Многоканальный импульсный регулятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<н767704

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 565283 (22) Заявлено 29. 06. 78 (21) 2636268/18-24 (51)М, Кл.з с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

G 05 В 11/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300980. Бюллетень Мо 36

Дата опубликования описания 300980 (53) УДК 62-50 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. И. Шишлов (71) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена;.-Трудового

Красного Знамени политехнический институт им; С.M.t Кирова"-"-t (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к многоканальным электронным регуляторам, используемым в различных отраслях промышленности при автоматизации много- 5 связных объектов.

По основному авт. св. Р 565283 известен многоканальный импульсный регулятор, содержащий датчики параметра, нуль-орган, входы которого под1() ключены к источнику эталонного сигнала и -генератору развертывающего сиг -нала, а выход через вентиль, второй вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, подсоединен к . счетчику, блоки формирования регулирующих воздействий, три инвертора,и пять схем сравнения, выход первой из которых непосредственно через второй и третий инверторы соединены с соот- 2р ветствующими входами блоков формирования регулирующих воздействий, а параллельные входы схем сравнения подключены к соответствующим выходам счетчика. 25

Блок формирования регулирующих воздействий содержит два триггера, шесть элементов И, четыре элемента задержки, два элемента ИЛИ, инвертор и схему сравнения, выход которой под-3р ключен через инвертор к первым входам первого, третьего и пятого элементов И, и непосредственно к первым входам четвертого и шестого элементов

И, выходы первого и второго элементов И соединены с входами первого триггера, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и через первый элемент задержки — к второму входу первого элемента И, второй выход подключен к вто- рому входу пятого элемента И и через второй элемент . задержки — к второму входу второго элемента И, выходы . третьего и четвертого элементов И соединены с входами триггера, первый выход которого подключен к второму входу шестого элемента И и через третий элемент задержки — к второму входу третьего элемента И, второй выход подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и через четвертый элемент задержки — к второму входу четвертого элемента И, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с выходами соответственно пятого и шестого элементов И f1) .

Недостатком данного регулятора является то, что он не позволяет осу3 7677С4 4

+U при t > t<

1 (4) V

-U при t. z t

Момент формирования регулирующего воздействия -однозначно связан с величиной отклонения в канале, что позволяет в процессе развертывающего 5"уравновешивания одновременно с вы.числением отклонений выделить заданное число "К" отклонений соответст вующего знака в порядке их убывания по амплитуде.

Алгоритм работы предложенного мно2 гоканального регулятора обеспечивает ограничение числа регулирующих воздействий путем выделения заданного числа "К" отклонений в порядке их убывания по амплитуде и формирование

15 управляющих воздействий в соответствий со следующим логическим законом.

t0 где v—

35 каналов. Входы сумматоров 33 и 34 подключены к соответствующим выходам

В и В+ блоков 32 формирования регулирующих воздействий. Выходы пороговых элементов 35 и 36 соединены по шинам P и 5 с четвертыми входами элементов И 18 и 21 всех блоков 32 фор- мирования регулирующих воздействий.

Алгоритм работы регулятора основан на методе динамической компенсации, который предусматривает преобразование амплитуд:,сигналов датчиков и длительность временного интервала путем 5О сравнения их абсолютных значений

r, х .... х х с развертывающйм сигналом

S(t). При линейной развертывающей функции интервалы времени динамической компенсации сигналов прямопропорциональны сигналам датчиков

А х о оС а разность между интервалом времени

t )) и реперным интервалом, прямо пропорциональна отклонению

t - t у (х - A) = †(3) 65

ДЙ4 С4 0 тс

N при g ч„сх и

z = О, при v > 4

4 ("=ществмяТь огранич . ие числа управляющих воздействий в системе, что приводит к задействованию большОго числа йсйолнительных механизмов и следовательно к увеличению потребляемой мощ†нос, что ухудшает энергетические

" -"характеристики регулятора.

Целью дополнительного изобретения является улучшение энергетических ха=рактеристик регулятора.

Поставленная цель достигается тем, "Что в" регулятор введены первые последовательно"соединенные сумматор и пороговый элемент и вторые последовательно соединенные сумматор и пороговый элемент, причем входы перво гa" и "второго сумматоров подключены соответственно к выходам первых и вторых триггеров, а выходы первого и вторбго порбговых элементов соединены соответственно со входами первых и четвертых элементов И в соответствующих блоках формирования регулирующих воздействий;

На фиг. 1 показана схема регулятора; на. фиг. 2 — временные диаграммы поясняющие принцип работы регулятора.

Регулятор содержит генератор 1 развертывающего сигнала, датчики 2 параметра, нуль-орган 3, источник 4 эталонного сигнала, счетчик 5, вентиль б, генератор 7 тактовых импульсов, схемы 8-12 сравнения кодов, инверторы 13-15, схему сравнения 16, инвертор 17, элементы И 18-21, триггеры 22 и 23, элементы задержки 2427, элементы И 28 и 29, элементы ИЛИ

30 и 31, блок 32 формирования регулирующих воздействий, сумматоры 33 и 34, пороговые элементы 35 и 36.

Число"входов сумматоров равно числу

Преобразуя входные сигналы х и эталонный сигнал А в длительности временных интервалов и сравнивая их между собой получаем регулирующие воздействия в соответствии с характеристикой двухпозиционного реле, а, 5 при задании зонй нечувствительности и терхпозиционного реле

Y zv (5) перекЛючающая функция, описывающая характеристику реле, например

U,У ъс ч = О, - с у„сЕ, (6)

-U, y;

z — переключающая функция ограничения каналов регулирования; описываемая соотношением:

В исходнбм состоянии развертывающий сигнал S(t) с выхода генератора 1 заведомо возможных значений сигналов датчиков 2.

Сигналы с выходов нуль-органа 3 и схемы сравнения 16 отсутствуют, с генератора 7 не" прбходят на счетчик

5. На выходах схем сравнения 8, 9, 10, 11 и 12 действует логический ноль, а на выходах йнверторов 13, 14 и 15— логическая единица.

На третьих входах элементов И 18, 19, 20, 21 и 21 действует логический ноль, но í - nepmax входах второго и четвертого элементов И, а также на вторых входах первого и третьего элеменментов И действует снгнал "1". На выходе порогового элемента 35 действует логический нуль, который проходит по шине Р на четвертый вход первого элемента И 18, а на выходе порогового элемента 36 действует сигнал

767704

"1" который по шине 5 проходит на четвертый вход четвертого элемента

И 21 в каждый блок формирования регулирующих воздействий. На выходах элементов И 18, 19, 20 и 21 работающих на совп дение логических нулей сиг- 5 налы отсутствуют. На выходах триггеров 22, 23 элементов И 28, 29 и элементов ИЛИ 30, 31 блока формирования регулирующих воздействий сигналы также отсутствуют.

1О

В процессе изменения развертывающего сигнала по закону S(t) = С-

Причем в первую очередь срабатывает 1 схема сравнения в канале с максимальным отклонением, и на ее выходе устанавливается логическая единица, а на выходе подключенного к ней инвертора 17 — логический ноль. В этот Щ момент в канале с максимальным положительным рассогласованием происходит совпадение логических нулей на входах элемента И 18. На выходе элемента И 18 появляется сигнал, который переводит триггер 22 в рабочее состояние и формирует регулирующее

«воздействие на исполнительный механизм пб шине В.

Аналогично происходит формирование регулирующих воздействий в других каналах с положительными отклонениями в порядке их убывания по амплитуде. При этом сигналы с триггеров

22 суммируются на сумматоре 33. При формировании заданного числа регулиру-З5 ющих воздействий К сигнал на выходе сумматора 33 достигает порогового значения, при котором срабатывает пороговый элемент 35. На выходе порогового элемента 35 появляется сигнал 4О

"1" который по шине Р проходит на четвертые входы элементов И 18 во всех каналах. Этот сигнал запрещает формирование регулирующих воздействий в остальных каналах с положительными отклонениями. На фиг. 2 приведены диаграммы для случая включения двух каналов.

При дальнейшем изменении развертывающего напряжения в момент равенства его эталонному сигналу источника 4 срабатывает нуль-орган 3, который открывает вентиль б, счетчик 5 начинает заполняться тактовыми импульсами частотой t0 . В процессе заполнения счетчика срабатывают схемы сравнения 8, 55

9, 10, 11 и 12 в моменты, когда код счетчика совпадает с кодом, установленным на входе соответствующей схемы сравнения, и формируют реперные

+Е Ф6 О -8 -Е временные интервалы,с,t,,, @ которые задают во времени границы срабатывания и отпускания.

Реперные временные интервалы сравниваются на входах элементов И 18, 19, 20, и 21 с соответсвующими сигналами, поступающими со схем сравнения 16.

Если сигнал датчика в зоне не- .

+б чувствительности и интервал то в момент срабатывания схемй сравнения 16 по шине +Е действует сигнал

"1" и импульс управления не формируется элементом И 18. При этом на входах элемента И 19 в момент прихода сигнала "0" по шине "«.3 " действует сигнал "0" со схемы сравнения

16, что приводит к формированию им пульса сброса триггера 22 в исходное состояние. Одновременно срабатывает элемент И, 20, который формирует импульс сброса на триггер 23.

В каналах с отрицательным отклонением интервал со схем сравнения 16 больше реперного интервала границы срабатывания -gt< > t и в момент прихода сигнала "0" по шине — F на выходе схемы сравнения 16 действует сигнал "0". Но в регуляторе с контуром приоритета на четвертых входах элементов 21 действет сигнал "1" по шине S, поэтому элементы И 21 не срабатывают. В процессе развертывающего уравновешивания срабатывают схемы сравнения 16 и на их выходах формируются сигналы "1", которые суммируются сумматором 34.

При срабатывании К-k схем сравнения 16 сигнал на выходе сумматора 34 равен пороговому уровню, при котором срабатывает пороговый элемент 36. На выходе порогового элемента 36 формируется сигнал "0", который по шине S проходит на четвертые входы элементов

И 21. В этот момент только в k каналах с наибольшим по амплитуде отрицательным отклонениями действует сигнал "0" на выходах схем сравнения 16.

В этих каналах срабатывают элементы

И 21, которые формируют импульсы уравнения на триггеры 23. В каналах с отрицательными отклбненйями формируются положительные управляющие воздей-. ствия на шины В.

Таким образом, за цикл развертки в процессе преобразования сигналов датчиков во временной интервал осуществляется выделение k каналов с наибольшими отклонениями обоих знаков и формирование управляющих воздействий в соответствии с описанным алгоритмом.

После отработки рассогласования в каком-либо из каналов (канал 2 на фиг. 2) в нем формируется сигнал на- — .-выходе соответствующего элемента И 19 (или 20), триггер 22 (или 23) возвращается в исходное состояние и управляющий сигнал исчезает. При этом сигнал на выходе сумматора 33 (или 34) уменьшается, пороговый элемент 35 (или 36) возвращается в исходное состояние и на выходе шины Р или S появляется сигнал, который разрешает формирование в последующем такте ре767704

Формула изобретения рис.! гулирующего воздействия данного зна- ка "В" в"канале с экстремальньйа отклонением.

Таким образом, контур ограничения осуществляет регулирование числа управляющих воздействий, и изменение структуры регулятора во время пере ходного процесса при наличии общего о райичения на управляющие координаты системы. Koíòóð îãðàíÌåíéê— обеспечивает миниМальйые перемещения регулирующих органов, что повевает

"="эксплуатационную надежность исполнительных механизмов и сйстемы в целом.

Многоканальный импульсный регулятор по авт. св. 9 565283, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучыения энергетических характеристик, в него введены первые последовательно соединенные сумматор и поро.говый элемент и вторые последовательно соединенные сумматор и пороговый элемент, причем входы первого и второго сумматоров подключены соответственно к выходам первых.и вторых триггеров, а выходы первого и второго пороговых элементов соединены соответственно со входами первых и четвертых элементов И в соответствующих блоках формирования регулирующих воздействий.

Источники информации, 1$ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 565283, кл. 6 05 В 1/36, 27.12.74.

767704

$(t с

t фиг. 2

Составитель Г. Нефедова

Редактор Е. Дайч- Техред H.Ãðàá Корректор Г. Решетник.

Заказ 7193/43

Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

t