Система управления

САНИ БРЕТЕНИЛЬСТВУ ного ключевого лнечувствительно иинтегратора черезный элемент соедин,дом четвертого свход которого подквторого релейногоход - к входу второмента с зоной нечув емента с зонойвьасод второгоетвертый релей- и с первым вхоумиатора, второйаочен к выходу леиента, а вы го ключевого элествительности,(21) 3612895/24-24(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 62-50(088,8)(56) 1. Горнон И.К. и др. Унифицированные системы автоуправления элект- роприводом в металлургии. М., "Металлургия", 1971с. 10.2. Авторское свидетельство СССР В 842722, кл. С 05 В 11/01, 1981 (прототип)(54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, содераащая датчик скорости исполнительного механизма, последовательно вкаоченные задатчик интенсивности, первый сумматор, перый интегратор, первый релейный элемент, выход которого подключен к второму входу первого суиматора, последовательно. включенные нервцй ключевой элемент с зоной нечувствительности, первый деиодулнрувщий фильтр, второй сумматор, второй интегратор, второй релейный элемент, выход которого подключен к второму входу второго ,сумматора, последовательно включен.в ные второй ключевой элемент с зоной нечувствительности, второй демодулнрующий Фильтр, вентильный преобразователь, исполнительный механизм, датчик тока исполнительного механизма, выход которого соединен с третьии входом второго сумматора, выход датчика скорости исполнитель-. ного механизма подключен к третьему входу первого сумматора, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повьииення надехности и помехозащищенности системы управления, в иее. введены третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый релейнце2 элементы, выход первого интегратора через третий релейный элемент нодклвчен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого сое-. динен с выходом первого релейного элемента, а .выход -ф с входом пер-Б1 1167Изобретение относится к автома-" тизированному злектроприводу и может использоваться для управления технологическими процессами.Известна система автоматического управления, выполненная по принципу подчиненного регулирования параметров исполнительного электродвигателя 1 .Системы подобного типа выполняют ся на базе последовательно включенных регуляторов, каждый из которых осуществляет регулирование определенного параметра объекта управления. Регуляторы реализуются на основе . 1 линейных интегральных операционных усилителей с непосредственной межкаскадиой связью.Однако известная система имеет низкую надежность из-за недостаточ- О но высокой помехоустойчивости линейных операционных усилителей.Наиболее близкой к предлагаемой является система, состоящая из последовательно включенных регуляторов, выполненных на основе развертывающих операционных усилителей,Развертывающие усилители представляют собой автоколебательную систему с частотно-широтно-импульсной модуляцией, реализованную на базе последовательно включенных сумматора, интегратора и релейного элемента с симметричными относительно нулевого уровня порогами пере ключения и неинвертирующей петлей гистерезиса. При этом выход релейного элемента является выходом усилителя и соединен с первым входом сумматора, второй вход которого сое динен с источником сигнала управления еИзвестная система содержит также демодуляторы, входы которых подключены к выходу интегратора соот- ф 5 ветствующего усилителя, а выходы соединены с входом логического элемента И, вьмод которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, включенного между выходом эО системы и входом исполнительного механизма 2..В известной системе используются развертывающие усилители " двухтактной частотно-широтно-импульс-. 5 э ной модуляцией, когда зьмодной сигнал представляет собой биполярные импульсы без интервалов паузы меж 578 2ду моментами времени формирования импульсов положительной и отрицательной полярности. Данный фактор является ограничением на пути по" вышения мощности выходного сигнала развертывающего усилителя, так как с ростом мощности усилителя при достаточно высокой частоте его автоколебаний (10 - 10 Гц) через выходной каскад развертывающего усилителя начинают протекать "сквозные" токи короткого замыкания, что влечет за собой ухудшение энергетических показателей САУ, а в ряде случаев может привести к выходу изстроя усилителей и системы управления в целом. Таким образом, известная САУ имеет низкую надежность.С другой стороны, повышение мощ" ности .выходного информативного сигнала РОУ необходимо с позиций улучшения помехозащищенности системы, так как в этом случае регуляторы системы управления могут выполняться с применением низкоомных сопротивлений на входе и в. цепи обратной связи. В результате относительный уровень мощности сигнала помехи снижается, что вызывает повышение помехозащищенности отдельньм регуляторов и системы управления в целом.Целью изобретения является повышение надежности и помехозащищенности системы управления.Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую датчик скорости исполнительного механизма, последовательно включенные задатчик интенсивности, первый сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, последовательно включенные первый ключевой элемент с зоной нечувствительности, первый демодулирующий фильтр, второй сумматор, второй интегратор, второй релейный.элемент выход которого подключен к второму входу второго сумматора, последовательно включенные второй ключевой элемент с зоной нечувствительности, второй де-, модулирующий фильтр, вентильный преобразователь, исполнительный механизм, датчик тока исполнительного механизма, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, выход датчика скорости1167 0 В состав системы входят первый 1,второй 3, третий 2, четвертый 4 сумматоры, первый 5 и второй 6 интеграторы, первый 7, второй 9, третий8 и четвертый 10 релейные элементы,задатчик интенсивности 11, первый12 и.второй 13 ключевые элементыс зоной нечувствительности, первый14 и. второй 15 демодулирующие фильтры, вентильный преобразователь 16,исполнительный механизм 17, датчиктока 18 и датчик скорости 19.Система работает следующим образом.Задатчик интенсивности 11 оп"ределяет темп разгона и торможенияисполнительного механизма 17,Регулятор скорости, формирую- фщий сигнал задания для регуляторатока и регулятор тока исполнительного механизма 17 выполнены на осиове развертывающих операционныхусилителей, каждый из которых45включает в себя звенья (1, 5, 7, 8,2, 12) и (3, 6, 9, 10, 4, 13).фильтры 14 и 15 нредназначенцдля выделения постоянной составляющей выходного сигнала развертывающего операционного усилителя.Развертывающие операционныеусилители системы, в частности усилители на базе звеньев 1, 5, 7, 82, 12 работают следующим образом;Сумматор 1, интегратор 5 и редейный элемент 7 в совокупности образуют автоколебательный каскад с исполнительного механизма подключен к третьему входу первого сумматора, введены третий и четвертый сумматоры, третий и четвертый релейные элементы, выход первого интегратора через третий релейный элемент подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого релейного элемента, а выход - с входом первого ключевого элемента с зоной нечувствительности, выход второго интегратора через четвертый релейный элемент соединен с первым входом четвертого сумматора, второй . 15 вход которого подключен к выходу второго релейного элемента, а выход - к входу второго ключевого элемента с зоной нечувствительности в 20На чертеже схематически представ. лена предлагаемая система. 578 4частотно-широтно-импульсной модуляцией.Релейнцй элемент 7 имеет симмет. ричные относительно "нуля" САУ пороги переключения +В 1 и неинвертирующую петлю гистерезиса.При отсутствии сигнала управления среднее значение выходных импульсов блока 7 равно нулю. Выходной сигнал интегратора 5 имеет форму симметричной "пилы", ампли" туда которой ограничена величиной порогов переключения релейного элемента 7.Наличие сигнала управления на одном из входов сумматора 1 вызывает изменение скважности выходных импульсов релейного блока 7. В один из полупернодов автоколебаннй темп изменения выходного сигнала интегратора 5 определяется разностью сигналов на входе сумматора 1 и выходе релейного элемента 7, а в другой полупериод автоколебаний - зависит от суммы этих сигналов. В результате постоянная составляющая выходных им" пульсов устанавливается пропорциональной величине сигнала управления.Релейный элемент Э имеет также симметричные относительно "нуля" САУ пороги переключения +В и неинвертирующую петлю гнстерезиса, причем Вс 1 В,1. .Блок 8, как и релейнцй элемент 7, управляется выходным сигналом интегратора 5. Это вызывает формирование на выходе релейного элемента 8 импульсов, которые сдвинуты по фазе относительно выходного сигнала релейного элемента 7. С помощью звена 2 осуществляется суммирование выходных импульсов релейнцх элементов 7 и 8.Клочевой элемент 12 является релейньк элементом с зоной нечувствительности 2 С.В интервале времени несовпадения знаков выходных импульсов ре" лейных элементов 7 и 8 выходной сигнал сумматора 2 равен нулю, что обеспечивает нулевой уровень смг- нала на выходе ключевого элемента 12.Принцип действия развертывающего операционного усилителя, вклю67578 3 11чающего звенья 3, 6, 9, 1 О, 4, 13,аналогичен рассмотренному. Таким образом, введение в систему звеньев 2, 4, 8, 10 обеспечивает формирование интервала паузы между моментами времени изменения знака импульсов на выходе развертывающего усилителя. При этом повыСоставитель В, КузинТехред А.Кикемезей Корректор А, ТяскоПодписное Тираж 863 Государственного ком делам изобретений и о Москва, Ж, Раушска аказ 4436ВНИИПИ ета СССрытнйнаб., д 303"Патент", г, Ужгород, ул. Проектна иал Редактор С. Тимохин шается надежность регуляторов исистемы управления в целом, так какисключается возможность протеканиячерез выходные каскады звеньев 5 12, 13 (фиг. 1) "сквозных" токовкороткого. замыкания, которые возникают при изменении знака выходныхимпульсов развертывающих операционных усилителей.,