Цифровой регулятор скорости

, управления элект ГУЛЯТОР СКО относится быть .исполь родвигателямэлектро- вано для ст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНОРИ ГКНТ СССР 4364818/24-0711,12.8707,01.90. Бюл.А.Ц.1 алагутин621.316.718.5Авторское свид2986, кл . Н 02горад Г,З., Кирегуляторы инергия, 19668015347 янного тока, Цель изобретения - повышение точности регулирования. Устройство содержит входной Формирователь1, синхрогенератор 2, блок 3 управления, выход которого подключен к буферному регистру 12 и триггеру 15. Входысумматора 13 подключены к выходам регистра 12 и счетчика 9. Выход сумматора 13 подключен к входу счетчика11. Цифровой регулятор скорости имееткомбинированный закон регулирования -пропорциональный и астатический, Величину заданного статизма выбирают изанализа допустимых динамических ха"рактеристик. 2 ип.Изобретение относится к электротехнике и может бь 1 ть использовано вПромышленных и тяговых электропринофах,5Цель изобретения - повышение точности регулирования.На Фиг,приведена схема цифрового регулятора скорости; на Фиг. 2 -временная диаграмма работы регулятора,Цифровой регулятор скорости содержит входной формирователь 1, синхрогеиератор 2, блок 3 управления, первый 4, второй 5, третий б и четвертый 57 элементы ИЛИ, первый 8, второй 9,третий 10 и четвертый 11 счетчики, буФерный регистр 2, сумматор 13, первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 триггеры и элемент 18 задержки. При этом выход входного формирователя 1 соединен с первым вхо дом блока 3 управления, первым эле,ментом ИЛИ 4 и нычитающим счетнымвходом нторого счетчика 9. Выходсинхрогенератора 2 соединен с пер ,вым элементом ИЛИ 4 и вторым вхо; дом блока 3 управления, первый ныходкоторого соединен с входом С второго 15 и третьего 16 триггеров и вхо дом разрешения записи буферного регистра 2, второй выход - с входомразрешения записи третьего счетчика10 и входом В первого триггера 14,третий выход - с вторым входом вход 35ного формирователя 1. Выход первогоэлемента ИЛИ 4 соедине. о счетными входами первого счетчика 8 и третьего счетчика О, п старших разрядов которогосоединены с вторым элементом ИПИ 5,40ш младших -с ш входами буферного регистра 12, а выход переноса - с входом С первого триггера 14, Первый выход первого счетчика 8 соединен с суммирующим счетнью входом второго счетчика 9, второй выход - с входом четвертого элемента ИЛИ 7, третий выход -со счетным входом четвертого счетчика 11 и через элемент 18 задержки свходом Б четвертого триггера 17. Вы 50ход второго элемента ИЛИ 5 соединенс входом второго триггера 15, выходкоторого соединен с входом третьегоэлемента ИПИ б, выход которого соединенс входом четвертого элемента ИИ и вход мом "Сброс" второго счетчика 9, ш выходов которого соединены с ш входами сумматора 13, другие ш входов которого соединены с п 1 выходами буферного регистр.а 12 а п 1 выходов с ш входами четвертогосчетчика 11, счетный вход которогосоединен с выходом четвертого эле"мента ИЛ 1, а выход переноса - с входом С четвертого триггера 17, Вход0 первого триггера 4 соединен с общей шиной питания, а выход - с входом Э третьего триггера 16, выходкоторого соединен с входом третьегоэлемента ИЛИ 6 и входом В четвертоготриггера 17, Э-вход которого соеди .нен с общей шиной, а выход через усилитель 19 мощности соединен с объектом 20 регулирования,Регулятор работает следующим образом,На входной формирователь 1 поступает сигнал с датчика оборотов объек"та 20 регулирования, н частности этоможет быть переменное напряжение сныхода генератора переменного тока(фиг. 2 а), насаженного на вал двигателя постоянного тока, скорость вращения которого регулирует предлагаемый регулятор. Это возможно потому,что частота переменного напряжениягенератора однозначно связана со скоростью вращения. двигателя. Входнойформирователь 1 Формирует прямоугольные импульсы (фнг. 2 б)с периодом входного сигнала и длительностью, определяемой импульсом с третьего выходаблока 3 управления (фиг. 2 е), По нимблок 3 управления вырабатывает триуправляющих импульса, Импульсы с выхода входного Формирователя 1 блокируют работу первого 8 и третьего 10счетчиков. В их отсутствие содержимое третьего счетчика 10 декрементируется с частотой синхрогенератора2 (Фиг . 2 в), а первый счетчик 8 рабо-тает в режиме делителя частоты. Циклизмерения длительности периода входного сигнала начинается с записи втретий счетчик 10 по импульсу(фиг. 2 д) с второго выхода блока 3управления числа К, код которого задается на и+ш параллельных входахсчетчика 10К = Тв Л + Ь/Тс,где 1 - номинальное значение периоНда регулируемой частоты1 Г - допустимое отклонение регулируемого периода от номина-ла или статизм регулированияТ - период синхрогенератора.Так как содержимое счетчика 10декрементируется между импульсами,следующими .с выхода входного формирователя 1, период следования равен периоду входного сигнала, то на моментперезаписи во втором счетчике 9 находится число М=К-К , где К == Тщ /Тс, а Т- текущее измеренноезначение регулируемого периода, 10В пределах заданного статизма регулирования число М может принимать зна 06 Мс 2 Т Пс.Таким образом, число М определяет16отклонение регулируемого периода отноминала,В том случае, если Т велико ивьпепо из заданного статизма, т,е,МсО, на выходе переноса счетчика 10появляется импульс, устанавливающий20первый триггер 14 в единицу. Сбрасывается этот триггер по импульсу с второго выхода блока 3 управления(фиг. 2 д),25Если значение Т,мало, т,е. МЪ2 ЬТ/Тс, то на выходе второго элемен"та ИЛИ 5; на момент появления импульса(фиг, 2 г) на первом выходе блока 3управления - единица, которая перепи 30сывается во второй триггер 15, как исодержимое первого триггера 14 в третий триггер 1 б по ючпульсу (фиг. 2 г)с первого выхода блока 3 управления,Таким образом, единица на выходетретьего элемента ИЛИ б свидетельству-З 5ет о выходе Тщ из заданного статизма,Число М по импульсу (фиг. 2 г) записывается в буферный регистр 12, и втом случае, если Тннаходится в40пределах статизма, число М складывается с содержимым второго счетчика 9на сумматоре 13. Результаты осложне-.,ния - числозаписывается в четвертый счетчик 11 по импульсу с третьеговыхода первого счетчика 8, работающего в режиме делителя частоты, Частота Р, следования этого импульса определяет частоту переключений усилителя19 мощности и выбирается разработчиком на этапе проектирования. ПричемР =Р /Р, где Р - целое число, а Р. =1 ГГ Четвертый счетчик 11 декрементируется импульсами с второго выхода первого счетчика 8 с частотой Р, причем2 ЬГР Счетчик 11 декрементируется лишьв том случае, если находится в пределах заданного статизма регулированияи на выходе третье го эл емента ИЛИ бноль.В этом случае импульс на выходепереноса четвертого счетчика 1 появится через времяС: =ЯР,В начале каждого периода частотыР четвертый триггер 17 через элемент18 задержки устанавливается по входуБ в единицу и через время ф сбрасывает"ся в ноль по входу С импульсом, приходящим с выхода переноса счетчика 1.Таким образом, на выходе четвертоготриггера 17 формируется последовательность широтно-модулированных импульсов управления с длительностью, определяемой величиной отклонения регулируемого периода от номинала, и частотой, задаваемой на этапе проектирования, Эти импульсы через усилитель 19мощности подаются на объект 20 регулирования,Если значение Твелико и МсО,четвертый триггер 7 сбрасывается в,ноль по входу К.26 ТЕсли значение Т мало и М )сто триггер 17 устанавливается в еди"ницу по входу Я и так как счетчик 1заблокирован до конца регулируемогопериода по тактовому входу, он несбрасывается по входу С в ноль, темсамым обеспечивается изменение коэффициента заполнения от нуля до единицы. Описанное выше относится к пропорциональному каналу регулирования скорости,На суммирующий счетный вход второгосчетчика 9 поступают импульсы с первого.выхода первого счетчика 8, частотаследования которых равна номинальному значению регулируемой частоты:Рн= 1/Т , на вычитающий счетный входнфвторого счетчика 9 поступают импульсы с частотой Рц = /Г . Если Тнцнаходится в пределах заданного статизма, то счетчик 9 не блокируется повходу "Сброс" и при этом содержимоеэтого счетчика воз.встает при РнЪРни уменьшается при. РсРн , причем может быть как отрицательным числом,т,е. старший разряд равен единице,так и положительным - старший разрядравен нулю, В случае выполнения равенства Рн =Р содержимое счетчика9 не меняется. Таким образом, цифровой регулятор скорости с органом сравнения в виде реверсивного счетчикаобладает астатической характеристикой,Содержимое счетчика 9 корректируетЧисло М так, что . число Ь в установившемся режиме обеспечивает такойКоэффициент заполнения импульсов управления, при котором значение Рравно номиналу.Цифровой регулятор скорости имееткомбинированный закон регулирования -Пропорциональный и астатический, темсамым гарантируются высокие динамиЧеские и точностные характеристики,йри этом регулятор имеет только цифровой тракт обработкиинформации, чтозначительно повышает точность регули- оювайия в широком диапазоНе температур, упрощает регулятор и повышает егонадежность, Величину заданного статизиа выбирают из анализа допустимых динамических характеристик и должного 25запаса по устойчивости всей системырегулирования, тем самым существеннорасширяется область применения регулятора,30Формула изобретения Цифровой регулятор скорости, содержащий входной Формирователь, син" хрогенератор, первый и второй счетчики и ключевой усилитель мощности, а тл и ч а ю щ и й с я -."и, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены блок управления, четыре элемента ИЛИ, третий и четвертый счетчики, буферный регистр, сумматор, четыре триггера и элемент задержки, причем выход входного формирователя соединен с первым входом блока управления, первым элементом ИЛИ и вычитающю счетным входом второго счетчика, выход синхрогенератора соединен с первым элементом ИПЯ и вторым входом блока управления, первый выход которого соединен с входом С второго и третьего триггеров и входом разрешения записи буФерного регистра, второй выход - с входом разрешения записи третьего счетчика и входом В первого триггера, третий выход - с вторым входом входного Формирователя, выход первого элемента. ИЛИ соединен со счетным входом первого и третьего счетчиков, п старших разрядов которого соединены с вторым элементом ИЛИ, ш младших - с ш входами буферного регистра, а выход переноса - с .входом С первого триггера, первый выход первого счетчика соединен с суммирующим счетным входом второго счетчика, второй выход - с входом четвертого элемента ИЛИ, третий выход - со счетным входом четвертого счетчика, и через элемент задержки - с входом Б четвертого триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом Р второго триггера, выход которого соединен с входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом четвертого элемента ИЛИ и входом "Сброс" второго счетчика, ш выходовкоторого соединены с ш входами сумматора, дру гие ш входов которого соединены с ш выходами буферного регистра, а ш выходов - с ш входами четвертого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, а выход переноса - с входом С четвертого триггера, вход 0 первого триггера соединен с общей шиной, а выход - с входом В третьего триггера, выход которого соединен с входом третьего эле" мента ИПИ и входом Н четвертого триггера, 0 - вход которого соединен с общей шиной, а выход через усилитель мощности подключен к объекту регулирования, выход датчика частоты вращения которого предназначен для подключения к первому входу входного формирователя