Система подчиненного регулирования

(5 Н С 11 14 ГОСУДАРСПО ДЕЛ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬЮТ(21) (22) (46) (71) юл, М. 2 полите ический инс сомол С 9 ство 02, 1 фицир мета .10 р ннь л ргии.1 и ИНЕННОГО РЕГУЛИ(57) Изобретениавтоматизации пэлектроприводом ания, 3 ил. ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИ 3810176/24-2405.11.8415.06.86, БЧелябинскийтитут им. Ленинского ко(56) Авторское свидетелМф 842722, кл, С 05 В 23Гарнов В.К. и др. Унсистемы автоуправленияМ.: Металлургия, 1971,относится к областиоцессов управленияи предназначено для автоматизации технологических процессов. Целью изобретения является повышение помехозащищенности системы подчиненного регулирования, Система содержит три сумматора, два интегратора, четыре релейных элемента, два делителя частоты, объект регулирования,два датчика, генератор, два фильтра,силовой преобразователь, кабельнуюлинию связи, задатчик, блок управления и блок датчиков. Сущность изобретения заключается во взаимной синхронизации частот несущих колебаний контуров регулирования, передаваемых пооднопроводной кабельной линии связи,что увеличиваетпомехозащищенностьсистемы подчиненного регулиро Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и предназначено для автоматизации технологических процессов,Цель изобретения - увеличение помехозащищенности системы подчиненногорегулирования,На фиг,1 представлена фуцкциональНая схема системы подчиненного регулирования, ОУказанная схема содержит первый 1,второй 2 и третий 3 сумматоры, первый4 и второй 5 интеграторы, первый 6,второй 7, третий 8 и четвертый 9 релейные элементы, первый 10 и второй11 делители частоты, объект 12 регулкрования, первый 13 и второй 14 датчики, генератор 15, первый 16 и второй 17 Фильтры, силовой преобразователь 18, кабедьную линию 19 связи,эадатчик 20, блок 21 управления иблок 22 датчиков.Первый 6 и второйрелейные элементы выполнены с симметричными относительно нуля порогами переключения 25и неинвертирующей характеристикой,Четвертый 9 релекный элемент вьполнен с нулевым значением порогов переключения и неинвертирующей характеристикой. Первый О и второй 11 де- Золители частоты имеют коэффициент деления 2, а их выходной сигнал меняется дискретно в предепахЛ. Силовой преобразователь 18 выполняетфункции широтно-импульсного усилителя мощности для питания объекта 12регулирования, Третий 8 релейный элемент имеет два входа", информационньй,подключенный к выходу кабельной линии 19, и установочный, соединенный. с выходом четвертого 9 релейного элемента.Наличие импульса на выходе четвертого 9 релейного элемента приводит ксмещению порогов переключения третье-го 8 релейного. элемента на величину,пропорциональную амплитуде сигналана установочном входе. На Фиг.2 приведен пример реализации третьего 8 релейного элемента, где 23 - операционный усилитель, а пример реализации первого 13 к второго 1 ч датчиков показан на фиг.3.Каждый датчкк содержит блок 24 модулятор - демодулятор, сумматор 25, интегратор 26, релейный элемент 27 и генератор 28 несущей частоты. Устройство работает следующим образом,При отсутствии сигнала задания на входе сумматора 1 первый релейный элемент б, имеющий симметричные относкгельно нулевого уровня гороги перекл 1 очеция В, совершает цикл переключений, прк котором среднее значение его выходного сигнала равно нулю.Сигнал па выходе гервого интегратора ч имеет форму симмеричной пклы со средним за период Т, цулевьп значением постоянной составляющей.Наличие сигнала на входе первого сумматораприводит к изменению скважности импульсов на выходе первого релейного элемента б. В один из полупериодов автоколебаний темп на - растанияразвертки определяется разностью входного и выходного сигналов автоколебательного каскада, и в другой полупериод зависит от суммы этих сигналов, В результате за гериод автоколебаний постоянная составляющая выходного сигнала первого релейцого элемента 6 устанавливается пропорциональной уровню воздействия на входе первого сумматора 1. Принцип действияследующего тракта ацалогичец указанному.Задатчик 20 входного сигнала определяет темп разгона (торможения) объекта 12 регулирования.Первый 16 и второй 17 фильтры предназначены для подавления несущих колебаний соответствующих каскадов сис. еьпп,С помощью первого 13 и второго датчиков происходит потенциальное разделение, усиление и преобразование в широтно-импульсный сигнал регулкруемъг координат объекта 12 регулирования. Прк этом первый 13 датчкк выполняет функции датчика тока, а второй 14 датчик - функции датчика скорости объекта 12 регулировацкя.Генератор 15 служит для формирования сигналов несущей частоты к имеет два выхода, сигналы которых синхронизированы, идентичны по форме (сигнал типа меандра), но отличаются по частоте. В дальнейшем полагаем, что частота несущих колебаний второго датчика 14 превьппает частоту несущих колебаний первого датчика 13.Кроме того, на амплитуду выходных сигналов первого 13 и вторсго 1 Й датчиков накладывается ограничение, зак1238024 лючающееся в том, что амплитуда выходного сигнала второго датчика 14 должна быть меньше амплитуды выходного сигнала первого датчика 13 (минимум в два раза).5При отсутствии сигнала на выходе объекта 12 регулирования постоянная составляющая импульсов на выходе первого 13 и второго 14 датчиков равна нулю. Наличие сигнала на выходе объ екта 12 регулирования влечет за собой изменение скважности импульсов на выходе первого 13 и второго 14 датчиков. На вход однопроводной кабельной линии 19 подается выходной широтно- импульсный сигнал первого датчика 13, модулированный по амплитуде выходным широтно-импульсным сигналом второго . датчика 14. Четвертый 9 релейный элемент имеет нулевое значение порогов переключения, а его выходной сигнал не изменяется по амплитуде и меняется только по знаку. Переключение четвертого 9 релейного элемента осуществляется сигналом с выхода третьего 3 д сумматора Х (С) в моменты времени изменения его знаков. В результате на выходе четвертого 9 релейного элемента формируется сигнал У(й), который полностью повторяет форму выходного сигнала первого 13 датчика.1 Третий 8 релейный элемент в исходном состоянии имеет нулевой уровень порогов переключения. Его информационный вход подключен к выходу третьего 3 сумматора, а установочный вход - к выходу четвертого 9 релейного элемента. Под действием импульсов У (г.) пороговый уровень с третьего 8 релейного элемента смещается на величину, 40 соответствующую амплитуде сигнала У, что обеспечивает возможность управления моментами переключения третьего 8 релейного элемента.Таким образом, в предлагаемой системе передача сигналов обратной связи осуществляется по одному проводу кабеля связи, а их разделение на сос тавляющие производится с помощью третьего 8 и четвертого 9 репейных эле ментов. Это позволяет уменьшить экономическое затраты при создании системы путем сокращения числа проводников кабельной линии, а также полностью исключить влияние помех, наводимых 55 в контуре обратной связи, Введение. в устройство второго 8 и третьего 9 релейных элементов улучшает помехоустой 4чивость системы регулирования. Кроме того, передача выходных сигналов первого 13 и второго 14 датчиков по одному проводу приводит к тому, что оба полезных носителя информации подвергаются воздействию одного и того же по- мехового сигнала, что в значительной степени облегчает борьбу с ним и позволяет получить оптимальные характеристики системы.Первый 10 и второй 11 делители частоты имеют идентичный принцип действия и функциональное назначение. Они предназначены для формирования сигнала несущей частоты автоколебательных каскадов системы, который синхронизирован с полезной составляющей сигналов обратных связей. Первый 10 и второй 11 делители частоты имеют одинаковые коэффициенты деления (2,0) и преобразуют выходные сигналы третьего 8, четвертого 9 релейных элементов в сигналы типа меандра со средним нулевым значением и периодом, в два раза превьппающим период выходных импульсов третьего 8 и четвертого 9 релейных элементов. С помощью выходных сигналов первого 10 и второго 11 де" лителей частоты автоколебательные каскады системы переводятся из режима колебаний с частотно-широтно-импульсной модуляцией в режим внешней синхронизации с постоянным периодом дискретизации выходных импульсов.Введение в систему первого 10 и второго 11 делителей частоты позволяет исключить ошибки замедленной дискретизации автоколебательных каскадов, которые могут возникнуть в подобных системах в области малых значений сигналов управления, когда частотно-широтно-импульсная модуляция имеет свойства, близкие к показателям широтно-импульсной модуляции. Кроме того, в предлагаемой системе сигналы несущей частоты всех контуров регулирования строго синхронизированы.В этих условиях оказывается принципиально невозможным появление ошибок замедленной дискретизации, свойственных системам с произвольно выбираемыми частотами несущих колебаний отдельных трактов СПР. Следовательно, система отличается повьппенной помехоустойчивостью,Для обеспечения высокой помехоустойчивости системы блок 22 датчиков должен располагаться в непосредствен 1238024ной близости от объекта 12 регулирования, а звенья, входящие в состав блока 21 управления, необходимо располагать в одном шкафу управления с силовым преобразователем 18.Таким образом, данное устройство позволяет исключить влияние на работу системы помех, поступающих через 1 О кабель связи контуров обратной связи системы; осуществить взаимную синхронизацию частот несущих колебаний всех контуров регулирования и ликвидировать ошибки преобразования управляю щих воздействий, свойственных явлению замедленной дискретизации динамических сигналов; реализовать передачу сигналов обратной связи по однопроводной кабельной линии связи и ро исключить тем самым .их взаимное алияние, что имеет место в многопроводных кабельных линиях при передаче импульсных сигналов.25Формула изобретенияСистема подчиненного регулирования, содержащая задатчик входного сигнала, соединенный с входом нерво-ЗО го сумматора, второй сумматор, силовой преобразователь, соедине с входом объекта регулирован";я, г:., ходы которого соединены соотве;,ст :;нно с первым и вторым датчиками, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения помехозащищенности системы, внее дополнительно введены два интегратора, два фильтра, четыре релейных элемента, два делителя частоты, генератор, кабельная линия и третий сумматор, входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго датчиков, а выход через кабельную линию - с входами третьего и четвертого репейных элементов, выход четвертого релейного элемента соединен с управляющим входом третьего релейного элемента, с входом второго сумматораи через последовательно включенные втором делитель частоты, второй сумматор, второй интегратор, второй релейнь.й элемент и второй фильтр - с входом, силового преобразователя, выход третьего релейного элемента соеди. в .;.н с вторым входом первого сумматора и через пос - ледовательно соединенные первый делитель частоты, первык сумматор, первый интегратор, первый релейный элемент и первьГГ фильтр - с третьим входом второго сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом второго релейного элемента, четвертый вход первого сумматора соединен с выходом первого релейного элемента, а 1 вторые входы первого и второго датчиков соединены с соответствующими выходами генератора.32 Я 9/ д 7 Тираж 836 ВНИИПИ Государственного ко по делам иаобретений и 13035, Иосква, Лр Ра.Подписно .1 итета ССГ открьтий ая наб Зака д. ,/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,.хтород, ул.Проектная,