Регулятор

О П И С А Н И Е830299ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ Сфез СеаетсиикСоциапистичесиикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заивлеио 13,07.79 (21) 279879318-24 (51)М Кд 6 05 В 1/14 с присоединением заявки РЙ(23) ВоударотеоннЫ квинтет СССР оо делан нзобретеннй н откритнйДата опубликования описаии 15,05.81 Я. И. Онацкий, А. П. Пашкевич н ф. В, Фурман(71) Заявитель Минский радиотехнический инстит(54) РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к автомати ческому регулированию и может быть применено для управленйя электрическими приводами.Известен оптимальный регулятор, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения,.вычислительное устройство, релейный элемент и объект управления, выход последнего подключен ко второму входу элемента сравнения 11.10Недостатком данного регулятора является наличие в замкнутом контуре релейного элемента, что приводит к потере устойчивости и возникновению15 в окрестности положения равновесия автоколеб аний.Известен также регулятор, содержащий формирователь ошибки, выход которого соединен с сумматором непосредственно и через дифференциатор, трехпозиционный репейный элемент с премой характеристикой, вход которого связан с выходом сумматора, а 2выход с выходной схемой, и с запре" щающнм входом первого запирающего вентиля, модулятор, его выход через второй запирающий вентиль подключен к выходной схеме, элемент ИЛИ, соединенный с запрещающим входом второго запирающего вентиля, исполнительный механизм с регулирующим органом, вход которого связан с выходом выходной схемы,. а выход - с объектом регулирования, выход последнего подключен к формирователю ошибки 21.Недостатком этого регулятора является малая точность и низкое быстродействие. Это объясняется тем, что регулирование осуществляется только на основании информации о знаке и величине производной от ошибки.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регуляторсодержащий последовательно соединенные первый сумматор, элемент сравнения, усилитель, испол3 8302994нительный механизм и последовательно соединенные первый ключ, первыйи второй широтно-импульсные модуляторы, первый вход первого ключасоединен с первым входом первогосумматора, через ждущий мультивибратор - со вторым входом первого ключа,а через дифференциатор - со вторымвходом первого широтно-импульсногомодулятора, выход первого ключа соединен со вторым входом второго широтно-импульсного модулятора 13.Однако такой регулятор характеризуется недостаточной надежностьюопределяемой сложностью структуры,обусловленной наличием четырех нелинейных преобразователей амплитуды сигнала в длительность импульсовширотно-импульсных модуляторов),а также низким быстродействием, которое связано с тем, что управлениеосуществляется двигателемохваченным отрицательной обратной связью.Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия регулятора.Цель достигается тем, что регулятор содержит последовательно соединенные второй сумматор и элементреверса, выход которого соединен совторым входом первого сумматору, ипоследовательно соединенные триггери второй ключ, выход которого соединен со вторым входом элементасравнения, выходисполнительного механизма соединен со вторым входом второго ключа, вход и выход второгоширотно-импульсного модулятора соединены соответственно с первыми ивторыми входами второго сумматораи триггера, вход первого ключа соединен со вторым входом элементареверса. 50 55 Импульс с выхода модулятора 5 Формирует управление с учетом поКа чертеже пр: цставлена блок-схема предлагаемого регулятора.Регулятор содержит дифференциатор 1, ждущий мультивибратор 2, первый ключ 3, первый и второй широтно- импульсный модуляторы 4 и 5, первый сумматор 6, элемент 7 сравнения, усилитель 8, исполнительный механизм 9, второй сумматор 1 О, элемент 11 реверса, триггер 12 второй ключ 13, Первые входы модуляторов 4 и 5, соединенных последовательно, через ,первый ключ 3 подключены ко входам Дифференциатора 1, ждущего мультиЭибратора 2, первого сумматора 6 и элемента 11 реверса, Выходы мульти 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вибратора 4 и 5 соединены со входами второго сумматора 10 и входамитриггера 12, своим выходом подключенного ко входу второго ключа 13. Выход второго сумматора 10 через элемент 11 реверса, первый сумматор 6,элемент 7 сравнения и усилитель 8подключен ко входу исполнительногомеханизма 9, выход которого подключен ко второму входу элемента 7сравнения через второй ключ 13. Второй вход первого ключа 3 соединен свыходом ждущего мультивибратора 2, авыход дифференциатора 1 подключенко второму входу модулятора 4.функции, выполняемые отдельнымиструктурными элементами регулятора,заключаются в следующем, Дифференциатор 1 выделяет передний фронт скачказадающего воздействия и запускаетпервый модулятор 4. Ждущий мультивибратор 2 генерирует импульс, открывающий первый ключ 3. Широтно-импульсные модуляторы 4 и 5 совместнос сумматорами 6 и 10, элементом реверса 11 Формируют управляющее воздействие на входе замкнутой части системы. Триггер 12 управляет работойвторого ключа 13, замыкающего и размыкающего цепь отрицательной обратной связи с выхода исполнительногомеханизма 9 на второй вход элемента 7 сравнения.Регулятор работает следующим образом,По переднему фронту скачка задающего воздействия ждущий мультивибратор 2 открывает ключ 3, а дифференциатор 1 запускает модулятор 4, который формирует импульс положительнойполярностии длительность которогозависит от амплитуды задающего воздействия, Импульс. с выхода модулятора 4 поступает на триггер 12,устанавливая его в состояние "1",соответствующее размыканию ключа 15,а также через сумматор 10 - на входэлемента реверса 11. Модулятор 5запускается по заднему фронту импульса с выхода модулятора 4 и формируетимпульс отрицательной полярности,длительность которого также зависит от амплитуды задающего воздействия,через сумматор 10 поступает навход элемента 11 реверса, которыйРегулятор, содержащйй последовательно соединенные первый сумматор, элемент сравнения, усилитель, испол 5 83лярности задающего воздействия.Сигнал с выхода элемента 11 реверса через сумматор 6 и усилитель8 поступает на вход исполнительного механизма. По заднему фронту импульса с выхода модулятора 5 уста-.навливается триггер 12 в состояние"0", что соответствует. замыканиювторого ключа 13.Таким образом, управляющее воздей ствие на входе исполнительного механизма 9 имеет вид двух прямоугольных импульсов противоположной поцярности, длительность которых соответствует переходному процессу, оптимальному по времени. При медленно меняющихся входных воздействиях и послеокончания второго импульса оптимального управления на вход исполнительного,механизма поступает сигнал, пропорциональный ошибке,Использование предлагаемого регулятора для управления электроприводами, станков и механизмов позволяет значительно повысить их производительность. Исключение из устройства двух широтно-импульсных модуляторов позволяет повысить надеж -ность, упростить настрочку устройства и снизить:его стоимость на 4 Х.Применение предлагаемого регуляторапозволяет также сократить время.переходного процесса на 5-6 Х,Формула изобретения 0299 6нительный механизм и последовательносоединенные перВый ключ, первый и второй широтно-импульсные модуляторы,первый вход первого ключа соединенс первым входом первого сумматора,через ждущий мультивибратор - совторым входом первого ключа, а черездифференциатор " со вторым входомпервого широтно-импульсного модулято 10 ра, выход первого ключа соединенсо вторыи входом второго широтноимпульсного модулятора, о т л и "ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия и надежности,1,он содержит последовательно соединенные второй сумматор и элемент реверса,и последовательно соединенные триггер и второй ключ выход которогосоединен со вторым входои элементасравнения, выход исполнительногомеханизма соединен со вторым входоивторого ключа, вход и выход второгоширотно-импульсного модулятора соединены соответственно с первыми вход дами второго сумматора и триггераи вторыми входами второго сумматораи триггера вход первого ключа сое-,динен со вторым входои элемента реверса, выходом подключенного ковторому входу первого сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Павлов А. А. Синтез релейныхсистем оптимальных по быстродействию.Наука , 1966, с.742. Авторское свидетельство СССРУ 370584, кл. 6 05 В 11/261973.3. Авторское свидетельство СССРУ 331366, кл. 6 05 В 11/01, 1970830299 Составитель А, ЛещевРедактор М, Погориляк Техред Н.Келушак,Корректор В, Сини г. ужгород, уа. Проектная,"Патент Тираж 940рственного комитетм изобретений и ота, Ж, Раушская аказ 399/47 ВНИИПИ Госуд по дел 113035, МоскПодписное СССР ытий б.д. 4/5