Частотно-импульсный регулятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1339 0 4 С 05 В 11/ Дцц: РЕТ 8 ИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСК 35 ССР981,Р983. ьство1/26,тво СС1/30,свидеС 05 идетель005 В РЕГУЛЯТОР,7) Изо ческим тение относится мпульсным регул применено для р ных процессов в омышленности пр аздывания в кон к автоматорам игулироваразличныхналичии ожет быть ия раэлич отрасляхчистого з лирования, 3 ил. уре регу СЙ СР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ(21) 3947206/2 (22) 23.0885 (46) 23,09.87, (75) В.В. Мака (53) 62.50(088 (56) Авторское В 1004969, кл.Авторское с Р 1096608, кл,(54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСН лирования, когда время эапаздываиияменьше по величине длительности импульсов управления. Цель изобретения - расширение области применениячастотно-импульсного регулятора. Уст"ройство содержит датчик 25 и эадатчик3 регулируемого параметра, сумматоры 1 и 2, двухканальный частотно-импульсный модулятор 4, одновибраторы5, 6, 7, 8, 9, 10, усилители мощности 11 и 12, элементы НЕ 13 и 4, зле.менты ИЛИ 15 и 16, модель объекта.без запаздывания 17, исполнительный механизм 18. В устройстве обеспечивается. коррекция запаздыванияаналогично коррекции в регуляторахСмитта для случая импульсного регу 1 1339490 2Изобретение относится к автоматическим импульсным регуляторам, выходным сигналом которых является серия модулированных по частоте элект рических импульсов, и может быть применено для регулирования различных процессов в теплоэнергетике, химии и других отраслях промышленности при наличии чистого запаздывания в контуре регулирования, когда время запаздывания меньше по величине длительности импульсов управления.Цель изобретения - расширение области применения частотно-импульсного регулятора,На фиг, 1 представлена блок-схема частотно-импульсного регулятора; на фиг. 2 - временные зависимости основных управляющих и корректирующих сигналов в процессе работы; ца фиг,3- структурная схема регулятора в составе системы автоматического регулирования,Частотно-импульсный регулятор содержит сумматоры 1 и 2, задатчик 3регулируемого параметра, двухканальный частотно-импульсный модулятор 4,одновибраторы 5 - 10, усилители 11и 12 мощности, элементы НЕ 13 и 14,элементы ИЛИ 15 и 16, модуль 17объекта без запаздывания, исполнительный механизм 18,Частотно-импульсный модулятор состоит из интегратора 19, несимметричных репейных элементов 20 и 21, элемента ИЛИ 22, одцовибратора 23 и ключевого элемента 24.Принятые обозначения: Ьгх - сигнал с выхода датчика регулируемого параметра; ГГ - сигнал с выхода задатчика регулируемого параметра," Б - сигнал с выхода интегратора 19; П, сигналы с выходов соответственно репейных элементов 20 и 21; П , Г, сигналы с выходов соответственно одновибраторов 5 и 6; Г 1 - сигнал с выхода одцовибратора 23; 08 - сигнал с выхода элемента ИЛИ 22; Ц, Ь, - сигналы с выходов соотзетствеццо элементов ИЛИ 15 и 16; П 1 - сигнал ца выходе сумматора 2; Б, - сигнал ца выходе модели 17 объекта управления;длительность импульсов управления регулятора;- величина чистого запаздывания ц контуре регулирования; М (Б) - передаточная функция (ПФ) интегратора модулятора Н.Э - цепицейцый элемент вида "квантователь приращений",характеризующий квантованиесигнала по уровню в частотно-импульсном модуляторе; й - порог срабаты-.вания репейных элементов модулятора20 и 21; 8 - амплитуда импульсов навыходе регулятора; (1-е ) - ПФ,характеризующая работу одновибраторов 10 5 и 6; Ы (Ь) е - ПФ объекта управлеэ ония; 1 - е- ПФ, характеризующаяработу одновибраторов 7 - 10, элементов ИЛИ 15 и 16 и сумматора 2;И (Б) - ПФ объекта управления без за паздывания (модель объекта).Регулятор работает следующим образом.На вход регулятора поступает сигнал Уот датчика 25 регулируемогопараметра и сравнивается в сумматоре 1 с сигналом О, от задатчика 3В случае, если сигнал рассогласования равен О, на выходах регулятораотсутствуют управляющие сигналы и 25 система находится в положении равновесия, При изменении сигнала задания или при возникновении возмущенияв контуре системы автоматического регулирования возникает сигнал рассогласования Б , Если, например, значение регулируемого параметра меньшезаданного значения, то сигнал ГГ имеет положительное значение, Сигнал 13интегрируется и инвертируется интегратором 19 и поступает на входы несимметричных репейных элементов 20и 1, При достижении сигналом ГГ навыходе интегратора порога срабатывания Ь одного из релейных элементовпроисходит его срабатывание (например, репейного элемента 21), На его.выходе возникает сигнал ГГ , по переднему фронту которого происходит запуск одновибраторов 6 и 10. Одновременно по переднему фронту сигнала Б, 45поступающего с выхода элемента ИЛИ22, происходит запуск одновибратора 23. Одцовибратором 23 формируются предельно короткие импульсы ГГ вызыва 9ющие срабатывание ключевого элемента 24 и обнуление интегратора 19, После сброса до 0 сигнала П схема восстанавливается вновь начинается изменение сигнала П;, до следующего срабатывания релейного элемента 20 ипи 21. Одцовибратором 6 формируются импульсы управления длительностью Г, проходящие через усилитель 12 мощцос 1339490ти на одну из обмоток исполнительного механизма 18, вызывая увеличениерегулируемого параметра. Одновибратором 10 формируется корректирующийимпульс длительностью, равный запаздыванию в системе регулирования,поступающий через элемент ИЛИ 16 наплюсовой вход сумматора 2, С выходасумматора 2 сигнал Б, поступает навход модели 17 объекта, а с выходамодели корректирующий сигнал поступает на второй отрицательный вход сумматора 1 в виде напряжения Б, .В дальнейшем описанный процессповторяется и на выходе регулятораформируется последовательность прямоугольных импульсов управления с темотличием в последующих циклах, что псокончании импульса (Б) происходитзапуск одновибратора 9, а при изменении полярности сигнала рассогласования происходит срабатывание одновибраторов 5, 7 и 8,Изменение сигнала У на выходе сумматора 2 полностью идентично включению на выход регулятора звена с ПФ (1 - е, ), что представляет-Лструктурную схему регулятора в составе системы автоматического регулирования (фиг. 3) с внутренней корректирующей связью, которая проста и обеспечивает коррекцию запаздывания аналогично регуляторам Смитта. Формула изобретения Частотно-импульсный регулятор, содержащий первый сумматор, задатчик регулируемого параметра, двухканальный частотно-импульсный модулятор, первый, второй, третий и четвертый рдновибраторы, первый и второй усилители мощности, выходы которых соединены соответственно с первым и вторымвходами исполнительного механизма,связанного с датчиком регулируемого5,параметра, выход которого соединен спервым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком регулируемого параметра, выходпервого сумматора подключен к входудвухканального частотйо-импульсногомодулятора, первый и второй выходыкоторого соединены с входами соответственно первого и второго одновибраторов, подключенных выходами к входам соответственно первого и второго усилителей мощности, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения частотно-импульсного регулятора, в него дополни 20тельно введены пятый и шестой одновибраторы, первый и второй элементыНЕ, первый и второй элементы ИЛИ,второй сумматор и модель объекта беззапаздывания, причем выход первогоодновибратора подключен к входампервого элемента НЕ и четвертого одновибратора, выходы которых подключены соответственно к входу третьегоодновибратора и к первому входу пер30вого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого одновибратора, подключенного входом к выходу второго элемента НЕ, вход которого соединен с выходом второго одновибратора и с входом шестого одновиб ратора, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходомтретьего одновибратора, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второмувходам второго сумматора, подключенного выходом к входу модели объектабез запаздывания, выход которой соединен с третьим входом первого сумматора1339490 Власо ставительхред М,Дид Корректор С. Ч едактор В. Петра Подписное Заказ 4216/ 1130 одственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Про Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрет Москва, Ж, Рау