Цифровой регулятор

Союз СоветскикСоциалистическимиРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 892403(23) П риорнтет Опубликовано 23, 12,81.бюллетень М 47 ао делам изебретеиий и еткрытий(088 8) Дата опубликования описания 25.12,81(54) ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для формирования нелинейного законауправления в системах автоматического управления.По основному авт. св. М 732810 известен цифровой регулятор, содержащийпреобразователь входного сигнала, входкоторого соединен с выходом датчикасигнала, первый выход - с первым входом первого элемента И, а выход второ 10го элемента И подключен через триггерко входу усилителя, а также блок переклопения управляющего сигнала, генераторсчетчик, элемент фиксации переполнения15счетчика, арифметический блок и формирователь сигнала перезаписи, первый вход которого соединен со вторым выходом преобразователя входного сигнала, с первыми входами арифметического блока и блока переключения управляющего сигнала, .второй вход - с третьим выходом преоб.разователя вхрдного сигнала, а выходс первым входом второго элемента И,2второй вход блока переключения управляющего сигнала подключен к выходу ариф-, метического блока, третий вход - через элемент фиксации переполнения счетчика к первому, выходу счетчика, а выходко второму входу второго элемента И, второй вь 1 ход и вход счетчика соединены соответственно со вторым входом арифметического блока и с выходом первого элемента И, ко второму входу которого подключен выход генератора 11.Однакс в этом регуляторе производится преобразование входного сигнала даъ. чика системы регулирования в пропорционально-дифференциальный сигнал. отклоне ния от номинала задания, который формирует выходной сигнал регулятора по ре лейному закону, что ограничивает использование регулятора только автоколебательными системами управления.Цель изобретения - расширение области применения регулятора.Указанная цель достигается тем, что в регулятор введены первый и второй(когда счетчик 4 не переполняется). Возможны несколько типов формируемых выходных функций.1) Регулятор формирует релейный выходной сигнал с зоной нечувствительностиа) без введения производной в законрегулирования; при этом алгоритм работырегулятора можно записать регистры и блок управления регистрами,первый вход которого соединен со вторымвыходом преобразователя входных сигналов, второй и третий входы - соответственно с вторым и третьим выходамиарифметического блока, а первый и второй выходы - соответственно к входампервого и второго регистров, выходы которых подключены соответственно к етьтр ему и четвертому входам арифметического блдкаНа чертеже представлена функциональная схема цифрового регулятора. Регулятор содержит преобразователь 1входных сигналов, генератор 2, первыйФэлемент И 3, счетчик 4, элемент 5 фиксации переполнения счетчика, арифметический блок 6, блок 7 переключения управляющего сигнала, формирователь 8 сигналаперезаписи, триггер 9, усилитель 10,второй элемент И 11, датчик 12 сигнала, вход 13 преобразователя входныхсигналов, первый 14, второй 15 и третий 16 выходы преобразователя входныхсигналов, первый 17 и второй 18 регистры, блок 19 управления регистрами,второй 20 и третий 21- выходы арифметического блокаРегулятор работает следующим образом.На первом выходе 14 преобразователя1 входного сигнала выделяется сигналразности между длительностью сигналазадания режима регулирования и периодомдатчика 12 сигнала. На втором выходе 15преобразователя 1 формируется сигнал .знака отклонения регулируемой величиныот .заданного значения.На третьем выходе 16 преобразователя 1 формируется сигнал такта работыцифрового регулятора, определяемый частотой входных импульсов,На втором 20 и третьем 21 выходахарифметического блока формируются сити го = й Уопт)ст пт)1 сьт со т)УЬ 1 пт СЬ,ЬУИО, ал на выходе усилите, пои Ч1) - си 25 М ходной сигналтерезиса, Алсать (напри клонения иа из регисттво.егулируемойстарта и тчик 4 перент 5 фиксай сигнал науправляютолько в улируемойвыход 15 СОУЕ"-Гф-ГЬТ Уьа,яи,темы ания ал знака первой разности отактовый сигнал передачи кодов в арифметическое уотройсПри большом откдонении рвеличины от заданной (режиммены уровней задании) счеолняется, срабатывает элемеии перепопнения счетчика иыходе блока 7 переключенияшего сигнала вырабатываетсяункции знака отклонения регвеличины от номинала (второйпреобразователя 1 ).П р и м е р 1. Движениерегулирования около номинала, пии УЩтиь пт) и, ьтс тс" у"пт)саит)1, ьт о и Щ - цифровое значение пропорциональной составляющей за - кона управления в о -номцикле;Ъ И - цифровое значение дифферренциальной составляющейзакона управления в )ном цикле;АТ - знак отклонения от номинала задания;Ь - код в регистре зоньрелейного элемента;- код в регистре зоны Ъредейного элемента. Регулятор формирует релейный выс петлей опережающего гисгоритм работы можно запимер, только для сл ая б ) учРЯи ЬЬТ О;ситссо,ьтьо ии(опт).Ь"сь,ьтио;Уьпт) Ъо, ьт и о игде ьТ, ьТ, - временные интервалы, характеризующие разность между длительностью сигнала задания номинала То и периодом сигнала входного датчика Тп)Тв 1 - 1-вом и тпт в и -ном циклах, звзятые без учета знака отклонения,Выражения (1), (2) и (3), показывают необходимость введения сигналов ьТи ЬЬТ в блок управления зонами Ьи Ьрелейного элемента, 1 ФП р и м е р 2. Формирование законарегулирования в случае третьего выходапреобразователя входных сигналов в соответствии с уравнениями (2). Пусть в некоторый момент времени на вход преобразователя 1 входного сигнала поступаетсигнал с датчика 12. На первом выходе14 преобразователя 1 входного сигналачерез интервал времениопределяемыйдлительностью сигнала задания номинала, 20вьщеляется сигнал разности между длительностью сигнала задания номинала ипериодом сигнала датчика 12. Производялогическе перемножение сигнала с выхода 14 и сигнала с генератора,2 посредством первого элемента И 3, в сетчике 4получаем цифровое значение отклонения регулируемой вепичины от номинала ЬТк Э,ДКод числаЬТх 1,. Д передается из счетчика 4 в арифметический блок 6, в кото- зфром производятся операции по алгоритмууравнения (2), причем коды зон Ь" и Ьрелейного элемента тактовым сигналом свыхода 21 арифметического блока, черезблок 19 управления регистрами, запрашива-Зются из регистров 17 и 18. При этом взависимости от сигнала знака отклоненияот номинала с выхода 15 (и сигнала знака первой разности с выхода 20 при гистерезисе) блок 19 управления регистрами передает в арифметический блок 6код либо из регистра 17, либо - 18. Поскольку счетчик 4 не был переполнен,сигнал на выходе блока 7 переключенияуправляющего сигнала вырабатывается в Фффункции выходного сигнала арифметическо: го блока 6, являющегосч результатом вычисления по алгоритму уравнений (2 ).Если в данном цикле вычисления закона управления отклонения ЬТ и АТ,1 имеют один и тот же знак, т.е. сигнал с выхода 15;преобразователя 1 не изменяется, сигнал (тактовый импульс) с третьего выхода 16 преобразователя 1 проходит через формирователь сигнала перезаписи 8, разрешая изменения (подтверждение) состояния триггера 9 (устройства запоминания на такт) согласно сигналу с блока 7 переключения управляющего сигнала, В этом случае триггер 9 необходимо рассматривать как триггер с тремя устойчивыми состояниями.Изобретение может использоваться не только в автоколебательных системах, но и в системах непрерывного регулирования, позволяя устранить ряд серьезных недостатков, что дает определенный технико-экономический эффект.формула изобретенияЦифровой регулятор по авт, св. % 732810, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения области применения регулятора, в него введены первый и второй регистры и блок управления регистрами, первый вход которого соединен со вторым выходом преобразователя входных сигналов, второй и третий входы - соответственно со вторым и третьим выходами арифметического блока, а первый и второй выходы - соответственно к входам первого и второго регистров, выходы которых подключены .соответственно к третьему и четвертому входам арифметического блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 1 7.32810, кл. 4 05 В 11/26 1977892403 Составитель С. Дунаевактср И. Юрковецкий Техред Ж. Кастедевич Коррек Синицка 943 П Патент",л. Проектная,Филиал жгср 11254/70 Т ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москрственногообретенийа, Ж, Подписное комитета СССР открытий аушская наб., д. 4/5