Цифровой регулятор

ОП ИСАНИЕЙЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(72) Авторы изобретения Ордена Ленина институт проблем управления(54) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к областиавтомати- ки и может быть использовано в системах управ ления промышленными объектами, в частности объектами с переменным запаздыванием,Известны цифровые регуляторы, используемые в промышленности 1 и 2 В этих ре.гуляторах с постоянным временным шагом считывается значение регулируемой переменной, определяется управляющее воздействие и подается на объект. Регуляторы реализуют близкий10 к линейному закон управления, Постоянная настройка регуляторов обеспечивает качественное регулирование только для объектов с по. стоянными параметрами. Если в объекте меня. ется запаздывание, то качество регулирования11 снижается или вообще теряется. устойчивость,Из известных цифровых регуляторов наиболее близким по технической сущности явля.ется цифровой регулятор, содержащий пороговый элемент, первый и второй сумматоры, выход которого соединен с выходом регулятора, вход - с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу блока совпадения, второй вход - к первому вы 2ходу блока управления, а третий вход - ковходу регулятора, первый и второй входыблока совпадения соединены соответственно свыходом задатчика кода и вторым выходомблока управления 2.Недостатком данного цифрового регулятораявляется невозможность управления объектамис переменным запаздыванием.Цель йзобретения - расширение области применения регулятора,Цель достигается тем, что в известный циф.ровой регулятор введены инвертор с памятью,первый и второй элементы И, элемент ИЛИ,первый и второй счетчики, а также блок ум.ножения и блок вычисления разности, входыкоторых подключены к выходу блока сравне.ния, а выходы - соответственно к первомуи второму входам первого сумматора, выходкоторого подключен череэ пороговый элемент к первым входам первого счетчика ипервого элемента И и ко входу инвертора спамятью, выход которого соединен со вторымвходом первого элемента И, первый входвторого элемента И подключен к выходу пер.Этот сигнал поступает на инвертор 10 спамятью, где инвертируется и запоминаетсядо следующего такта. Инвертированный сигналс предыдущего такта и текущий сигнал поступают на первый элемент И 11,Сигнал свыхода первого элемента И поступает на второй элемент И 12,Туда же поступает сигнал со второго счетчика 15. Сигналы с выходов второго элементаИ 12 и первого счетчика 14 поступают на злемент ИЛИ 13. Первый счетчик 14 увеличивает в Ьчередном такте свое содержимое на1 при условии подачи на его первый вход сигнала "1 фф с выхода порогового элемента, а придостижении заданного значения (времени дрей фа) он вырабатывает сигнал "1" и сбрасываетсвое содержимое до О, Второй счетчик 15 увеличивает в очередном такте свое содержимоена 1, При достижении заданного значения (вре.мени запаздывания) он вырабатьвает сигналф 1" и сбрасывает свое содержимое до О. Очередной запуск счетчиков производится сигналом"1", полученным на выходе элемента ИЛИ 13,Во время работы счетчиков на их выходах считывается сигнал "О"., Сигнал "1", вырабатываемыйэлементом ИЛИ 13, определяет момент подачи управляющего воздействия,Введение в схему регулятора контура заире.та управления позволяет определить моментподачи управляющего воздействия по характеристикам переходного пропесса в объекте. Ошибкарегулирования в основном отрабатывается по.дачей одного управляющего воздействия. Им.пульсный характер управления, полученный спомощью контура запрета управления, обеспечивает процесс управления, близкий к оптимальному, для произвольного времени запаздывания объекта,Предлагаемый регулятор может быть использован для управления значительно большимклассом объектов, чем известные регуляторы,в частности для управления объектами с ме.няющимся в широких пределах временем за- .паздывания. Это позволяет использовать регу.4 лятор в системах управления процессами на.грева и охлаждения в металлургии, весовогодозированйя с использованием транспортеров, атакже в теплоэнергетике. Формула изобретения Цифровой регулятор, содержащий пороговыйэлемент, первый и второй сумматоры, выходкоторого соединен с выходом регулятора,вход - с выходом блока сравнения, первыйвход которого подключен к выходу блокасовпадения, второй вход - к первому выходублока управления, а третий вход - ко входу 3 737919 4вого элемента И, второй вход - к выходувторого счетчика, а выход - к первому вхо.ду элемента ИЛИ, второй вход которого сое.динен с выходом первого счетчика,"а выходсо вторым входом первого счетчика и вхо.дами второго счетчика и блока управления,На чертеже представлена функциональнаясхема цифрового регулятора,0 н содержит задатчик 1 кода, блок 2 совпадения, блок 3 сравнения, блок 4 управле.ния, второй сумматор 5, блок 6 умножения,блок 7 вычисления разности, первый сумма.тор 8, пороговый элемент 9, инвертор 10 спамятью, первый элемент И 11, второй элемент И 12, элемент ИЛИ 13 первый счетчик14, второй счетчик 15, контур 16 запрета управления, вход 17 регулятора и выход 18 регулятора.Регулятор работает следующим образом,В одном такте работы регулятора из .блока4 управления на блок 2 совпадения подаетсяимпульс, который переписывает порцию кодаиз задатчика 1 кода в блок 3 сравнения. Вблоке сравнения это значение кода сравнивает.ся с текущим значением регулируемой пере 1 иенной и вычисляется ошибка регулирования, равная их разности. Блок 4 управления подает наблок 3 сравнения импульс, который переписъвает образованную разность в первый сумматор 5, где она суммируется с его содержимым, Управляющий импульс подается в следующих двух случаях; в момент окончанияв объекте переходного процесса, вызванноговозмущением; условием этого является выполнение неравенстваЙ,Ы(й/в течение заданного времени дрейфа.После подачи управляющего импульса следующая подача блокируется на время заназдывания объекта,Момент подачи управляющего импульса определяется контуром 16 запрета управления следующим образом.С выхода блока 3 сравнения ошибка регу.лирования считывается в блок 7 вычисления,разности и в блок 6 умножения. Абсолютныезначения первой разности и ошибки, умножен.ной на константу С поступают на второй сум.55матор 8, на выходе которого образуетсявеличина - СЕ-Е. Пороговый злемент 9 вырабатывает сигнал "1",если С (ЯвтЕО, и сигнал "О", если С Ц-(Г / О.ИПИ Заказ 2662/28 Тираж 956 одни сно П "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 л 5 7379 регулятора, первый н второй входы блока срав. нения соединены соответственно с выходом за. датчика кода и вторым выходом блока управле; ния, о т л и ч а ю щ и й с я тем; что, с целью расширения области применения регулятора, он содержит инвертор с памятью, первый и второй элемент И, элемент ИЛИ, первый и второй счетчики, а также блок умножения и блок вычисления разности, входы которых подключены к выходу блока сравнения, а выходы - соответственно к первому и второ.му входам первого сумматора, выход которого подключен через пороговый элемент к первым входам первого счетчика и первого элемента И, и ко входу инвертора с памятью,19 6выход которого соединен со вторым входомпервого элемента И, первый вход второго элемента И подключен к выходу первого элементаИ, второй вход - к выходу второго счетчика,а выход - к первому входу элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом пер.вого счетчйка, а выход - со Вторым входомпервого счетчика и входами второго счетчикаи блока управления,Источники информации,приняты 1 е йо внймайие"йри зксйертизе1. Круг Е. К. и др, Цифровые регуляторы.М, - Л., Энергия", 1966,2, Авторское свидетельство СССР Иф 479084,кл. Сг 05 В 1 Ц 26, 02,01,73 (прототип),