Импульсный регулятор

 

0)) 640249

Союз Советских

Социалистических

Республик о и и с нньим

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.76 (21) 2349571/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (51) М.К .

G 05B 11/14

Государственный комитет (53) УДК 62-50(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Н. H. Демченко и В. P. Феофилактов (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Предлагаемый импульсный астатический регулятор относится к области приборостроения, а именно к устройствам автоматики и вычислительной техники, и предназначен для использования в дискретных системах автоматического регулирования, в частности, для регулирования скорости вращения ротора двигателя в системе с импульсным датчиком в цепи обратной связи.

Известны импульсные:регуляторы, содержащие измеритель рассогласования (измерительный блок или блок сравнения), реверсивный счетчик, входы которого через цепь логического управления связаны с выходами измерителя рассогласования и корректирующего звена, вход которого подключен к измерителю рассогласования (1, 2).

Корректирующие звенья известных регуляторов содержат интегрирующие блоки и индикаторы, соединенные с измерителем рассогласования. Однако, известные регуляторы обладают тем недостатком, что они не отвечают современным требованиям по быстродействию и точности регулирования.

Из известных регуляторов наиболее близким по технической сущности является импульсный регулятор, содержащий последовательно соединенные измеритель рассогласования, логический блок, первый реверсивный счетчик и исполнительный механизм, причем второй выход измерителя рассогласования соединен с первым входом первого индикатора, первый выход которо5 го соединен со вторым входом логического блока, третий вход которого соединен с первым выходом измерителя рассогласования, а четвертый вход — с первым выходом второго реверсивного счетчика, остальные

10 выходы которого соединены с соответствующими входами второго индикатора, выход которого соединен со вторым входом первого индикатора и третьим входом измерителя рассогласования (3).

15 Недостатком известного регулятора является его невысокие точность и быстродействие.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и быстродействия.

20 Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе установлены пересчетное устройство и третий индикатор, первый вход которого соединен с первым выходом пересчетного устройства, второй вход — с пер25 вым входом пересчетного устройства и со вторым выходом первого индикатора, первый выход — с третьим входом первого индикатора, а второй выход — со вторым входом пересчетного устройства, третий вход

30 которого соединен с выходом второго инди640249

10

ЛМ+ AN.2m, количество

3 катора, четвертый вход — со вторым выходом логического блока, второй выход — со входом второго реверсивного счетчика, а третий выход — с пятым входом логического блока.

На чертеже представлена блок-схема регулятора, где приняты следующие обозначения: измеритель 1 рассогласования, логический блок 2, первый и второй реверсивные счетчики 3, 4, исполнительный механизм 5, первый, второй и третий индикаторы 6, 7, 8, пересчетное устройство 9, форсирующее устройство 10, f — частота, пропорциональная регулируемому параметру, /, — частота тактовых импульсов.

Регулятор работает следующим образом.

В измерителе 1 рассогласования сравниваются между собой сигнал частоты д, пропорциональный регулируемому параметру (например, угловой скорости вращения ротора двигателя), и сигнал опорной частоты тактовых импульсов f„„. На выходе измерителя 1 рассогласования периодически формируется сигнал в виде временного интервала (измерительного интервала времени), пропорционального отклонению регулируемого параметра. Одновременно в течение измерительного интервала времени через логический блок 2 в первый реверсивный счетчик (накопитель) 3 записывается соответствующее количество AN тактовых импульсов. Исполнительный механизм отрабатывает отклонение регулируемого параметра. По окончании измерительного интервала времени в первый реверсивный счетчик (накопитель) 3 в течение некоторого промежутка времени продолжает записываться, а затем вычитаться дополнительное количество импульсов, в обоих случаях равное ЛУ 2m импульсов частоты 1 „„где т — некоторое постоянное число. Таким образом достигается повышение быстродействия регулятора за счет временного возрастания величины управляющего воздействия. При этом в интеграторе (первом реверсивном счетчике 3) оказывается записанным количество импульсов AN, строго соответствующее измеренной величине рассогласования.

В течение измерительного интервала времени с выходов логического блока 2 измеренное значение отклонения регулируемого параметра от заданного значения в виде пачки импульсов тактовой частоты поступает на суммирующие или вычитающие (в зависимости от знака рассогласования) входы первого реверсивного счетчика 3 и входного счетчика пересчетного устройства 9.

На выходе первого реверсивного счетчика 3 растет цифровое значение сигнала (управляющее воздействие) и исполнительный механизм 5 отрабатывает измеренное значение рассогласования.

4

Пусть переполнение входного счетчика пересчетного устройства 9 отсутствует.

По окончании измерительного интервала времени на первом выходе первого индикатора 6 (индикатора начала и конца измерения) появится разрешающий потенциал, который поступит на второй вход логического блока 2 и подготовит входы первого реверсивного счетчика 3, а также входного и вспомогательного реверсивных счетчиков пересчетного устройства 9 со стороны четвертого входа последнего.

Если перед началом измерения пересчетное устройство 9 находилось в исходном состоянии, то в данный момент (по окончании измерительного интервала времени) откроются вычитающие входы его входного и вспомогательного счетчиков, при условии, если во время измерения запись была произведена в суммирующие входы входного счетчика и пересчетного устройства 9 и первого реверсивного счетчика 3.

При этом на четвертый вход логического блока 2 с первого выхода второго реверсивного счетчика (усилителя) 4 поступит разрешающий сигнал для записи в суммирующий вход первого реверсивного счетчика 3.

Таким образом, по окончании измерительного интервала времени в первом реверсивном счетчике 3 продолжается запись на тот же вход, а в счетчиках пересчетного устройства 9 — на вычитающие входы.

Так как входной счетчик пересчетного устройства 9 установлен на вычитание, то, когда из него вычтется AN импульсов частоты f„„„, он обнулится. При обнулении входного счетчика пересчетного устройства

9 входы обоих его счетчиков переключаются и далее производится суммирование до обнуления вспомогательного счетчика пересчетного устройства 9. При обнулении вспомогательного счетчика пересчетного устройства 9 входы обоих его счетчиков вновь переключатся и производится вычитание до очередного обнуления входного счетчика пересчетного устройства 9 и т. д.

Таким образом, по окончании измерительного интервала в пересчетном устройстве 9 производится последовательная поочередная перезапись из одного счетчика в другой, а на втором выходе пересчетного устройства

9 появляются импульсы, сигнализирующие об обнулении какого-либо (например, вспомогательного) счетчика, поступающие на вход второго реверсивного счетчика 4, который считает до некоторого наперед установленного числа m.

3а время пересчета в первом реверсивном счетчике 3 записывается количество импульсов, равное где ЛУ. 2m — дополнительное импульсов.

640249

Когда второй реверсивный счетчик 4 досчитает до числа т, происходит переключение его входов и входов первого реверсивного счетчика 3, и оба счетчика включаются на вычитание. При этом вычитание производится до обнуления второго реверсивного счетчика 4, а в первом реверсивном счетчике 3 записанное количество импульсов, равно

ЬК + 4N 2m — ЬН.2т = ЬН.

При обнулении второго реверсивного счетчика 4 на выходе второго индикатора 7 появится импульс конца отработки рассогласования, который поступит на третий вход измерителя 1 рассогласования, на второй вход первого индикатора 6 и на третий вход пересчетного устройства 9, производя установку начальных условий, указанных функциональных блоков. При этом входы всех счетчиков регулятора запираются и регулятор готов к работе в очередном измерительном интервале времени.

Если во время измерения имеет место переполнение входного счетчика пересчетного устройства 9 (выбор числа, соответствующего переполнению, производят, исходя из технических требований к точности и быстродействию системы регулирования), то на первом выходе третьего индикатора 8 (индикатора переполнения) появится импульс, переводящий в исходное состояние первый индикатор 6.

В этом случае на пятом входе логического блока 2 появится запрещающий потенциал и поэтому входы остальных счетчиков регулятора, за исключением первого реверсивного счетчика 3, запираются еще до начала счета и остаются в исходном состоянии. На втором выходе третьего индикатора появится потенциал, запирающий выходы пересчетного устройства 9, устанавливая последний в исходное состояние.

В момент начала следующего измерения счетчики пересчетного устройства 9 и третий индикатор 8 сигналом с первого выхода индикатора 6 также устанавливаются в исходное состояние.

Наличие третьего индикатора 8, определяющего переполнение входного счетчика пересчетного устройства 9, позволяет исключить переполнение первого реверсивного счетчика 3 во время включения регулятора.

Так как величина m, входящая в коэффициент усиления второго реверсивного счетчика 4, является числом, а не качественной характеристикой блоков форсирующего устройства 10, то коэффициент усиления является абсолютно постоянной величиной, и, следовательно, форсирующее устройство не вносит дополнительной погрешности, конечное значение которой имеет место в извест20

60 ном регуляторе (минимальная относительная величина дополнительной вносимой погрешности в известном устройстве не может иметь порядок ниже 10 — 4)

Изменяя при настройке число m, являющееся временным аргументом, определяющим интервал интегрирования второго реверсивного счетчика 4, можно подобрать такое его значение, при котором будет плавно скомпенсирована инерционность системы, т. е. введена временная коррекция с учетом истинной передаточной функции системы авторегулирования, в состав которой входит предлагаемый импульсный регулятор.

Кроме того, быстродействие предлагаемого регулятора не менее чем в два раза выше известного.

Формула изобретения

Импульсньш регулятор, содержащий последовательно соединенные измеритель рассогласования, логический блок, первый реверсивным счетчик и исполнительный механизм, причем второй выход измерителя рассогласования соединен с первым входом первого индикатора, первый выход которого соединен со вторым входом логического блока, третий вход которого соединен с первым выходом измерителя рассогласования а четвертый вход — с первым выходом второго реверсивного счетчика, остальные выходы которого соединены с соответствующими входами второго индикатора, выход которого соединен со вторым входом первого индикатора и третьим входом измерителя рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора в нем установлены пересчетное устройство и третий i:íäèêàòoð, первый вход которого соединен с первым выходом пересчетного устройства, второй вход — с первым входом перссчетного устройства и со вторым выходом первого индикатора, первый выход — с третьим входом первого индикатора, а второй выход — со вторым входом пересчетпого устройства, третий вход которого соедпшен с выходом второго индикатора, четвертый вход — со вторым выходом логического блока, второй выход — со входом второго реверсивного счетчика, а третий выход — с пятым входом логического блока.

Источнш.п информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронов А. А. Основы теории автоматичсского управленя, М.— Л., «Энергия», 1965, т. 1, с. 217 — 218.

2. Авторское свидетельство СССР

М 196969, кл. G 05В 11/14, 14.01.68.

3. СССР, авторское свидетельство

:й 505996, G 05В 11/14 от 14.01.74 r. (прототип).

640249

9ыхЫ

" г пЛ ! ! ! ! !

Составитель Ю. Гладков

Техред Н. Рыбкина Корректор Т, Добровольская

Редактор Б. Герцен

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2215/2 Изд. № 776 Тираж 1005 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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