Цифровой широтно-импульсный регулятор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) Я0517

Мам м и ° в Еэе

Рс ь х ьмйэйац4

Г т ыи т ию- ем и ю ч ьокай

Дг Ю.,ддт ж» М% А (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) ЗаЯвлЕно 11.08.72 (21} 1828535/18-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.01.76 Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания 17.05.76 (51) M. Кл. 6058 11/28

1ооуда Рстоаана,й хоихтет

Соната Михистроа СССР по долам хаооРотонхй и открытий (53) УДК 621.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Вопилов и А. И. Никонов (71) 3aявитель (54) ЦИФРОВОЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к системам цифрового автоматического регулирования.

Известный широтно-импульсный регулятор содержйт последовательно соединенные пре образователь аналог-код, первый регистр, 5 первый блок перезаписи. и счетчик преобразователь регулируемого параметра, последовательно соединенные второй регистр, второй блок перезаписи, счетчик+преобразователь программной установки, а также гене- 1р .ратор импульсов, к одному входу которого подключен первый делитель частоты, а ко второму — последорательно соединенные

:второй делитель и две линии задержки, триггер считывания, выходы которого подключе- 15 ны к входам исполнительного устройства, и триггер знака.

Однако этому регулятору свойственны

orðàHr".åHrrà5r область применения и низкая точность регулирования. .20

Кель изобретения - повышение точности работы регулятора.

Достигается это благодаря тому, что в нем установлены триггер программной уста новки, триггер запрета, триггер формирова- 25 ния широтно-имйульсного сигнала, элементы "И", "ИЛИ, дополнительная линия! задержки и коммутатор, причем выход второго делителя частоты соединен с единичным входом триггера запрета, выход первого делителя частоты соединен через первый элемент И" (к другому входу этого элемента подключен единичный выход триггера формирования широтнс-импульсного сигнала) с входом счетчика-преобразователя регулируемого параметра, и через второй элемент

"И (к другому входу которого подключен единичный выход триггера установки) - с другим входом счетчика-преобраэовател программной установки. Единичный выход триггера запрета через третий элемент "И" (другой вход которого соединен с выходом последнего разряда счетчика-преобразователя регулируемого параметра) соединен с нулевым входом триггера формирования широтко-импульсного сигнала, с входом первого элемента "ИЛИ» и через четвертый элемент "И (к другому входу которого подключен единичный выход триггера установки} — с входом второго элемента ИЛИ", 5ОО5 17

Сигнал рассогласования д U следящей системы hU= U-Ц > где U - программная уставка, у — сигнал обратной свяос зи1равен а U=-u- Мри Рос О

4 0=0+ Мос при Рос + О

С выхода преобразователя 1 на вход первого регистра поступает двоичный код, содержащий информацию о положении исполнительного органа 36 (сигнал Iloc). По каналу 8 управляющего воздействия во второй регистр 3, содержащий Л разрядов, заносится последовательным или параллельным кодом программная ус главка, содержащая информацию о требуемом положении исполнительного органа. Диапазон регулирования условно разбивается на положительную и отрицательную части. Число 2 -1, где g число разрядов регистров 2 и 3, соответствует нулевому положению исполнительного органа. Всякое число больше 2 П 1 соответствует отрицательному положению исполнительного органа (единица знакового разряда регистра 2) и, наоборот, всякое число меньше 2 IL -1 соответствует положительному положению исполнительного органа ( (нупь знакового разряда регистра 2).

По началу такта регулирования первый импульс с выхода с делителя 13 устанавливает в единичное состояние триггер запрета

16. После прохождения первой линии задержки 14 импульс приводит счетчики 6, 7 и триггер знака 26 в исходное (нулевое) состояние, при этом единичное состояние триггера 16 исключает прохождение возможных сигналов переполнения счетчиков 6 и 7 к триггеру считывания 33. После прохождения линии задержки 15 импульс переписывает содержание регистра 3 в счетчик 7, заносит содержание знакового разряда регистра 2 в триггер 26. По атому же импульсу преобразованный в первом блоке перезан: паса 4 код записывается в счетчике 6.

Блок 4 реализует функцию получения прямого кода x f VXig где X> — единичное состоян ние i -го разряда регистра 2, 1, 2... ft — 1; У- единичное состо яние знакового разряда регистра 2, при работе регистра с измеряемой величиной, выраженной в прямом коде (на вычитание) или функцию ю; y v 3; f при работе регистра с измеряемой величиной, выраженной в дополнительном коде (на сложение). выход второй линии задержки соединен с входами блоков перезаписи, дополнительной линии задержки..и через пятый алемент "И (к другому входу которогЬ подключен последний разряд первбго регистра хранения) -5 с единйчным входом триггера знака, нулевой выход триггера запрета соединен через шестой элемент "И" (к другому входу которого подключен последний разряд,счетчика-преобразователя программной уставки) - 10 с входом третьего элемента ИЛИ" и с входом четвертого алемента "ИЛИ". Выход дополнительной пинии задержки соединен с нулевым входоы триггера запрета, с единичным входом триггера формирования широт- )5 но-импульсного сигнала, через седьмой элемент "И" (к другому входу которого подключен нулевой выход триггера знака)с первым и третьим апементами ИЛИ,", а через восьмой элемент И" (к другому 20 входу которого подключен единичный выход триггера знака) — с вторым и четвертым алементами "ИЛИ". Выходы второго и третьего алементов "ИЛИ" соединены с единичным и нупевым входами триггера считывания соответственно, выход первого и четвертого элементов ИЛИ" с единичным и нулевым входами триггера установки сигнала, выход исполнительного устройства через. коммутатор подсоединен к входу преоб- + разоватепя "аналог-код", а другой выход коммутатора соединен с входом второго регистра хранения.

Такое выполнение позволит повысить точность работы цифрового широтно-им- ®5 пупьсного регулятора и расширить область

его применения. На чертеже дано предлагаемое устройство. Оно содержит преобразователь "аналог-код 1, первый и второй регистры 2 и 3, первый и второй блоки

40 переписи 4 и 5, счетчик-преобразователь 6 регулируемого параметра, счетчик-преобразовате ь 7 программной установки, канал 8 управляющего воздействия коммутатор 8

45 блок управления 1 О, генератор импульсов 11, первый и второй делители частоты 12 и 13, первая 14 и вторая 1 5 линии задержки, триг- . гер запрета 16, первый, второй, третий, четвертый, пятый, IUE-.стой,.седьмой и вось- © мой элементы И 1 7-24, дополнительную линию задержки 25, триггер знака 26, триггер 27 формирования широтно-импульс ного сигнала, триггер уставки 28, первый, второй, третий и четвертый апементы

Ф Ф

ИЛИ 29-32, триггер считывания 33, выходной блок 34, усилитель 35, исцолнительный орган — испопнительное устройство36.

Регулятор работает спедуюшим образом.

В зависимости от состояния триггера 26 происходит сложение величин U и ) Uoc(, либо их вычитание.

Время отработки программной уставки,1 записанной в регистр 3, соответствует единичному состоянию триггера 33 и положительной полярности выходного импульса усилителя 35, поэтому измеряемая величи- 5 на, имеюшая положительное значение должЪ на вычитаться иэ величины программной . уставки (6 0 = Ц вЂ” IUocl ), а измеряемая величина, имеюшая отрицательное значение, прибавляется к ней (д 0= О+Юос! ). 10

Пусть измеряемая величина отрицательна, Ц <0. Триггер 26 имеет единичное состояйие, По приходу импульса с выхода линии задержки 25 триггеры 27,33 устанавливаются в единичное состояние а тофиг- >5 (Л

rep 28 - в нулевое. Ввиду того, что триггер 27 находится в единичном состоянии, через элемент (,(17 с делителя 12 начинают поступать импульсы на вход счетчика

6 измеряемой величины сигналом перепол- 2р нения триггер 27 переводится, в нулевое, :а триггер 28 — в единичное состояние.. Единичное состояние последнего обеспечивает прохождение через элемент "0" 18 импульсов с делителя 12 на вход счетчика 7. 25

После отработки счетчиком 7 программой уставки сигналом переполнения обнуляются

:триггеры 28 и 33. Таким образом, на выходе триггера 33 произошло сложение

1 временных интервалов, соответствуюших ЭО работе счетчиков 6 и 7; Всю оставшуюся после переполнения счетчика 7 часть такта

I регулирования триггер 33 находится в нулевом состоянии, что соответствует отрицательному потенциалу выхода усилителя 35.

При отсутствии переполнения счетчика 7 в пределах такта триггер 33 в течение .всего такта находится s единичном состоянии (положительная полярность выход- щ ного импульса усилителя 35).

При положитепьном значении измеряемой величины Uoc > О триггер 26 находится в нулевом состоянии. По приходу импульса (с линии задержки 25 триггеры 27, 28 45 устанавливаются в единичные состояния, триггер 33 обнуляется. Единичное состояние триггеров 27 и 28 обеспечивает поступление импульсов с выхода делителя 12, на входы счетчиков 6 и 7.

В случае, если сигнал переполнения счетчика 6 возникает ранее сигнала переполнения счетчика 7, то по этому сигналу через элемент "U" 20 происходит пере55 брос триггера 33 из нулевого в единичное. состояние. Сигналом переполнения счетчика 7 обнуляются триггеры 28. и 33. Та ким образом, из интервала работы счетчи ка 7, соответствуюшего единичному состоя60 нию.триггера 33, вычтен интервал работы счетчика 6, B случае, если сигнал переполнения счетчика 7 возникает раньше сигнала переполнения счетчика 6 (вычитаемое по модулю больше уменьшаемого), то этим сигналом подтверждается нулевое состояние триггера

ЗЗ, триггер 28 устанавливается в нулевое состояние. Появившийся затем сигнал переполнения счетчика 6 не проходит через элемент 20 на единичный вход триггера 33 т. е. в течение всего такта регулирования триггер 33 находится в нулевом состоянии (отрицательная полярность выходного импульса усилителя 35) °

Описываемое устройство может выполнять функ ни известного цифрового регулятора, йолучаюшего аналоговый сигнал рассогласования. Для этого производится отключение канала 8 связи регулятора с управляюшим цифровым устройством, отключение исполнительного органа 36 от преобразователя 1, занесение через установочные входы регистра 3 в младшие разряды регистра

3 нулей, в младший разряд - единицы с помошью устройства 9, которое представляет собой обычный переключатель, причем на каждый установочный вход регистра Э подам ется высокий или низкий уровень потенциала в зависимости от того, какую цифру необходимо записать., Такая установка регистра 3 соответствует отсутствию управляю

utего воздействия.

Работа регулятора в етом случае представляет собой частный случай описанной работы предлагаемого устройства (при записи в регистр 3 числа 2 1), причем на преобразователь 1 поступает сигнал рассогласования в аналоговой формв, Формула изобретения

Цифровой широтно-импульсный регулятор, содержаший последовательно соединенные преобразователь "аналог-код, первый p i гистр, первый блок перезаписи и счетчнл— преобразователь регулируемого параметра, последовательно соединенные второй регистр, второй блок перезаписи, счетчик-преобразователь иро. раммной уставки, а также генератор импульсов, к одному выходу которого подключен первый делитель частоты, а ко второму - последовательно соединенные второй делитель и две линии задержки, триггер ° считывания, выходы которого подключены ко входам исполнительного устройства, и триггер знака, о т ч и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности работы регулятора, он содержит триггер программной уставки, триггер запрета, триг«

500517 гер формирования широтно-импульсного сигнала, элементы "И, ИЛИ, дополнительную линию задержки и коммутатор, прИчем выход второго делителя частоты соединен с единичным входом триггера запрета, выход первого делителя частоты соединен через первый элемент И, к другому входу которого подключен единичный выход триггера формирования ширитнь-импульсного сигнала, со входом счетчика-преобразователя регули= f6 руемого параметра, и через второй элемент

"И к другому входу которого подключен единичный выход триггера уставки, с другим входом счетчика — преобразователя программной уставки, единичный выход N; триггера запрета через третий элемент "И, другой вход которого соединен с выходом, последнего разряда счетчика-преобразователя регулируемого параметра, соединен с нулевым входом триггера формирования широч- но-импульсного, сигнала, с входом перво г о элемента "ИЛИ и через четвертый эле- . мент "И, к другому входу которого подключен единичный выход триггера уставки, с входом второго элемента "ИЛИ", выход второй линии задержки соединен со входами блоков перезаписи, дополнительной линии задержки и через пятый элемент "И", к другому входу KQTopoI o подключен последЗО ний разряд первого регистра хранения, с единичным входом триггера знака нулевой выход триггера запрета соединен через ше- . стой элемент И", к другому входу кото рого подключен последний разряд счетчикапреобрвзователя программной уставки (, с входом третьего элемента ИЛИ и с входом четвертого элемента "ИЛИ, выход дополнительной линии задержки соединен с нулевым входом триггера запрета, с единичным выходом триггера формирования широтно-импульсного сигнала через седьмой элемент И", к другому входу которого под ключен нулевой выход триггера знака, с первым и третьим элементами "ИЛИ, а через восьмой элемент И, к другому вхо ду которого подключен единичный выход триггера знака, с 1 вторым и четвертым элементами "ИЛИ, выходы второго и тречьего элементов "ИЛИ соединены с единичным и нулевым входами триггера считывания соответственно, выход первого и четвертого элементов "ИЛИ с единичным и нулевым входами триггера уставки сигнала,, выход исполнительного устройства через коммутатор подсоединен к : входу преобразователя аналог-код", а другой выход комму. татора соединен с > входом второго регистPB„

5005 1 7

И Зл. 34

Заказ 493 5

Тираж 1029

Подписное филиал ППГ "Патент», г. Ужгороц, ул. Про хтная, 4

Ш1И11ГП1 Госуда рственносо комитета Совета Министров СССР

Р

tlo дв;l3M и обрстсиий и открытий