Система автоматического регулирования
Изобретение относится к системам автоматического регулирования релейно-импульсного типа, предназначено для стабилизации возмущаемых динамических объектов регулирования и может быть использовано в автономных источниках питания, например, стабилизации напряжения синхронного генератора. Целью изобретения является повышение точности работы системы под нагрузкой. Система автоматического регулирования содержит генератор 1 пилообразного напряжения, элемент сравнения 2, триггер Шмидта 3, N триггерных элементов 4, N релейных элементов 5 - 5, триггер 6<SB POS="POST">N+1</SB> с силовым выходом, сумматор 7 и объект 8 регулирования. Сущность изобретения заключается в удачной организации автоколебательной системы за счет введения N + 1 параллельных цепей и гистерезисом различной ширины. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4703772/24 (22) 09.06.89 (46) 23.08,91. Бюл. М 31 (71) Пермский политехнический институт (72) С.М.Кисельгоф и Ю.Н.Хижняков (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 341009, кл. G 05 В 11/28, 1972. Авторское свидетельство СССР N 407279, кл. G 05 В 11/28. 1977. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к системам автоматического регулирования релейно-импульсного типа, предназначено для стабилизации возмущаемых динамических „„5U „„1672414 А1 объектов регулирования и может быть использовано в автономных источниках питания, например стабилизации напряжения синхронного генератора. Целью изобретения является повышение точности работы системы под нагрузкой. Система автоматического регулирования содержит генератор 1 пилообразного напряжения, элемент 2 сравнения, триггер Шмидта 3; и триггерных элементов 4, п релейных элементов 5, триггер 6п+1 с силовым выходом, сумматор 7 и объект 8 регулирования. Сущность изобретения заключается в удачной органиэации автоколебательной системы за счет введения и+1 параллельных цепей и гистерезисом различной ширины. 3 ил. 1672414 Изобретение относится к системам автоматического регулирования релейно-импульсного типа, предназначено для стабилизации возмущаемых динамических объектов регулирования и может быть использовано в автономных источниках питания, например стабилизации напряжения синхронного генератора. Цель изобретения — повышение точности работы системы под нагрузкой. На фиг. 1 показана структурная схема системы автоматического регулирования; на фиг. 2 — схема триггерных элементов; на фиг. 3 — временные диаграммы работы триггерных элементов, Система автоматического регулирования (фиг, 1) содержит генератор 1 пилообразного напряжения, элемент 2 сравнения, триггер Шмидта 3, и триггерных элементов 41-4,, и релейных элементов 5i — 5,, триггер 6>+i с силовым выходом, сумматор 7 и объект 8 регулирования. Триггерный элемент 4 (фиг, 2) содержит первый 9 и второй 10 одновибраторы, первый 11 и второй 12 0-триггеры и RS-триггер 13. Генератор 1 пилообразного напряжения представляет собой генератор импульсов линейно изменяющегося напряжения, введение которого обусловлено следующим. В системе автоматического регулирования, содержащей релейный элемент с петлей гистереэиса, в основном контуре управления присущи автоколебания, амплитуда А»т которых зависит от уровня переключений управляющего воздействия на объект 8 регулирования и может быть недопустимо большой, частота — от динамических свойств линейной части системы, а форма автоколебаний — от скважности работы релейного элемента. С целью подавления собственной частоты автоколебаний в систему вводят генератор 1 линейно изменяющегося напряжения с параметрами frn, Urn, обеспечивается режим захвата, который наступит, если frn = (3 — 4) авт. Огл> ахает, Наброс (сброс) нагрузки в такой системе приводит к изменению скважности и, как следствие, формы автоколебаний при постоянной их частоте с необходимой амплитудой. Учитывая, что триггер бл+1 есть тиристорный триггер (симметричный, несимметричный), то с целью исключения его срывов коммутации необходимо накладывать ограничения на скважность входного сигнала, т.е. необходимо вводить с помощью и триг5 20. выходом, что подтверждается формулой 25 F — и — 1с4Р и y — "— — — — n;+>, с п с 55 герных устройств е нужное время дополнительные управляющие воздействия, что автоматически вызывает изменение скважности работы триггера 6 +> с силовым выходом в сторону удаления от критического состояния, характеризующего возможный срыв коммутации последнего. Границы изменения скважности работы триггера 6>+i с силовым выходом в пределах периода автоколебаний Таат, задаваемые с помощью п òðèããåðíûõ элементов 4, реализующих и двухпозиционных несимметричных релейных характеристик с гистерезисом, должны быть смещены одна относительно другой с целью раздельного срабатывания триггерных устройств. Совокупность и триггерных элементов 4 и п релейных элементов 5 реализует регулируемый неполный приток, величина которого всецело зависит от нагрузки системы. Чем больше нагрузка, тем больше будет введен неполный приток с целью поддержания скважности работы триггера 6,+1 с силовым где F — нагрузка (внешнее возмущающее воздействие); c/n — величина ограничения сигнала на выходе одного любого из релейных элементов 5>-5п; n — число задействованных в работе триггерных элементов 4 y — скважность работы триггера 6п+1. В целом корректирующее звено системы автоматического регулирования реализует релейно-импульсное устройство, вы рабаты ва ющее уп ра вл я ющее воздействие fl =Pp +P), где po — медленно меняющаяся составляющая, где реализовано квантование по уровню; р1 — быстроменяющэяся составляющая, где реализовано квантование по времени (широтно-импульсная модуляция). Релейно-импульсный регулятор, лежащий по своим свойствам между релейным и широтно-импульсным регуляторами, приближается к цифровому регулятору. При этом он исключает срыв коммутации триггерного элемента и обеспечивает квазистатическую внешнюю характеристику объекта регулирования. Триггерный элемент 4i (фиг. 3) реализует релейную несимметричную характеристику с петлей гистерезиса, ширина которой определяется выражением F, = (а — ф)Тает, 1672414 Система автоматического регулирования работает следующим образом. Пусть в системе (фиг. 1) существуют устойчивые автоколебания. При этом на прямые входы триггерных элементов 4 и 5 прямой вход триггера бп-.1 с силовым выходом поступает прямая периодическая посл",довательность импульсов длительностью typal с постоянным периодом Т, а на обратные входы триггерных элементов 4 и 10 инверсный вход триггера 6п+1 с силовым выходом поступает их обратная последовательность. Длительность импульсов прямой последовательности при этом лежит в одном из 15 пределов (гч — )%)Тает, Где c4, P — коэффициенты уставок ширины петли гистерезиса соответственно триггерных элементов 4, где i 1, 2...n,aj >/3;;0,5 1; Р <05. При этом на вход объекта 8 регулирования поступает суммарное управляющее воздействие, включающее выходной сигнал триггера 5 +> с силовым выходом и выходные сигналы тех релейных элементов 5 и, на входах которых имеются управляющие сигналы с соответствующих триггерных элементов 4. При уменьшении нагрузки (внешнего возмущающего воздействия) число работающих триггерных элементов 4 уменьшится, а значит, уменьшится управляющее воздействие на объект 8 регулирования. При увеличении нагрузки (внешнего возмущающего воздействия) число работающих триггерных элементов 4 увеличится и увеличится управляющее воздействие. Так как при этом автоматически меняется ширина реле. ной характеристики, то значение скважности работы триггера 6, 1 с силовым выходом, являясь максимальным. не достигает критического значения, чем обеспечиваегся надежная устойчивость системы в переходном режиме и квазиастатизм в установившемся режиме. Формула изобретения Система автоматического регулирования, содержащая объект регулирования, выход которого является выходом системы и соединен с вычитающим входом элемента сравнения. первый суммирующий вход которого является входом системы, генератор пилообразного напряжения, триггер с силовым выходом, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом объекта регулирования, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности работы под нагрузкой, она дополнительно содержит триггер Шмидта, п триггерных элементов и и релейных элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход генератора пилообразного напряжения соединен с вторым суммирующим входом элемента сравнения. выход которого соединен с входом триггера Шмидта, прямой и инверсный выходы которого соединены с соответствующими входами триггера и гиловым выходом триггерных элементов, выходы которых соединен с входами соответствующих релейных элементов. 1672414 1 С t и Ь (0 t t E 4 х t 1 И Составитель В,Кирсанов Техред М.Моргентал Корректор Т. Пожо Редактор А.Козориз Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2839 Тираж 452 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
