Самонастраивающийся регулятор

 

(72) Авторы изобретения

Ю. К. Дмитриев и В.А. Зубр ев (71) Заявитель (54) САИОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах стабилизации антенн.

Известен самонастраивающийся регулятор, содержащий последовательно со5 единенные задатчик положения, элемент сравнения, сумматор, первый усилитель, первый исполнительный элемент, выход которого кинематически через датчик

Ю обратной связи соединен с другим входом элемента сравнения и через датчик скорости и масштабный элемент свя. зан со вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с задатчиком скорости (1j.

Недостатком данного самонастраивающегося регулятора является его невысокая точность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является комбинированный самонастраивающийся регулятор, содержащий задатчик скорости, последовательно соединенные задатчик положения, элемент сравне;ния, сумматор, усилитель и исполнительный элемент, а также датчик обратной связи, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, выходом подключенного к входу объекта управления и через датчик скорости — к второму входу сумматора 0>l. . Однако известное устройство обладает ошибкой суммирования сигналов в основном контуре регулирования и контуре самонастройки, возникающей вследствие неидентичности характеристик обоих сумматоров, а также временного и температурного ухода их параметров. При достаточно большом расхождении, ошибка в основном контуре регулирования достигает значительной величины и устройство работает по выходу другого сумматора. Кроме того, управление масштабным коэффициентом цепи обратной связи по скорости нарушает условия устойчивости основного контура регулирования при умень3 84727 шенин коэффициента передачи элемента, вырабатывающего сигнал по входной скорости. Недостатком регулятора является также наличие громоздкого и малонадежного электромеханического при5 вода перестройки масштабного элемента.

Цель изобретения — повышение точности и надежности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что самонастраивающийся регулятор содержит последовательно соединенные блок умножения, интегратор, широтноимпульсный модулятор, ключ, масштабный блок и фильтр низкой частоты, выход которого соединен с третьим входом15 сумматора, первый вход блока умножения соединен с выходом задатчика скорости и вторым входом ключа, а второй вход — с выходом элемента сравнения.

На чертеже приведена функциональная схема регулятора.

Самонастраивающийся регулятор содержит задатчик 1 положения, элемент

2 сравнения, сумматор 3, усилитель 4, исполнительный элемент 5, датчик 6 25 обратной связи, датчик 7 скорости, электронный масштабный элемент 8, состоящий из широтно-импульсного модулятора 9, ключа на МОП-транзисторе

10, масштабного блока (звена с посто-.. З0 янным коэффициентом передачи) !1, фильтра 12 низких частот, задатчик

13 скорости, блок !4 умножения (перемножитель) и интегратор 15, выполненный на операционном усилителе. 35

Блок 14 умножения, интегратор 15 и электронный масштабный элемент 8 выполненные на линейных интегральных схемах образуют контур самонастрой9

40 ки. При этом блок 14 умножения (переиножитель) и интегратор 15, соединенные последовательно, выполняют операцию вычисления взаимной корреляции сигнала с задатчика 13 скорости и сигнала ошибки основного контура управления.

При наличии в сигнале ошибки скоростной составляющей на выходе коррелятора формируется напряжение, 50 пропорциональное интегралу квадрата скоростной составляющей ошибки основного контура управления. Знак напряжения и его величина определяют направление и величину плавного и линейного изменения. коэффициента передачи электронного масштабного элемента 8. Помехи н возмущения в сигнале ошибки, некоррелированные с сиг3 ф налом задатчика 13 скорости не вызывает появления постоянной составляющей на выходе перемножителя !4и фильтруются интегратором 15. При этом, чем больше постоянная времени интегрирования, тем больше отношение отклика коррелятора на скоростную составляющую сигнала ошибки к отклику на помеху и тем большая точность самонастройки может быть получена.

В исходном состоянии (в момент включения системы) напряжение на выходе коррелятора равно нулю, коэффициент передачи электронного масштабного элемента 8 определяется начьной скваностью импульсов 0=2 широтно-импульсного модулятора 9 и коэффициентом передачи звена. 11 обес" печивающего начальную уставку компен- сирующего сигнала.

Среднее значение сигнала входной скорости sa период повторения импульсов ШИМ 9 с выхода ФНЧ !2 подается на вход сумматора 3. Полоса пронускания ФНЧ 12 выбирается гораздо большей полосы входных воздействий регулятора, а частота ШИИ 9 определяется необходимым подавлением модуляции сигнала на выходе ФНЧ 12.

При уходе параметров основного контура управления и появлении скоростной составляющей ошибки отработки входных воздействий, напряжение с вьг хода интегратора 15 управляет скважностью выходных импульсов lllHM 9 и, соответственно, коэффициентом передачи в цепи задатчика 13 скорости до тех пор, пока скоростная составляющая ошибки основного контура регулирования не уменьшается до уровня разрешающей способности контура самонастройки.

В качестве звена 11 с постоянным коэффициентом передачи используют переменный подстроечный резистор или делитель на постоянных резисторах.

Таким образом, в предлагаемом регуляторе, в отличие от известного, повышается надежность, уменьшается вес и габариты элементов контура са" монастройкн, так как в нем отсутствуют малонадежный и громоздкий масатабный элемент с электромеханическим приводом. Точность работы регулятора повышается в результате того, что самонастройка производится по минимуму скоростной ошибки основного кон8472

Формула изобретения тура управления, а не по выходу дополнительного сумматора по модулю.

Предлагаемый регулятор монет найти применение в приборостроении и станкостроении.

Самонастраивающийся регулятор, содержащий эадатчик скорости, последовательно соединенные задатчик положения, элемент сравнения, сумматор, усилитель и исполнительный элемент, а такие датчик обратной связи, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, выходом подключенного через датчик скорости - к второму входу сумматора, о т л и ч а юl

73 6 шийся тем, что, с целью повыжения точности и надежности регулятора, он содержит последовательно соединенные блок умнокения, интегратор, аиротно-импульсжий модулятор, ключ, масштабнай блок и 4ильтр низкой частоты, выход которого соединен с третьим входом сумматора, первый вход блока умножения соединен с выходом задатчика скорости и вторым входом ключа,. а второй вход — с выходом зле. мента сравнения.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бессекерский В.А. и др. Теория систем автоматического регулирования.

М., "Наука", 1975, с.251.

2. Авторское свидетельство СССР

У 548838, an. G 05 В 13/02; 1977 (прототип).

Составитель А.Лащев

Редактор Т. Гьщюкан Техреду А.Ач Корректор С. Шекмар

Заказ 5496!73 Тиран 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеююй и открытий

113035, Москва, й-35, Раущская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4