Регулятор

ОП ИСАНИ ЕИЗОаЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Совет сникСоцнапнстнческнаРеспублик и 926615(22) Заявлено 23, 06. 80 (21) 2915011/18-2 чс присоединением заявки М(51)М. Кл 6 05 В 11/1 М Звсударстваеый квмктет ав аеаам нзебретеккй и открытей(72) Авторы изобретения ГИинский радиотехнический инвщтут(54) РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в станках с программным управлением, установках для изготовле- ния интегральных микросхем, в полиграфических автоматизированных уста 5 новках, в оптико-механических установках, в устройствах ввода-вывода и хранения информации в ЦВИ; По основному авт.св. Ю 830299 из- о вестен регулятор, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, элемент сравнения, усилитель, исполнительный ключ, первый и второй широтно-импульсные модуляторы, первый вход первого ключа соединен с первым входом первого сумматора, через ждущий мультивибратор - со вторым входом первого ключа,а через дифференциатор "20 с вторым входом первого широтно-импульсного модулятора, выход первого ключа соединен с вторым входом второгоширотно-импульсного модулятора, последовательно соединенные второй сумматор и элемент реверса и последовательно соединенные триггер и второй ключ, выход которого =оединен с вторым входом элемента сравнения, выход исполнительного механизма соединен с вторым входом второго ключа, вход и выход второго широтно-импульсного модулятора соединены соответственно с первыми входами второго сумматора и триггера и вторыми входами второго сумматора и триггера, вход первого ключа соединен с вторым входом элемента реверса, выходом подключенного к второму входу первого сумматора Г 1 ЗНедостатками известного регулято ра являются его низкие динамические характеристики, это объясняется тем, что при подходе к заданной точке и при медленно меняющихся входных воздействиях управление ведется только с помощью отрицательной обратной связи по положению, а также ограниченная область применения, поскольку3 9266при отработке больших рассогласованийскорость перемещения выходного валаисполнительного механизма не можетбесконечно увеличиваться в силу егоконструктивных особенностей.5Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и расширение области применения регулятора.Поставленная цель достигаетсятем, что в регуляторе дополнительно 1 Оустановлены третий широтно-импульсныймодулятор, второй триггер, элемент И,второй дифференциатор и третий и четвертый ключи, причем первый вход первого сумматора соединен с сигнальнымвходом первого ключа через третийключ, выход второго широтно-импульсного модулятора соединен с вторымвходом первого триггера через третийширотно-импульсный модулятор, второйвход которого соединен с выходомпервого ключа, выход исполнительногомеханизма через последовательно соединенные четвертый ключ и второй дифференциатор соединен с третьим входом 5элемента сравнения, первый вход второго триггера соединен с выходомвторого широтно-импульсного модулятора, второй вход - с выходом третьего широтно-импульсного модулятора итретьим входом второго сумматора, авыход - с первым входом элемента И,второй вход которого соединен с выходом первого триггера и управляющимвходом третьего ключа, а выход - с35управляющим входом четвертого ключа.На фиг,1 изображена блок-схемапредлагаемого регулятора; на фиг.2временные диаграммы.Регулятор содержит первый диффе 40ренциатор 1, ждущий мультивибратор2, первый ключ 3, первый и второй ши"ротно-импульсные модуляторы ч и 5,первый сумматор б, элемент 7 сравнения, усилитель 8 исполнительный ме 45ханизм 9, второй сумматор 10, элемент11 реверса, первый триггер 12, второй,третий и четвертый ключи 13- 15, вто"рой дифференциатор 16, второй триггер17, элемент И 18, третий широтно-импульсный модулятор 19, переключатель 5 ф20, суммирующее устройство 21 (Хвыходной сигнал 1-го Функциональногоблока),Рассмотрим Функции, выполняемыеотдельными функциональными элементами регулятора, Ждущий мультивибратор2 запускается по переднему Фронтускачка задающего воздействия, диффе. ренциатор 1 выделяет передний фронт скачка задающего воздействия. Широтно-импульсные модуляторы 1,5 и 19 фильтруют импульсы, длительность которых определяется амплитудой входного сигнала регулятора, первый и второй триггеры 12 и 17 совместно с элементом И 18 управления ключей 13-15. Элемент 11 реверса Формирует управляющее воздействие с учетом полярности задающего воздействия.Устройство работает следующим образом.В первоначальном состоянии ключи 1 3-15 замкнуты, триггер 12 в состоянии "0", а триггер 17 в состоянии "1", Ждущий мультивибратор 2 по переднему фронту скачка, задающего воздействие, открывает ключ 3 и на,еговыход проходит сигнал, пропорциональный по амплитуде входному воздействию. Дифференциатор 1 по переднему Фронту скачка задающего воздействие запускает широтно-импульсный модулятор 4, который формирует импульс положительной полярности с длительностью, зависящей от амплитуды скачка задающего воздействия. По переднему фронту сигнала с выхода широтно-импульсного модулятора 4 триггер 9 устанавливается в состояние "1", что соответствует размыканию ключей 1315. Импульсы с выхода широтно-импульсного модулятора Й через второй сумматор 10, элемент 11 реверса, первый сумматор 6, элемент 7 сравнения и усилитель 8 поступает на вход исполнительного механизма 9, При этом интервал (О,С ) будет соответствовать участку разгона, если Х 4( ) О, и участку торможения, если М 4СО, Эти операции выполняются элементом 8 реверса. В моментпо заднему Фронту импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 1 запускается широтно"импульсный модулятор 5 и триггер17 через элемент И 18 замыкает ключ15. Импульс с выхода широтно-импульсного модулятора 5 через сумматор 10и элемент реверса поступает на входсумматора 6. Таким образом, интервал( 1) будет соответствовать движению выходного вала исполнительногомеханизма 9. с установившейся скоростью. В момент Сзапускается широтно- импульсный модулятор 19, на выходе которого появляется импульс отрицательной полярности (интервал 1, ) По переднему фронту указанного им926615 6лее быстрой (примерно на 6) стабилизации регулятора. формула изобретения 5пульса триггер 17 перебрасывается в состояние " 1", что соответствует раз мыканию ключа 15. Этим обеспечивается торможение (разгон) вала исполнительного механизма 9, если Х (т 0 (Х 4(О). В моменттриггер 12 устайавливается в состояние 0 , ключи 13 - 15 замыкаются и в дальнейшем регулятор работает под действием сигналов скоростной и позиционной обрат ных связей.При медленно меняющихся задающих воздействиях регулятора на выходе ключа 3 - нулевой сигнал, ключи 13-15 замкнуты и регулятор работает по 1 Б принципу отрицательных обратных связей.Предлагаемый регулятор обеспечивает переходные процессы, близкие к оптимальным по быстродействию при гО существенных ограничениях на фазовые координаты. Регулятор позволяет также улучшить динамические характеристики системы при медленно изменяющихся входных воздействиях, заключающие :ся в повышении быстродействия на 2,5 Ф и точности на 1,4. Отработка ступенчатых входных воздействий происходит при ограничении на скорость перемещения, при этом улучшаются энергетицес- Зо ,кие характеристики систем, в которых ;применяется предлагаемый регулятор, т.е. уменьшается их энергоемкость почти на 3. Отрицательная обратная связь по скорости на участках движе- з ния с постоянной скоростью явЛяется стабилизирующей и в полтора раза уменьшает чувствительность регулятора к параметрическим возмущениям. При подходе к точке позиционирования вли-юо яние обратных связей способствует бо" . Регулятор по авт.св. У 830299,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью улучшения динамицеских характеристик и расширения области применения регулятора, в нем дополнительно установлены третий широтно-импульсный модулятор, второй триггер, элемент И, второй дифференциатор и третий и четвертый ключи, причем первыйвход первого сумматора соединен с сигнальным входом первого ключа черезтретий ключ, выход второго широтноимпульсного модулятора соединен свторым входом первого триггера черезтретий широтно-импульсный модулятор,второй вход которого соединен с выходом первого ключа, выход исполнительного механизма через последовательносоединенные цетвертый ключ и второйдифференциатор соединен с третьимвходом элемента сравнения, первыйвход второго триггера соединен с выходом второго широтно-импульсного модулятора, второй вход - с выходомтретьего широтно-импульсного модулятора и третьим входом второго сумматора, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединенс выходом первого триггера и управляющим входом третьего ключа, а выход.с управляющим входом четвертого ключа.:Источники информацйи,принятые во внимание при экспертизе1. Явторское свидетельство СССРИ 830299 кл. 6 05 В 11/1 Й, 13 07 79,.926615 Составитель Ю. Гладкиничинская Техред Ж, Кастелевич КорректорС.Шек Реда Заказ 2980/3 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Тираж 908 ИИПИ Государственн по делам изобретен 3035, Москва, ЖПодписного комитета СССРй .и открытийРаушская наб., д,4/5