Система автоматического регулирования

(Ь ЬЭ я. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Пермский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 341009, кл. 6 05 В 11/28, 1972.Авторское свидетельство СССРМ 407279, кл. 6 05 В 11/28, 1977.(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к системам автоматического регулирования релейно-импульсного типа, предназначено длстабилизации возмущаемых динамически.Ж 16724 объектов регулирования и может быть использовано в автономных источниках питания, например стабилизации напряжения синхронного генератора. Целью изобретения является повышение точности работы системы под нагрузкой, Система автоматического регулирования содержит генератор 1 пилообразного напряжения, элемент 2 сравнения, триггер Шмидта 3; и триггерных элементов 4, п релейных элементов 5, триггер 6 п+1 с силовым выходом, сумматор 7 и объект 8 регулирования, Сущность изобретения заключается в удачной органиэации автоколебательной системы за счет введения и+1 параллельных цепей и гистерезисом различной ширины. 3 ил.Изобретение относится к системам автоматического регулирования релейно-импульсного типа, предназначено для стабилизации возмущаемых динамических объектов регулирования и может быть использовано в автономных источниках питания, например стабилизации напряжения синхронного генератора.Цель изобретения - повышение точности работы системы под нагрузкой.На фиг. 1 показана структурная схема системы автоматического регулирования; на фиг, 2 - схема триггерных элементов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы триггерных элементов,Система автоматического регулирования (фиг, 1) содержит генератор 1 пилообразного напряжения, элемент 2 сравнения, триггер Шмидта 3, и триггерных элементов 41-4 и релейных элементов 51 - 5 триггер бп+1 с силовым выходом, сумматор 7 и объект 8 регулирования.Триггерный элемент 4 (фиг, 2) содержит первый 9 и второй 10 одновибраторы, первый 11 и второй 12 О-триггеры и В 5-триггер 13.Генератор 1 пилообразного напряжения представляет собой генератор импульсов линейно изменяющегося напряжения, введение которого обусловлено следующим.В системе автоматического регулирования, содержащей релейный элемент с петлей гистереэиса, в основном контуре управления присущи автоколебания, амплитуда Ааат которых зависит от уровня переключений управляющего воздействия на объект 8 регулирования и может быть недопустимо большой, частота - от динамических свойств линейной части системы, а форма автоколебаний - от скважности работы релейного элемента.С целью подавления собственной частоты автоколебаний в систему вводят генератор 1 линейно изменяющегося напряжения с параметрами 1 тл, Огл, обеспечивается режим захвата, который наступит, если1 тл = (3 - 4)Юавт,Огл Оавт,Наброс (сброс) нагрузки в такой системе приводит к изменению скважности и, как следствие, формы автоколебаний при постоянной их частоте с необходимой амплитудой.Учитывая, что триггер бл+1 есть тиристорный триггер (симметричный, несимметричный), то с целью исключения его срывов коммутации необходимо накладывать ограничения на скважность входного сигнала, т.е. необходимо вводить с помощью и триг 51015 20. выходом, что подтверждается формулой25 Р - П - 1 сп Р Пу - " ----- П,+1,с п 30 35 40 45 50 55 герных устройств е нужное время дополнительные управляющие воздействия, что автоматически вызывает изменение скважности работы триггера ба+1 с силовым выходом в сторону удаления от критического состояния, характеризующего возможн ы й срыв коммутации последнего.Границы изменения скважности работы триггера бл+1 с силовым выходом в пределах периода автоколебаний Таат, задаваемые с помощью п,триггерных элементов 4, реализующих и двухпозиционных несимметричных релейных характеристик с гистерезисом, должны быть смещены одна относительно другой с целью раздельного срабатывания триггерных устройств. Совокупность и триггерных элементов 4 и п релейных элементов 5 реализует регулируемый неполный приток, величина которого всецело зависит от нагрузки системы, Чем больше нагрузка, тем больше будет введен неполный приток с целью поддержания скважности работы триггера 6,1 с силовым где Г - нагрузка (внешнее возмущающее воздействие);с/и - величина ограничения сигнала на выходе одного любого из релейных элементов 5 г 5 п;сч - число задействованных в работе триггерных элементов 4 у- скважность работы триггера 6 п+1.В целом корректирующее звено системы автоматического регулирования реализует релейно-импульсное устройство, вырабатывающее управляющее воздействие0 + т 1где рсо - медленно меняющаяся составляющая, где реализовано квантование по уровню;р 1 - быстроменяющэяся составляющая, где реализовано квантование по времени (широтно-импульсная модуляция),Релейно-импульсный регулятор, лежащий по своим свойствам между релейным и широтно-импульсным регуляторами, приближается к цифровому регулятору, При этом он исключает срыв коммутации триггерного элемента и обеспечивает квазистатическую внешнюю характеристику объекта регулирования.Триггерный элемент 4 (фиг. 3) реализует релейную несимметричную характеристику с петлей гистерезиса, ширина которой определяется выражением6 - (Й - ф)Тает, 1672414Система автоматического регулирования работает следующим образом.Пусть в системе (фиг. 1) существуют устойчивые автоколебания. При этом на прямые входы триггерных элементов 4 и 5 прямой вход триггера бп+1 с силовым выходом поступает прямая периодическая последовательность импульсов длительностью симл с постоянным периодом Тавт, а на обратные входы триггерных элементов 4 и 10 инверсный вход триггера бп+1 с силовым выходом поступает их обратная последовательность.Длительность импульсов прямой последовательности при этом лежит в одном из 15 пределов (4 %)Тает, Где я,ф - коэффициенты уставок ширины петли гистерезиса соответственно триггерных элементов 4, где = 1, 2 п,а ) 3;0,51; 30 5. При этом на вход объекта 8 регулирования по ступает суммарное управляющее воздействие, включающее выходной сигнал триггера 5 л+1 с силовым выходом и выходные сигналы тех релейных элементов 5 и, на входах которых имеются управляющие сигналы с 25 соответствующих триггерных элементов 4. При уменьшении нагрузки(внешнего возмущающего воздействия) число работающих триггерных элементов 4 уменьшится, а значит, уменьшится управляющее воздействие З 0 на объект 8 регулирования. При увеличении нагрузки (внешнего возмущающего воздействия) число работающих триггерных элементов 4 увеличится и увеличится управляющее воздействие. Так как при этом З 5 автоматически меняется ширина релсиной характеристики, то значение скважности работы триггера 6,.1 с силовым выходом, являясь максимальным. не достигает критического значения, чем обеспечиваегся надежная устойчивость системы в переходном режиме и квазиастатизм в установившемся режиме,Формула изобретения Система автоматического регулирования, содержащая объект регулирования, выход которого является выходом системы и соединен с вычитающим входом элемента сравнения, первый суммирующий вход которого является входом системы, генератор пилообразного напряжения, триггер с силовым выходом, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом объекта регулирования, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности работы под нагрузкой, она дополнительно содержит триггер Шмидта, п триггерных элементов и п релейных элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход генератора пилообразного напряжения соединен с вторым суммирующим входом элемента сравнения. выход которого соединен с входом триггера Шмидта, прямой и инверсный выходы которого соединены с соответствующими входами триггера и гиловым выходом триггерных элементов, выходы которых соединен с входами соответствующих релейных элементов.1672414 С С Ь Ь 40 М И 12 Составитель В,КирсановКозориз Техред М.Моргентал Корректор Т,Пож Редактор А каз 28 ВНИИ ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,9 Тираж 452 ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5