 сравнения, источник 19 опорного напряжения, первый и второй инвертсрыповторители 20 и 2 1, последовательно соединенные счетчик 22 и фильтр 23, второй триггер 24, второй счетчик 25 и второй и третий элементы 26 и 27 задержки.

Блок 17 состоит из первого и второго элементов И 28 и 29 (один из них с инверсным входом, как показано на чертеже ), .Сигналы внешней информации поступают в блок 12 по шинам 30. Синхронные детекторы 2 и 3 предназначены для преобразования переменногс напряжения в постоянное с учетом фазы. Блок 18 может быть выполнен в виде,цвух компараторов, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом инвертора 20 и управляющими входами дешифратора 11 и мультиплексора 4, Последние имеют входные дешифраторы, на них могут непосредственно поступать выходные сигналы компараторов, первый из которых определяет знак синуса, а второй сравнивает по амплитуде синус и косинус входного угла, так что их выходные сигналы позволяют однозначно определить ту половину квадранта, в которой этот угол находится в данный момент. Ниже приведена таблица, позволяющая синтезировать мультиплексор

4 и дешифратор 11 по заданной входной и выходной последоватp,ïüíîñòÿì.

Блок 10 регистров сэдержит два регистра, в первый по сигналу С1 заносится код старших разрядов, во второй по сигналу С2 (фиг.1) — код младших.

Построение блока 12 всецело определяется алгоритмом формирования управляющего воздействия. Например, если момент, прикладываемый к объекту управления„ должен изменяться в зависимости от суммы выходного сигнала датчика 1 и одного из сигналов внешней информации, последний подается на шину 30 в виде кода. Блок 12 выполняется в виде параллельного сумматора, выход которого соединен с входом

ЦАП, выход которого соединен с выходом блоха 12

Регулятор работает с.ледуюцим образом. Пусть положение объекта таково, что входной угол нв.ходится между о

0 и 45-. Тогда в соответствии с таблицей на первый вход сумматора 5 поступает напряжение с детектора 2 и максимальное значение пилообразного напряжения, формируемого интегратором б, возрастает до того момента, когда при поступлении очередного импульса частоты генератора 14 детектор 7 не зафиксировал смены знака выходного напряжения интегратора 6.

При этом состояние счетчика 9 изме,нится на единицу. Зтот процесс будет продолжаться до тех пор, пока выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 16 не окажется равным по модулю сигналу на первом входе сумматора 5. Так как в данной половине первого квадранта коэффициент передачи инвертора 20 равен мину= единице (на управляющий вход инверт эра поступает согласно таблице сигнал с компарато— ра блока 18, определяющего квадрант, в котором находится выходной угол), сумма сигналов на первом и третьем входах сумматора 5 окажется равной нулю и дальнейшее изменение выходного кода счетчика 9 прекратится.

Поскольку на вход питания преобразователя 16 поступает напряжение с второго выхода мультиплексора 4, пропорциональное в рассмотренном случае косинусу угла, выходной код счетчика 9 окажется пропорциональным тан55 з 146 генсу этого угла. При этом первый разряд выходного кода счетчика 9 не является значащим и на вход блока 17 анализа знака заводится выход второго или третьего разряда.

Этот блок совместно с триггером

24 и со счетчиком 25 служит для формирования младших разрядов выходного кода в случае, если не произошло полной компенсации напряжений на первом и третьем входах сумматора 5. В этом случае код в счетчике 9 будет периодически изменяться, причем величина интервала времени между моментами его уменьшения и увеличения на единицу будет пропорциональна разности между напряжениями на первом и третьем входах сумматора 5, а следовательно, и разности между напряжением, пропорциональным положению объекта, и напряжением, пропорциональным коду старших разрядов выходного кода. Триггер 24 взводится в момент уменьшения кода в счетчике 9 и разрешает счет в счетчике 25, который заполняется до момента увеличения кода в счетчике 9 на единицу. После этого выходной код счетчика 25 переписывается в блок 10 и счетчик 25 обнуляется.

Пусть, например, частота генератора 14 равна 100 кГц, а счетчик 9 выполнен десятиразрядным. Тогда приблизительно через 10 мс выходной код старших разрядов окажется пропорциональным входному. сигналу при любом

его изменении (например, после включения), что обеспечивает высокое быстродействие регулятора. Если диапазон изменения выходного напряжения датчика 1 составляет 10 В, то старшие разряды выходного кода блока 10 обеспечивают разрешающую способность

10 мВ. Пусть теперь величина раскомпенсации на входах сумматора 5 составляет 10 мкВ, а постоянная времени интегратора 6 такова, что накопление этой величины в течение 100 мс приведет к срабатыванию счетчика 9. Тогда счетчик 25 должен быть выполнен тринадцатиразрядным и через 110 мс выходной код дешифратора 11 будет не только в первом приближении, как через 10 мс, но и точно, с разрешением 10 мкВ, соответствовать положе", нию объекта управления. При прочих равных условиях это позволит на три порядка повысить разрешающую способ2232

4 ность регулятора, одновременно обеспечив ее высокое быстродействие.

Формула и з о б р е т е н и я

Регулятор, содержащий датчик положения, генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, фильтр и сумматор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, введены последовательно соединенные интегратор и детектор нулевого уровня, а также два триггера, реверсивный счетчик, три элемента задержки, два инвертора — повторителя, источник опорного напряжения, блок сравнения, два синхронных детектора, мультиплексор, цифроаналоговый преобразователь, блок анализа знака, второй счетчик и последовательно соединенные блок регистров и дешифратор, при этом выход фильтра соединен с тактовыми

25 входами обоих синхронных детекторов и входом питания датчика положения, выходы которого соединены с входами соответствующих синхронных детекторов, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора и входам блока сравнения, первый выход которого соединен с управляющими входами дешифратора и мультиплексора, первый выход которого соединен с,первым входом сумматора, выходом .подключенного к входу интегратора, выход детектора нулевого уровня соединен с информационным входом первого тригге40 ра, выход которого соединен с входом управления режимом первого инвертора— повторителя, первым информационным входом блока анализа знака и .знаковым входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами старших

45 разрядов регистра, входом цифроанало= гового преобразователя и вторым информационным входом блока анализа знака, первый выход которого соединен с первым тактовым входом блока ре50 гистров и первым установочным входом второго триггера, выход которого сое-. динен с управляющим входом второго счетчика, выходы которого подключены к входам младших разрядов блока регистров, выход первого счетчика соединен с входом фильтра, второй выход мультиплексора соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового

5 1462232 6 преобразователя, выход которого сое- вторым установочным входом второго динен с информационным входом второго триггера и входом второго элемента инвертора — повторителя, вход управ- задержки, выход которого соединен с ленин режимом которого соединен с

5 вторым тактовым входом блока региствторым выходом блока сравнения, при- ров и входом третьего элемента зачем выходы обоих инверторов — повто- держки, выход которого соединен с рителей соединены соответственно с установочным входом второго счетчивторым и третьим входами сумматора, ка, а выход генератора соединен таквыход источника опорного напряжения 10 же с тактовыми .входами второго счетсоединен с входом первого инвертора — чика, первцго триггера и входом перповторителя, выход дешифратрра сое- вого элемента задержки, выход котодинен с выходом регулятора, второй рого соединен с тактовым входом ревыход блока анализа анака соединен с версивного счетчика.

9N- половины квадранта

5 6 7

1 sin(p cos(p соя<ай sing sin

2 cos(p sin

Вых. 4 ко.эфф. 20 функция 11 arctg

Составитель Г.Нефедова

Техред М.Дидык Корректор Л.Па.ай

Редактор А.Лежнина

Заказ 671/43 Тираж 788 Подписное

ВНИИПЦ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, п и

101