Устройство для программного регулирования

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<))) 978109 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 943665 (22) Заявлено 0 30 5 78 (21) 260 8851/18-24 с присоединением заявки М— (ф1)М Кд 3

G 05 0 23/19

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 555. 6 (088.8) Опубликовано 30. 11. 82.Бюллетень N» 4 4

Дата опубликования описания 30.11.82 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для программного регулирования температуры.

По основному авт. св. Р 943665 известно устрой ство, содержащее генератор импульсов, программный задатчик, переключающий элемент, к .выходу которого через исполнительный блок подключен нагреватель, блок памяти, элемент задержки, элемент сравнения и датчик температуры, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, а программный задатчик выполнен в виде распределителя импульсов, соединенного с элементами ИЛИ, выход одного из которых подключен к входу блока памяти и входу элемента задержки, связанного выходами с соответствующими входами элемента сравнения, входы других элементов ИЛИ подключены к входам переключающего элемента, а датчик температуры через аналого-цифровой преобразователь соединен с элементом сравнения, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом исполнительного блока 1).

Недостатком известного устройства является его малая точность.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит триггер, дополнительный элемент задержки, элемент И, дополнительный элемент ИЛИ компаратор, генератор пилообразного напряжения и коммутатор, первый вход которого через последовательно соединенные элемент И и триггер подключен к выходу одного из основных элементов ИЛИ, выходы других основных элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами элемента И и коммутатора, соединенного третьим входом с выходом цифро-аналогового преобразователя и первым входом компаратора, второй вход триггера подсоединен через дополнительный элемент задержки к первому входу коммутатора, подсоединенного первым выходом через дополнительный элемент ИЛИ к одному входу переключающего элемента, а вторым выходом через последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и компаратор — к второму входу дополнительного элемента ИЛИ и управляюще978109 му входу генератора пилообразного напряжения.

На фиг. <1 дана блок-схема устройства, на фиг. 2 — схема блока коррекции, на фиг. 3 — кривая управления. 5

Устройство содержит генератор 1 импульсов, программный задатчик 2, распределитель 3 импульсов, элементы ИЛИ 4 — 6, блок 7 коррекции, переключающий элемент 8, блок 9 памя- 10 ти, элемент 10 задержки, датчик 11 температуры, аналого-цифровой преобразователь 12, элемент 13 сравнения цифро-аналоговый преобразова- тель (ЦАП) 14, исполнительный блок 15

15, ключ 16, сумматор 17, источник

18 напряжения, нагреватель 19, объект .20 регулирования, коыаутатор 21, эле-, мент И 22 и дополнительный элемент

ИЛИ 23, генератор 24 пилообразного 20 напряжения, компаратор 25, триггер

26, блок 27 задержки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе 25 элемента 8 — "0", ключ 16 разомкнут, т.е. нагреватель 19 отключен, элемент 13 заперт, выходное напряжение

ЦАП .14 равно нулю. Первый же импульс генератора 1 устанавливает распределитель 3 в такое состояние, при котором на выходе блока ИЛИ 4 появляется сигнал, который через коммутатор 21, элемент ИЛИ 23 устанавливает переключающий элемент 8 в "1".

Тем самым открывается ключ 16 и напряжение источника 18 подается на. нагреватель 19. Выходная величина возрастает по времени. В момент времени t, предшествующий первому узлу аппроксимации (момент времени Q) появляется импульс на выходе элемента ИЛИ 6. Этим импульсом из блока 9 извлекается код N прямо пропорциональный значению параметра в точке 1 (фиг. 3). Через время, определяе- 45 мое элементом 10 и .необходимое для выборки кода из блока 9, разрешается сравнение кода Й и кода N >, соответствующего действительному значению параметра в момент времени t< . 50

Причем-элемент 13 определяет не только величину разности N„- Н, но и ее знак.

f ° 1

В момент времени t возможны три арианта продолжения программы.

55, 1. N N 0 (точка 1), В этом случае выходное напряжение ЦАП 14 равно нулю и на нагреватель подается прежнее напряжение источника 18, т.е. программа идет по участку 1-2. 60

2. й, - N<+ < 0 (точка 1 }, В этом случае напряжение на выходе- ЦАП 14 отрицательно по знаку, а по величине пропорционально разности кодов, а значит и разности значений параметра- 65 в,точках 1 и 11 . Результирующее напряжение на выходе сумматора 17 уменьшается и программа идет по участку

1 - 2. Поскольку напряжение, подаваеt мое на нагреватель 19, пропорционально разности температур в точках 1 и 1, а интервал t - t фиксирования, то в момент t< регулируемый параметр приходит в узел 2 апроксимации.

3. N - N1p70 (точка 1) . В этом случае напряжение на выходе IIAII 14 положительно по знаку, а по -величине пропорционально разности значений температур в точках 1 и 1 ". По причинам, изложенным выше, в момент t< регулируемый параметр оказывается в точке 2.

В этот же момент времени (t ) появляется импульс на выходе элейента

ИЛИ 5, который устанавливает триггер

26 в "1", а переключающий элемент

8 в "{)", прекращая тем самым подачу напряжения на нагреватель 19. В момент времени й,, предшествующий второму узлу апроксимации (момент времени t ) появляется импульс на выходе элемента ИЛИ 6, который из блока

8 памяти извлекает код N>, пропорциональный значению регулируемого параметра в точке 3. Одновременно через элемент И 22 этот импульс поступает на коммутатор 21. Через время, определяемое элементом 10 задержки, необходимое для выборки кода из блока 9, разрешается сравнение кода

N и кода и, соответствующего значению параметра в момент времени

tq. В этом случае возможны также три варианта дальнейшего хода программы.

1. N >- N = 0 (точка 3). В этом случае выходное напряжение ЦАП 14. равно нулю, коммутатор 21 замыкает цепь "элемент ИЛИ 4"- "элемент ИЛИ

23"-переключающий элемент 8 ° Программа идет по участку 3-4.

2. N - Ы <0 (точка 3 J, В этом случае напряжение на выходе IIAII 14 отрицательно по знаку, à по величине пропорционально разности значений параметра в точках 3 и 31.

Коммутатор 21 замыкает цепь "элемент

ИЛИ 6 — элемент И 22"-генератор 24".

Импульсом с ИЛИ 6 запускается генератор 24. Через время задержки, прямо пропорциональное величине разности значений параметра в точках 3 и 3 и равное разности t<- t, на выходе компаратора 25 появляется импульс, который через элемент ИЛИ 23 устанавливает переключающий элемент 8 в "1", т.е. нагреватель включается на номинальную мощность не в точке 4, а в точке 5. Сигналом компаратора 25 прекращается формирование пилообразного напряжения генератора 24.

978109

3. N - И ъ 0 (точка 3"J. В этом случае напряжение на выходе ЦАП 14 положительно по знаку, а по величине пропорционально разности значений температур в точках 3 и 3. Коммутатор замыкает цепь "элемент ИЛИ 6элемент И 22-элемент ИЛИ 23". Импульсом с ИЛИ 6 элемент 8 устанавливается в "1". По причинам изложенным выше (точка 1") в момент времени регулируеьый параметр оказывается в точке 4.

В этот же момент времени (с4) появляется импульс на выходе схемы ИЛИ

4, который устанавливает элемент 8 в "1", т.е. программа идет вновь по линии нагревания.

Для точной коррекции программы необходиМо выдерживать интервалы времени и - t для всех узлов аппроксимации, типа узла 2 и t4- t+ для всех узлов аппроксимации типа узла 4 одинаковыми. Это условие обеспечивается соответствующим подключением выходов распределителя 3 к элементам ИЛИ 4 - 6.

Временные интервалы (-, ), (4 - t ), равно как и длительность аппроксимирующих участков (й - t>), (й4- t ), определяются инерционностью объекта к максимальным значениям энер гии, которая может быть подана на нагреватель, а также требуемой точностью .аппроксимации.

Изобретение за счет введения блока.коррекции с его связями позволяет значительно повысить точность выполнения программ.

Формула изобретения

Устройство для программного регулирования по авт. св. Р 943665, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит триггер, дополнительный элемент задержки, элемент И и дополнительный элемеит ИЛИ, компаратор, генератор пилообразного напряжения и коммутатор, первый вход которого через последовательно соединенные- элемент И и триггер подключен к выходу одного из основных элементов ИЛИ, выходы других основных

15 элементов ЙЛИ соединены соответственно со вторыми входами элемента И и коммутатора, соединенного третьим входом с выходом цифро-аналогового преобразователя и первым входом ком20 паратора, второй вход триггера подсоединен через дополнительный элемент задержки к первому входу коммутатора, подсоединенного первым выходом через дополнительный элемент ИЛИ к

25 одному входу переключающего элемента, а вторым выходом через последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и компаратор - ко второму входу дополйительного элеЗ-О мента ИЛИ и управляющему входу генератора пилообразного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 943665, кл. G 05 0 23/19, 1978 (прототип).

978109

Составитель И.Алексеев

Редактор Ю.Середа Техред А.Бабинец Корректор В.Прохненко

Е

Заказ 9217/63 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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