Экстремальный регулятор с широтно-импульсным модулирующим воздействием

П НИЕ ЗОБ РЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистическихопубли Зависи детельст т авт Заявлено с присоед 1 Л"1,1968 ( 18-24 л. 21 с, 46/50 и-нением за Приорите МПК б 05 ДК 621,3.078(088.8) Комитет по деламбретвиий и открытийи Совете йииистравСССР убликовано 09,.1970. Бюллетень1та опубликования описания 1 Л 11.1970 Авторыизобретени. А. Левинсон,Ялышев и В, И енко твенный научно-исследовательский инстит ческого приборостроения су лоэнергетивител ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ МОДУЛИРУЮЩИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМи объекта на модулирующее сигнала реаквоздействие. Э 1 мсистема содержит источник о сигнала Х, исполнитель, обеспечивающее воздейстрегулирования 3 и устройстее среднюю составляющую рем альная улирующег тройство ,; объект выделяющ ное у вие Х во 4,Данное предложение относится к автоматике, а именно - к технике автоматического регулирования различных технологических процессов, может быть использовано при создании систем оптимизации объектов теплоэнергетики, химии, черной и цветной металлургии и др.Известны экстремальные регуляторы с широтно-импульсным модулирующим воздействием, содержащие развязывающий усилитель со входной дифференцирующей цепью и исполнительное устройство.Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем между выходом развязывающего усилителя и входом исполнительного устроиства установлены два параллельно включенных пиковых детектора, диоды которых включены разнополярно.Это позволяег упростить регулятор и повысить точность поддержания экстремума,На фиг. 1 изображена структурная схема экстремальной системы; на фиг. 2 - схема экстремального регулятора; на фиг, 3 поясняется принцип действия регулятора. Модулирующии сигнал источника 1 с по стоянной скважностью, не равной 0,5, сложенный с основным управляющим сигналом ис.полнительного устройства 2, воздействует на управляемый вход объекта регулирования 3, имеющего экстремальную характеристику, 10 Объект, реагируя на модулирующее воздействие, дает на выходе соответствующий сигнал реакции Хр в виде переменной составляющей, амплитуда которой определяется крутизной статической характеристики в данной точке, а 15 скважность - знаком крутизны статическойхарактеристики объекта. Величина средней составляющей Х,р, выделенной устройством 4 из сигнала реакции, определяется выбранными начальными параметрами модулирующего 20 сигнала - амплитудой и скважностью, а также крутизной статической характеристики объекта в данной точке. Знак средней составляющей соответствует знаку крутизны статической харакгеристики, Таким образом, сиг нал средней составляющей несет информациюо величине и направлении отклонения от экстремума, Сигнал основного управляющего воздействия формируется исполнительным устройством 2 по интегральному закону, причем ЗО знак и скорость этого воздействия определя 2652245 10 50 55 60 ются знаком и величиной средней составляющей.Если регулируемый параметр соответствуег уровню экстремальной точки, сигнал на выходе устройства 4 отсутствует, а скорость управляющего действия равна, нулю.При отклонении регулируемого параметра в любую сторону от указанного равновесного состояния (начальные условия или возмущения) на выходе устройства 4 появляется сигнал, знак которого соответствует направлению отклонения, а амплитуда пропорциональна крутизне статической характеристики, т, е.величине отклонения, На выходе устройства 2 при этом вырабатывается сигнал основного управляющего воздействия, скорость изменения которого пропорциональна величине средней составляющей, а знак соответствует направлению движения к равновесной точке. В результате этого регулируемый параметр вновь стремится к уровню, соответствующему экстремальной точке, причем скорость основного управляющего воздействия уменьшается до нуля по мере приближения к экстремуму.Схема, с помощью которой из выходного сигнала объекта выделяется импульсный сигнал реакции на модулирующее воздействие, представляет собой дифференцирующую КС- цепь, включенную на входе развязывающего усилителя 5, как это показано на фиг, 2. Поскольку частота следования импульсов сигнала реакции объекта на модулирующее воздействие значительно превышает скорость изменения сигнала реакции объекта на основное управляющее воздействие, выбором постоянной времени дифференцирующей цепи сравнительно просто обеспечивается выделение импульсного сигнала реакции объекта на модулирующее воздействие при отфильтровывании постоянной составляющей реакции объекта на основное управляющее воздействие,Поскольку в качестве модулирующего воздействия используется периодическая последовательность импульсов (положительных или отрицательных или их комбинации) с постоянными амплитудой, длительностью и периодом следования, причем длительность импульсов не равна половине периода их следования, то, независимо от вида выбранного модулирующего сигнала и крутизны статической характеристики объекта регулирования в любой точке (кроме экстремума, где крутизна равна нулю), сигнал реакции на модулирующее воздействие представляет собой периодический разнополярный импульсный сигнал с равными площадями положительных и отрицательных импульсов, т. е. такой сигнал, в котором не содержится средней составляющей, а отношение амплитуд импульсов различной полярности обратно пропорционально их дли 15 20 25 30 35 40 45 тельности. Таким образом, в разности амплитуд положительных и отрицательных импульсов сигнала реакции заключена информация о состоянии объекта регулирования, а именно: модуль разности амплитуд соответствуег величине отклонения оегулируемого параметра от экстремального значения, а знак разности - направлению отклонения от экстремума.Аналоговый сигнал, пропорциональный разности амплитуд импульсов сигнала реакции, формируется с помощью работающих раздельно на каждую полярность импульсов пиковых детекторов, ссстоящих из диодов Д, и Д и соответствующих фильтрующих цепочек Р,С 1, ЯС (фиг. 2). Разностный сигнал, снимаемый с резисторов Р, и Я., является выходным сигналом экстремального регулятора и может быть непосредственно использован в качестве основного управляющего воздействия. В регуляторе это воздействие подается на исполнительное устройство о - интегрирующий усилитель, - который обеспечивает астатический режим регулирования и более высокую точность установления экстрвмума регулируемого параметра,Следует отметить, что используемый для удобства рассмотрения работы системы широтно-импульсньй модулирующий (ШИМ) сигнал является частным видом модулирую. щего воздействия. В этом частном случае разность амплитуд импульсов сигнала реакции может рассматриваться как величина, пропорциональная средней составляющей ШИМ сигнала, которая используется в качестве информации о состоянии объекта регулирова. пия.Б этом регуляторе информации об отклонении регулируемого параметра от экстремального значения содержится в разности амплитуд разнополярных импульсов сигнала реакции на модулирующее воздействие, что не требует синхронного детектирования результата выходной реакции объекта на модулирующее воздействие. Предмет изобретения Экстремальный регулятор с широтно-импульсным модулирующим воздействием, со. держащий развязывающий усилитель со входной дифференцирующей цепью и исполнительное устройство, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы регулятора и повышения точности поддержания экстремума, в нем между выходом развязывающего усилителя и входом исполнительного устройства установлены два параллельно включенных пиковых детектора, причем диоды детекторов включены разнополярно.265224ФигСоставитель И. Н. Шувалова Редактор Б. Б. Федотов Техред А, А, Камышникова Корректор Л. С. Веденеев Заказ 1743/2 Тираж 480 Подписное Ц 11 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5пография, пр. Сапунова, 2