Частотно-импульсный регулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1278806С, 05 В 11/30 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН газинов эл 69 ССР 1984.(54) ЧАСТ (57) Изоб матически сигналом дулирован ких импул ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытий АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВ(56) Известия Ленинградскоготротехнического института,вып. 81, с. 187.Авторское свидетельствоУ 1096608, кл. С 05 В 11/30 ТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР етение относится к авторегуляторам, выходным оторых является серия моных по частоте электричесьсов, и может быть применено для регулирования различных процессов. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение перерегулирования, которая достигается введением второго интегратора, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого ключевых элементов, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ и блока абсолютных значений, введение которых с соответствующими функциональными связями позволяет уменьшить порог срабатывания несимметричных релейных элементов в моменты изменения полярности сигнала рассогО ласования на входе регулятора и формировать дополнительный управляющий сигнал, 2 ил.40 45 Изобретение относится к автоматическим регуляторам, выходным сигналом которых является серия модули"рованных по частоте электрическихимпульсов, и может быть примененодля регулирования различных процессов в теплоэнергетике и химии, втом числе при использовании в качестве исполнительных устройств механизмов с постоянной скоростью перемещения,Целью изобретения является повы"шение быстродействия и уменьшениеперерегулирования.На фиг.1 представлена функциональная схема частотно-импульсного регулятора, на фиг.2 - эпюры выходных напряжений отдельных блоковрегулятора при отработке управляющеФго воздействия,Регулятор содержит усилитель 1напряжения, интеграторы 2 и 3, несимметричные релейные элементы 4-7,элементы ИЛИ 8-12, одновибраторы13-17, усилители 18 и 19 мощностизадатчики 20 и 21 зоны нечувствительности, ключевые элементы 2228, блок 29 абсолютных значений иКЯ-триггер 30.Кроме того, на фиг. 1 ипринятые следующие обозначения: ПВхвходное напряжение регулятора, равное разности между заданным и действительным значениями регулируемого параметра; Б, - выходное напряжение усилителя 1; Б, - выходноенапряжение интегратора 2, П, и Бвыходные напряжения соответственнонесимметричных релейных элементов6 и 7ц и Б - выходные напряже 5 вния соответственно элементов ИЛИ 9и 12; Б и П - выходные напряжеВния соответственно усилителей 18 и19 мощности, Пз - выходное напряжение одновибратора 15, Бон У,выходные напряжения соответственнопервого и второго несимметричных релейных элементов 4 и 5; 3 и П13выходные напряжения соответствейноодновибраторов 13 и 14; П, - выходное напряжение ЕБ-триггера 30;Б, -выходное напряжение 29 блока абсолютных значений.Регулятор работает следующим образом,На вход регулятора поступаетсигнал Б ., равный разностИ междувхзаданным и действительным значениями регулируемого параметра, и усиливается усилителем 1, с выхода которого напряжение Б поступает на1входы интеграторов 2 и 3, а также на входы несимметричных релейных элементов 4 и 5, которые служат для определения знака рассогласования. В случае, если, например, сигнал рассогласования Б имеет положиЬхтельное значение, а усилитель 1 осуществляет усиление сигнала без его инвертирования, на выходе несимметричного релейного элемента 4 имеется постоянное напряжение положительной полярности, а навыходе релейного элемента 5 сигнал равен О. Сигнал О, интегрируется и инвертируется интеграторами 2 и 3, С выхода интегратора 2 сигнал У поступаЯет на входы несимметричных релейных элементов 6 и 7 Величина зоны нечувствительности последних определяется величиной напряжения на ихуправляющих входах и может изменяться в зависимости от состояния ключевых элементов 24-27. Принимают заисходное состояние схемы при попожительной полярности сигнала рассогласования 131 и при отсутствии сигнала У,4 на управляющих входах указанных ключевых элементов. Ключевые элементы 24 и 25 в приведенном примере реализации используются в исполнении; при котором замыкают цепьпри подаче управляющего сигнала, аключевые элементы 23, 26 и 27 - висполнении, при котором размыкаютцепь при подаче управляющего сигнала. Таким образом, в исходном состоянии величина эоны нечувствительности несимметричных релейных элементов 6 и 7 определяется величинойсигнала на выходе задатчиков 20 и21, а сигнал Ув на выходе блока 29абсолютных значений оказывается отключенным от управляющих входов несимметричных релейных элементов 6 и 7.При достижении сигналом Бна выходе интегратора 2 величины, превышающей зону нечувствительности соответствующего несимметричного релейного элемента (элемента 7, последний срабатывает, и на его выходе возникает сигнал Б , поступающий через элементы ИЛИ 8 и 21 соответственно на входы одновибраторов 15 и 17, Одновибратор 17 фор:яирует импульс уп 1278806равления заданной длительности У,поступающий в виде напряжения 0 на од 8 ну из обмоток исполнительного механизма, а одновибратор 15 - короткий импульс, вызывающий срабатывание ключевых элементов 22 и 28 и обнуление интеграторов 2 и 3. При сохранении полярности сигнала рассогласования дальнейший процесс повторяется, и на выходе регулятора формируется последовательность модулированных по частоте импульсов управления.При изменении полярности сигнала рассогласования происходит уменьшение до 0 сигнала 0 на выходе не симметричного релейного элемента 4 и возникновение сигнала П на выходе11 несимметричного репейного элемента 5, Запускается одновибратор 14. Сигнал П на его выходе вызывает переклю 13чение КБ-триггера 30, На прямом выходе последнего возникает сигнал П который вызывает переключение ключевых элементов 23-27. Одновременно благодаря поступлению сигнала П, навыходы элементов ИЛИ 9 и 12 проис" ходят формирование управляющего импульса 0и обнуление интегратора 2. Переключение ключевых элементов 23- 27 вызывает изменение порога сраба тывания несимметричных репейных элементов 6 и 7. Благодаря тому, что порог срабатывания определяется напряжением на выходе интегратора 3 в момент изменения знака сигнала рассогласования, последующее срабатывание регулятора с формированием импульса управления на его выходе происходит при изменении сигнала рассогласования на величину, пропор циональную величине сигнала на выходе интегратора 2 в момент изменения знака П,. При равенстве коэффициентов усиления интеграторов 2 и 3 тем самым обеспечивается фикси рованный отрицательный гистерезис в нелинейной характеристике частотно-импульсного регулятора.После первого срабатывания регулятора при пороге срабатывания, 50 определяемом сигналом П,- с выхода блока 29 абсолютных значений, происходит восстановление схемы в исходное состояние благодаря переключению НБ-триггера 30. Дальнейший про цесс повторяется при работе соответствующих элементов до установления в системе автоматического регулирования устойчивого автокопебательного режима.При применении предлагаемого регулятора время регулирования уменьшается на 20-302 при уменьшении пере- регулирования на 15-207,.Формула изобретенияЧастотно-импульсный регулятор,содержащий первый и второй задатчики зоны нечувствительности, КБ- триггер, первый, второй, третий и четвертый несимметричные репейные элементы; первый, второй, третий,четвертый и пятый одновибраторы и первый усилитель, к выходу которого через первый и второй несимметричные репейные элементы подключены входы первого и второго одновибраторов соответственно и вход первого интегратора, параллельно конденсатору которого подключен первый ключевой элемент, входы третьего и четвертого несимметричных репейных элементов соединены между собой, а выходы через первый элемент ИЛИ соединены с входом третьего адновибратора, выходы четвертого и пятого одновибраторов соединены соответственно с входами второго и третьего усилителей, о т и и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения перерегулирования, он дополнительно содержит второй интегратор, второй, третий, четвертый,пятый, шестой и седьмой ключевые элементы, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ и блок абсолютных значений, вход которого соединен с выходом второго интегратора, параллельно конденсатору которого подключен седьмой ключевой элемент,а выход через третий ключевой элемент соединен с управляющим входом третьего несимметричного релейного элемента и через четвертый ключевой элемент с управляющим входом четвертого несимметричного элемента, причем вход второго интегратора соединен с входом первого интегратора через второй ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с прямым выходом КБ-триггера и управляющими входами третьего, четвертого, пятого и шестого ключевых элементов, выход первого интегратора сое 121 РЯОбдинен через третий несимметричныйрелейный элемент с первым входомвторого элемента ИЛИ, выход которого,соединен с входом четвертого одновибратора, а через четвертый несим -метричный релейный элемент - с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом пятого одновибратора, выход первогоодновибратора соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и вторыми входами третьего и пятого элементов ИЛИ, выход второго одновибратора соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов ИЛИ ипервым входом третьего элемента ИЛИ,выход четвертого элемента ИЛИ соединен с Б-входом триггера, К-входкоторого соединен с выходом третьего,одновибратора, с управляющим входомседьмого ключевого элемента и третьим входом третьего элемента ИЛИ,выход которого соединен с управляющим входом первого ключевого элемен та, выход первого задатчика зоны не"чувствительности через пятый ключевой элемент подключен к выходу третьего ключевого элемента, а выход второго задатчика зоны нечувствитель ности через шестой ключевой элементподключен к выходу четвертого ключевого элемента.1278806 Составитель Е. Власоввецкая Техред М.Ходанич КорреКтор А. Тяско едактор О. Тираж 836 Государственного делам изобретений Москва, Ж, Рауш5/45 Подписноекомитета СССРи открытийская наб д. 4 Заказ ВНИИ 11303 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн