Регулятор

(19) (11) 622 04 С 05 В 11/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР вл-прг, а е;,ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Подвысшая Р984.(57) Изобретение относится к автома"тике и может быть использовано припроектировании систем управления, работающих в реальном масштабе времениЦель изобретения - повышение чувст"вительности и точности регулятора.Цель достигается за счет получениядополнительной информации и формирования по ней дополнительных, младших разрядов кода. Эта информацияв виде временного интервала снимается с выхода триггера 8 и поступаетна счетчик 25, формирующий младшиеразряды, Интегратор 6 и детектор 7работают в следящем режиме, формируякод старших разрядов, 1 ил., 1 табл.Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при проектировании систем управления, работающих в реальном масштабе времени.Целью изобретения является повышение чувствительности и точностирегулятора.На чертеже представлена функциональная схема регулятора.Регулятор содержит датчик 1 положения (например, синусно-косинусевый ВТ), выходы которого через синхронные детекторы 2 и 3 подключены к входам 15 мультиплексора 4, последовательно соединенные сумматор 5, ичтегратор 6, детектор 7 нулевого уровня, первый триггер 8 и реверсивный счетчик 9, выходной код которого поступает 20 на первый вход блока 10 регистров.Регулятор включает также последовательно соединенные дешиФратор 11, блок 12 Формирования управляющего сигнала и блок 13 моментных датчиков, 25в при этом выход генератора 14 импуль сов соединен с входом первого элемента 15 зацержки. Система содержит также цифроаналоговый преобразователь 116, блок 17 анализа знака, блок 18 30 сравнения, источник 19 опорного напряжения, первый и второй инвертсрыповторители 20 и 2 1, последовательно соединенные счетчик 22 и фильтр 23, второй триггер 24, второй счетчик 25 и второй и третий элементы 26 и 27задержки.Блок 17 состоит из первого и второго элементов И 28 и 29 (один из нихс инверсным входом, как показано на чертеже ), .Сигналы внешней информации поступают в блок 12 по шинам 30.Синхронные детекторы 2 и 3 предназначены для преобразования переменного напряжения в постоянное с учетом фазы. Блок 18 может быть выполнен ввиде,цвух компараторов, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом инвертора 20 и управляющими входами дешифратора 11 и мультиплексора 4, Последние имеют входные дешифраторы, на них могут непосредственно поступать выходные сигналы компараторов, первый из которых определяет знак синуса, а второй сравнивает по амплитуде синус и косинус входного угла, так что их выходные сигналы позволяют однозначно определить ту половину квадранта, в которой этот угол находится в данный момент. Ниже приведена таблица, позволяющая синтезировать мультиплексор 4 и дешифратор 11 по заданной входнойи выходной последовате,пьностям.Блок 10 регистров сэдержит два регистра, в первый по сигналу С 1 заносится код старших разрядов, во второй по сигналу С 2 (фиг.1) - код младших. Построение блока 12 всецело определяется алгоритмом формирования управляющего воздействия, Например, если момент, прикладываемый к объекту управления должен изменяться в зависимости от суммы выходного сигнала датчика 1 и одного из сигналов внешней информации, последний подается на шину 30 в виде кода. Блок 12 выполняется в виде параллельного сумматора, выход которого соединен с входомЦАП, выход которого соединен с выходом блоха 12,Регулятор работает следующим образом. Пусть положение объекта таково, что входной угол находится междуо0 и 45 . Тогда в соответствии с таблицей на первый вход сумматора 5 поступает напряжение с детектора 2 имаксимальное значение пилообразногонапряжения, Формируемого интегратором 6, возрастает до того момента,когда при поступлении очередногоимпульса частоты генератора 14 детектор 7 не зафиксировал смены знакавыходного напряжения интегратора 6.При этом состояние счетчика 9 изме,нится на единицу. Зтот процесс будетпродолжаться до тех пор, пока выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 16 не окажется равным помодулю сигналу на первом входе сумматора 5, Так как в данной половине первого квадранта коэффициент передачиинвертора 20 равен мину: единице (науправляющий вход инвертора поступаетсогласно таблице сигнал с компарато -ра блока 18, определяющего квадрант,в котором находится выходной угол),сумма сигналов на первом и третьемвходах сумматора 5 окажется равнойнулю и дальнейшее изменение выходного кода счетчика 9 прекратится.Поскольку на вход питания преобразователя 16 поступает напряжениес второго выхода мультиплексора 4,пропорциональное в рассмотренном случае косинусу угла, выходной код счетчика 9 окажется пропорциональным тан з 146 генсу этого угла. При этом первый разряд выходного кода счетчика 9 не является значащим и на вход блока 17 анализа знака заводится выход второго или третьего разряда.Этот блок совместно с триггером 24 и со счетчиком 25 служит для формирования младших разрядов выходного кода в случае, если не произошло полной компенсации напряжений на первом и третьем входах сумматора 5. В этом случае код в счетчике 9 будет периодически изменяться, причем величина интервала времени между моментами его уменьшения и увеличения на единицу будет пропорциональна разности между напряжениями на первом и третьем входах сумматора 5, а следовательно, и разности между напряжением, пропорциональным положению объекта, и напряжением, пропорциональным коду старших разрядов выходного кода. Триггер 24 взводится в момент уменьшения кода в счетчике 9 и разрешает счет в счетчике 25, который заполняется до момента увеличения кода в счетчике 9 на единицу. После этого выходной код счетчика 25 переписывается в блок 10 и счетчик 25 обнуляется. Пусть, например, частота генератора 14 равна 100 кГц, а счетчик 9 выполнен десятиразрядным. Тогда приблизительно через 10 мс выходной кодстарших разрядов окажется пропорциональным входному. сигналу при любомего изменении (например, после включения), что обеспечивает высокоебыстродействие регулятора. Если диапазон изменения выходного напряжениядатчика 1 составляет 10 В, то старшиеразряды выходного кода блока 10 обеспечивают разрешающую способность10 мВ. Пусть теперь величина раскомпенсации на входах сумматора 5 составляет 10 мкВ, а постоянная времени интегратора 6 такова, что накоплениеэтой величины в течение 100 мс приведет к срабатыванию счетчика 9. Тогда счетчик 25 должен быть выполнен тринадцатиразрядным и через 110 мс выходной код дешифратора 11 будет не только в первом приближении, как через 10 мс, но и точно, с разрешением 10 мкВ, соответствовать положе" , нию объекта управления. При прочих равных условиях это позволит на три порядка повысить разрешающую способ 22324ность регулятора, одновременно обеспечив ее высокое быстродействие,Формула изобретенияРегулятор, содержащий датчик положения, генератор импульсов, выходкоторого соединен с входом счетчика,фильтр и сумматор, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, введены последовательно соединенные интегратор и детектор нулевого уровня,а также два триггера, реверсивныйсчетчик, три элемента задержки, дваинвертора - повторителя, источникопорного напряжения, блок сравнения,два синхронных детектора, мультиплексор, цифроаналоговый преобразователь,блок анализа знака, второй счетчики последовательно соединенные блокрегистров и дешифратор, при этомвыход фильтра соединен с тактовыми 2 б входами обоих синхронных детекторови входом питания датчика положения,выходы которого соединены с входамисоответствующих синхронных детекторов, выходы которых подключены ксоответствующим информационным входам мультиплексора и входам блокасравнения, первый выход которогосоединен с управляющими входами дешифратора и мультиплексора, первыйвыход которого соединен с,первымвходом сумматора, выходом .подключенного к входу интегратора, выход детектора нулевого уровня соединен синформационным входом первого триггера, выход которого соединен с входомуправления режимом первого инвертора -повторителя, первым информационнымвходом блока анализа знака и .знаковымвходом реверсивного счетчика, выходыкоторого соединены с входами старших 45разрядов регистра, входом цифроанало=гового преобразователя и вторым информационным входом блока анапизазнака, первый выход которого соединенс первым тактовым входом блока регистров и первым установочным входомвторого триггера, выход которого сое-,динен с управляющим входом второго счетчика, выходы которого подключенык входам младших разрядов блока регистров, выход первого счетчика соединен с входом фильтра, второй выходмультиплексора соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового5 1462232 6преобразователя, выход которого сое- вторым установочным входом второго динен с информационным входом второго триггера и входом второго элемента инвертора - повторителя, вход управ- задержки, выход которого соединен с ленин режимом которого соединен с5вторым тактовым входом блока региствторым выходом блока сравнения, при- ров и входом третьего элемента зачем выходы обоих инверторов - повто- держки, выход которого соединен с рителей соединены соответственно с установочным входом второго счетчивторым и третьим входами сумматора, ка, а выход генератора соединен таквыход источника опорного напряжения 1 О же с тактовыми входами второго счет- соединен с входом первого инвертора - чика, первцго триггера и входом перповторителя, выход дешифратрра сое- вого элемента задержки, выход котодинен с выходом регулятора, второй рого соединен с тактовым входом ревыход блока анализа анака соединен с версивного счетчика. ВР половиныквадранта 5 6 7 1 в 1 п(р соя(р соя(р вп яхпЧ соя( сов(р я 1 пу 2 сов ( в п р в 1 п(р сову соя с я 1 п в 1 п д соя ( Вых.4 коэфф.20 функция 11 агсг.цагссагссгд агсц агсц агссгцагссг агсгдс Составитель Г.НефедоваТехред М.Дидык Корректор Л,Па.ай Редактор А.Лежнина Заказ 671/43 Тираж 788 ПодписноеВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, И, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент , г.ужгород, ул. Гагарина,1 1101