Корректирующее устройство

ИС БРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ 307/24-246.852.86. Бюл. У 47кий радиотехнический инсти(21) 3905А цизионсхем.59-65.ССР1984. Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИ Горбачев,олаев. и Н.И.) 50 (088.8)56) Алексеенко А.Г., Коломбтародуб Г.И. Применение преых аналоговых интегральныхРадио и связь, 1981, с.Авторское свидетельство С1120276, кл. С 05 В 5/01,(54) КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к областиавтоматического регулирования и предназначено для улучшения динамическиххарактеристик систем автоматического регулирования. Целью изобретенияявляется повышение быстродействиякорректирующего устройства. Устройство содержит усилитель, блок определения модуля, блок умножения, двапиковых детектора, управляемый делитель напряжения, два сумматора, сигнум-реле, нуль-орган, компаратор,формирователь импульсов и элемент ИЛИ.Сущность изобретения заключается ввведении управляемого коэффициентаусиления, формирующего процесс коррекции. 3 ил.(ТР 1) Изобретение относится к автоматическому регулированию и предназначе но для улучшения динамических характеристик систем автоматического регулирования. 5Целью изобретения является повышение быстродействия корректирующего устройства.На фиг, 1 изображена блок-схема корректирующего устройства, на фиг,2 1 О и 3 " фазовые траектории, поясняющие его работу.Устройство (фиг.1) содержит усилитель 1, блок 2 определения модуля, блок 3 умножения, первый пиковый де тектор 4, управляемый делитель 5 напряжения, первый сумматор 6, сигнумреле 3 нуль-орган 8, второй сумматор 9, второй пиковый детектор 10, компаратор 11, формирователь 12 им пульсов и элемент ИЛИ 13. Выход блока умножения является выходом устройства.Управляемый делитель 5 напряжения в исходном состоянии обладает коэффициентом передачи а (Ош 1), При поступлении на первый управляющий вход управляемого делителя 5 напряже - ния каждого импульса с выхода нуль- органа 8 происходит увеличение его ЗО коэффициента передачи на ьш, и он становится равным ш + и, аш, где п, число поступивших импульсов. При поступлении на второй управляющий вход управляемого делителя 5 напряжения каждого импульса из формирователя 12 импульсов происходит уменьшение его коэффициента передачи на Ьш, и он становится равным ш + ихат - и ьт, где и - число поступивших ймпульсов. Реализуется управляемый делитель 5 напряжения на базе цифровых или аналоговых управляемыхаттенюаторов.Рассмотрим работу корректирующего устройства на фазовой плоскости (фиг.2 и 3) на примере системы второго порядка с передаточной функцией в (Ь) =1 + - 3 +-1 К Т Т Для первого случая характерно наличие двух фазовых траекторий в виде прямых, проходящих через начало координат с угловыми коэффициентами, равными корням характеристического уравнения (2)0;Л,0Во втором случае при 4 К Т Ь 1 фазовые траектории имеют вид скручивающихся спиралей.В исходном состоянии в системе включена отрицательная обратная связь. Начальная величина коэффициента передачи управляемого делителя 5 напряжения выбрана критической. Усилитель 1 усиливает входной сигнал корректирующего устройства, Блок 2 определения модуля преобразует выходной сигнал усилителя 1 к однополярному,В блоке 3 умножения происходит присвоение знака выходному сигналу блока 2 определения модуля. Начальные условия заданы на фазовой плоскости точкой И. Движение происходит по фазовой траектории ИЙ (фиг.2), Пиковый детектор 4 запоминает экстремальное значение входного сигнала Х корректирующего устройства Хо. В первом сумматоре 6 осуществляется сравнение текущего значения входного сигнала устройства с его запомненным экстремальным значением, преобразованным управляемым делителем 5 напряжения. Если коэффициент передачи управляемого делителя напряжения равен критическому, точка Й достижения равенства Х = т Хпринадлежит прямой с угловым коэффициентом.В точке с 1 происходит включение ПОС, и движение происходит по этой прямой. Система обладает при этом наибольшим быстродействием при отсутствии перерегулированиягде К = К К, (К, - коэффициент передачи объекта управления).Так как корректирующее устройство изменяет не только знак обратной связи, уравнения для положительной и отрицательной обратных связей Если происходит такое изменениепараметров системы управления, чтопервоначальный коэффициент передачиуправляемого делителя 5 напряжениявыше критического, то движение източки И происходит по спиралевиднойтраектории до точки а принадлежащей прямой с угловым коэффициентомС ( Лп 1, В точке а выполняетсяравенство Х = ш Х и включаетсяО 1 фПОС. Движение происходит до точкиХ, по участку гиперболы. Все этовремя выходной сигнал второго сумматора 9 возрастает по модулю и входные сигналы компаратора 11 равны.В точке Х выходной сигнал второгосумматора 9 достигает экстремума иначинает убывать по модулю, В этотмомент на выходе компаратора 11 появляется перепад напряжений, из которого формирователь 12 формируетимпульс сброса первого 4 и второго10 пиковых детекторов. Этот же импульс уменьшает коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения на дщ.После сброса первый 4 и второй10 пиковые детекторы запоминаюттекущие значения входного сигналаустройства и выходного сигнала вто -рого сумматора 9 соответственно,В системе включается ООС, и движение из точки Х в точку а , при -надлежащую прямой с угловым коэффициентом СпС происходитпо участку спиралевидной фазовойтраектории. В точке а вновь вклю 2чается ПОС, и процесс повторяетсядо тех пор, пока входной сигналкорректирующего устройства не станетравным нулю. При этом с каждым переключением происходит очередноеуменьшение коэффициента передачи управляемого делителя напряжения наып, что обеспечивает его пошаговоеприближение к критическому значениюдля изменившихся параметров системы,Для сравнения на фиг,2 штриховойлинией изображена фазовая траекторияпереходного процесса без изменениякоэффициента передачи управляемогоделителя напряжения,Если изменение параметров корректируемой системы происходит так, чтопервоначально установленный коэффициент передачи управляемого делителя 5 напряжения становится меньшекритического, фазовая траектория длякритического значения ш имеет вид,показанньй штриховой линией 14 (фиг. 3)При этом движение проходит по фазовой траектории 15.Начальные условия заданы точкойИ. В системе включена ООС, Движение происходит по спиралевидной фазовойтраектории. Пиковый детектор 4 запоминает экстремальное значение входного сигнала Х . При выполнении вО 1точке а принадлежащей прямои с угловым коэффициентом (С), равенства Х = ш Х происходит вклюО 1чение ПОС, Далее, до изменения знака Х, движение происходит по участку 1 О гиперболы.В точке Ь нуль-орган 8 вырабатывает импульс, обнуляющий первый 4и второй 10 пиковые детекторы и одновременно увеличивающий коэффициентпередачи управляемого делителянапряжения на ьш. В системе включается ООС, и движение происходит поспиралевидной фаэовой траектории.Первый пиковый детектор 4 запомина 2 о ет очередное экстремальное значениевходного сигнала Х,. В момент равенства Х = (гп + дгп) Х (точка а )происходит очередное включение ПОС.При этом точка а принадлежит пря 225 мой с угловым коэффициентом ССВ дальнейшем процесс повторяется, Происходит пошаговое приближение значения коьзффициента передачиуправляемого делителя 5 напряжения ЗО к его критическому значению, дляновых значений параметров системы.При этом быстродействие системыувеличивается. Для сравнения нафиг.З приведена фазовая траектория16 движения при неизменном значении п 1,Благодаря использованию управляемого делителя напряжения увеличивается быстродействие корректируемой системы при изменяющихся ее параметрах и обеспечивается в этих условиях переходный процесс, с каж - дым шагом приближающийся к процессу без перерегулирования, Отработку очередного воздействия при неизменных значениях параметров системы корректирующее устройство обеспечивает с наибольшим быстродействием и без перерегулирования.Формула из обретенияЕорректирующее устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель, блок определения модуля, блок умножения, последовательно соединенные второй сумматор, второй пи 3 12 ковый детектор, компаратор, формирователь импульсов, элемент ИЛИ,первый пиковый детектор и последовательно соединенные первый сумматор и сигнум-реле, выход которого подключен к второму входу блока умножения,причем второй вход первого сумматора соединен с выходами усилителя, нуль- органа, первыми входами первого пикового детектора и второго сумматора и входом устройства, выход нуль-органа подключен к второму входу элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ - к второму входу второго пикового детектора, второй вход второго сумматора Й. 78805соединен с выходом первого пиковогодетектора, а выход второго сумматораподключен к второму входу компаратора, выход блока умножения являетсявыходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введенуправляемый, целитель напряжения,выход которого подключен к первому 10 входу первого сумматора, информационный вход - к выходу первого пикового детектора, а. первый и второйуправляющие входы - соответственнок выходам нуль-органа и формирова теля импульсов.1278805 Составитель Б Техред М. Хода санов Корректор Л. П Редактор О. Юрковецка аказ б 83545 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Узгород,ул. Проектная,4 Тир ВНИИПИ Госуда по деламиз 13035, Москва, 836венногетений35, Ра Подписноекомитета СССРоткрытийская наб., д,