Регулятор с пропорционально-интегральным воздействием

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сова Советских

Социалистических

Реслтблии

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06,111,1965 (№ 9-lo737/26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 03.Х.1966. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 22.Х.1966

Кл. 21с, 46/50

42d, 10

МПК 6 05f

G 01d

УДК 681.14:621-551.44 (088.8) Комитет ло делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Ю. О. Абугов, М. Д. Гафанович, К. И. Диденко, Г. И. Загарий и К. Н. Шрамко

Заявитель

РЕГУЛЯТОР С ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬНЫМ

ВОЗД ЕЙ СТ В И ЕМ

У=К Х+ — Х"Ж, 7„

1.

Известны пропорционально-интегральные регуляторы. Недостатком их является то, что они имеют зависимые настройки коэффициента усиления и времени интегрирования, а повышение коэффициента усиления регулятора приводит к подчеркиванию форсирующего эффекта вблизи зоны нечувствительности и как следствие снижается устойчивость системы.

В предлагаемом регуляторе для получения нелинейного интегрального воздействия выход схемы сравнения через омические делители подключен к ключам, к частотным входам которых подключены делители частоты сети с постоянными коэффициентами деления. Такой регулятор позволяет форсировать интегральное воздействие только при больших сигналах ошибки и оставлять воздействие малым в области сигналов ошибки, близких к зоне нечувствительности.

Кроме того, с осью ротора конденсаторного двигателя связан обтюратор, помещенный в зазор трансформатора, первичная обмотка которого подключена к опорному генератору, а вторичная — ко входу триггера схемы управления двигателем. Это позволяет повысить устойчивость и качество движения системы, а также повысить точность осуществления операции интегрирования.

Уравнение регулятора может быть записано в виде где и = 2 или другому целому числу.

На фиг. 1 показана блок-схема описываемого регулятора; на фиг. 2 — примененный в нем шаговый двигатель.

10 Регулятор включает линейный усилитель 1 пропорциональной части с делителем 2 для задания коэффициента Кр усиления регулятора и электромеханический интегратор, который состоит из шагового двигателя 3, связан15 ного кинематически с рамкой ферродинамического преобразователя 4 и схемы управления двигателем. Выходное воздействие регулятора представляет собой сумму сигнала, снятого с делителя напряжения, и сигнала ферродина20 мического преобразователя 4.

Интегральное воздействие осуществляется путем повторнократковременных включений шагового двигателя.

После каждого из таких включений на дви25 гатель поступает импульсная посылка и двигатель делает один шаг, которому соответствуст изменение сигнала преобразователя 4.

Импульсные посылки следуют через заданные промежутки времени, которыми определяется

30 время интегрирования Т„.

186548 преобразования

Зо

Отличительной особенностью регулятора является примененный в нем шаговый двигатель 8 (фиг. 2), в качестве которого используется конденсаторный двигатель. С осью его ротора связан обтюратор, помещенный в зазор трансформатора, выполненного в виде двух ферритовых полуколец, причем первичные обмотки трансформатора подключены к генератору 5, а вторичная — ко входу триггера 6. Импульс с генератора проходит на блокирующий вход триггера 6 только в том случае, когда в зазоре трансформатора находится одно из отверстий обтюратора.

Шаговый двигатель 8 управляется схемой, состоящей из фазочувствительного выпрямителя 7, определяющего направление вращения двигателя, триггера 6 и генератора 5. Сигнал управления фазированным выпрямителем поступает с усилителя 1 и воздействует на обмотку управления двигателя только во время поступления импульсов посылки на вход триггера 6. В промежутках между импульсами триггер 6 блокирует вход фазированного выпрямителя, при этом обеспечивается торможение двигателя постоянным током, протекающим через обмотку управления. Импульсные посылки формируются следующим образом: с выходов делителей частоты 8, 9 и 10, которые служат для задания времени интегрирования Т„путем изменения коэффициентов деления, поступает импульс запуска на вход триггера 11. С момента запуска триггера 11 отпирается ключ 12, пропускающий импульс рабочей частоты f — (импульсы посылки) на вход триггера 6. f — максимальная частота, разрешенная шаговым двигателем 8, импульсы этой частоты формируются делителем частоты 18.

Импульсная посылка заканчивается в момент возврата триггера П в исходное состояние, когда на его вход из схемы ИЛИ 14 приходит импульс возврата от одного из делителей частоты 18, 15 или 16. Последние осуществляют деление рабочей частоты fð на постоянные коэффициенты и вместе с ключами

17, 18, 19 и 20 и делителем напряжения 21образуют схему нелинейного сигнала ошибки в частоту.

В отпертом состоянии ключи пропускают на схему ИЛИ импульсы всех вышеуказанных частот.

Возвратным для триггера 11 является импульс наименьшей из пропущенных ключами частот. Ключи имеют одинаковый порог запирания по напряжению, при котором они перестают пропускать на схему ИЛИ импульсы, поступающие на их частотный вход.

Запорное напряжение для управления ключами 17, 18, 19 и 20 снимается с разных ступеней делителя 21, на который подано напряжение с усилителя 1, пропорциональное сигналу ошибки. Выбором ступеней делителя определяется диапазон сигнала ошибки, при котором работает каждый из ключей.

Величина диапазона, в котором действует каждая импульсная посылка, может быть легко изменена с помощью делителя 21 и является одной из важных настроекпредлагаемого регулятора.

Предмет изобретения

1. Регулятор с пропорционально-интегральным воздействием, содержащий схему сравнения и электромеханический интегратор со схе- мой управления, включающей омические делители, ключи и делители частоты сети, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и качества движения системы регулирования, выход схемы сравнения через омические делители подключен к ключам, к частотным входам которых подключены делители частоты сети с постоянными коэффициентами деления.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности осуществления операции интегрирования, с осью ротора конденсаторного двигателя связан обтюратор, помещенный в зазор трансформатора, первичная обмотка которого подключена к опорному генератору, а вторичная — ко входу триггера схемы управления двигателем.

186548

Фы . 2

Составитель Л. К. Орлова

Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: В. В. Крылова и О. Б. Тюрина

Редактор В. Сорокин

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3276/10 Тираж 2625 Формат бум. 60Х90 /з Объем 0,27 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4