CS215644B1

CS215644B1 - Connection to control an analog actuator

Info

Publication number: CS215644B1
Application number: CS329180A
Authority: CS
Inventors: Josef Farka; Pavel Synek
Original assignee: Josef Farka; Pavel Synek
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Zapojení k ovládání analogového akčního členu pro použití v regulačních obvodech ve spojitosti s číslicovým řídícím počítačem. Účelem vynálezu je zvýšení přesnosti regulace a zlepšení dynamických vlastnosti zapojení, zejména odstranění nežádoucího kmiténívýstupní analogové hodnoty kolem její rovnovážné polohy. Tohoto účinku se dosáhne takto /viz např. obr.l/: Na výstup číslicově-analogového převodníku je připojen jeden vstup analogových hodnot, jehož druhý vstup je připojen na výstup alespoň jedné analogové paměti. Její oba vstupy jsou napojeny na příslušné výstupy a spínacího obvodu, jehož vstup je spojen s výstupem komparátoru analogových hodnot. Výstup analogové paměti je spojen se vstupem analogového akčního členu.· Kromě uvedených znaků předmětu vynálezu existují ještě další jeho doplňky, jako například vypínač zařazený mezi výstup komparátoru analogových hodnot a vstup spínacího obvodu.Circuit for controlling an analog actuator for use in control circuits in conjunction with a digital control computer. The purpose of the invention is to increase the accuracy of control and improve the dynamic properties of the circuit, in particular to eliminate unwanted oscillations of the output analog value around its equilibrium position. This effect is achieved as follows /see e.g. Fig. 1/: One analog value input is connected to the output of the digital-to-analog converter, the second input of which is connected to the output of at least one analog memory. Its two inputs are connected to the respective outputs of a switching circuit, the input of which is connected to the output of the analog value comparator. The output of the analog memory is connected to the input of the analog actuator. In addition to the above features of the subject invention, there are still other additions to it, such as a switch placed between the output of the analog value comparator and the input of the switching circuit.

Description

Vynález se týká zapojení k ovládání analogového akčního členu á je určeno, zejména pro regulační obvody s číslicovým řídícím počítačem. Toto zapojení obsahuje Číslicově-analogický převodník, komparátor analogových hodnot, spínací obvod a analogovou paměť.The invention relates to a circuit for controlling an analog actuator and is intended, in particular, for control circuits with a digital control computer. This circuit includes a digital-to-analog converter, analog value comparator, switching circuit and analog memory.

Dosud známé zapojení tohoto druhu používají analogovou paměť zařazenou mezi řídící počítač a analogový akční člen. Výstup této analogové paměti je trvale připojen na vstup analogového akčního členu i při výpadku počítače. Nastavení analogové paměti se provede v přírůstkovém algoritmu podle výsladu výpočtu změny žádané akční veličiny, přičemž předchozí akční veličina je přitom buď uložena v paměti řídicího počítače a nebo, se musí získat z z·* výstupu analogové paměti pomocí separátního analogově-číslicového převodu.Previously known circuits of this kind use an analog memory included between the control computer and the analog actuator. The output of this analog memory is permanently connected to the input of the analog actuator even in the event of a computer failure. The analogue memory setting is carried out in an incremental algorithm according to the calculation of the change of the desired setpoint, wherein the previous setpoint is either stored in the control computer memory or must be obtained from the analogue output by a separate analog-to-digital conversion.

Jiné známé zapojení využívá taktéž analogové paměti trvale připojené jak na analogový akění člen tak i na vstup analogově- číslicového převodníku, který nepřetržitě převádí vystupující analogové hodnoty číslicové a ty pak vysílá do řídícího počítače. V něm se tato hodnota porovnává se žádanou akční veličinou. Podle získaného výsledku je pak spuštěn nastavovací řídící impuls a tim je v danném směru přestavován obsah analogové paměti.Another known circuit also uses analog memories permanently connected to both the analog actuator and the input of the analog-to-digital converter, which continuously converts the outputting analogue digital values and then sends them to the control computer. Here, this value is compared with the desired action variable. According to the obtained result, the setting control pulse is triggered and the content of the analogue memory is adjusted in a given direction.

Řáděni tohoto typu jsou mimo jiné málo přesná a tato nepřesnost se průběhem času zhoršuje, neboťjiž po několika regulačních krocích se chyby hromadí. Kromě toho není možné převést do počítače informaci o stavu analogové paměti v takových případech, když by napři klad ručním zásahem byl změněn stav na jejím výstupu. Jiné již známé řešení odstraňuje částečně tuto závadu tím, že zařazuje zpětnovazebně analogově-číslicový převodník.Controls of this type are, among other things, poorly accurate and this inaccuracy deteriorates over time, since errors accumulate after several control steps. In addition, it is not possible to transfer analog state information to a computer in such cases when, for example, manual intervention would change the state at its output. Another already known solution partially removes this defect by incorporating a feedback analog-to-digital converter.

Přesnost funkce zapojení závisí i na typu použitého převodníku. Tak zvaný rychlý převodník je obvykle málo přesný a snižuje tak i přesnost celého zapojení, ovšem za cenu jeho dynamických vlastností, někdy až natolik, že se vyvolá zcela nežádoucí kmitání výstupní. analogové hodnoty kolem její rovnovážné polohy.The accuracy of the wiring function also depends on the type of converter used. The so-called fast converter is usually not very accurate and thus reduces the accuracy of the whole circuit, but at the cost of its dynamic properties, sometimes so much that it causes a completely undesirable output oscillation. analog values around its equilibrium position.

Uvedené nevýhody jsou podstatně zmenšeny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na výstup číslicově-analogového převodníku je připojen jeden vstup komparátoru analogových hodnot. Druhý vstup tohoto komparátoru je připojen na výstup alespoň jedné analogové paměti, jejíž oba vstupy jsou napojeny na příslušné výstupy spínacího obvodu, jehož vstup je spojen s výstupem komparátoru analogových hodnot. Výstup analogové paměti je přitom spojen se vstupem analogového akčního členu. Další zdokonalení zapojení podle vynálezu spočívá vtom, že mezi výstupem komparátoru analogových hodnot a vstupem spínacího obvodu je vřazen vypínač, přitom výstup komparátoru analogových hodnot je spojen s přídavným vstupem číslicového řídícího počítače.These disadvantages are substantially reduced by the circuit according to the invention, which is based on the fact that one analog comparator input is connected to the output of the DAC. The second input of this comparator is connected to the output of at least one analog memory, both inputs of which are connected to the respective outputs of a switching circuit whose input is connected to the output of the analog value comparator. The analog memory output is connected to the analog actuator input. A further improvement of the circuitry according to the invention is that a switch is interposed between the analog value comparator output and the switching circuit input, whereby the analog value comparator output is connected to an additional digital control computer input.

V případě, že zapojení podle vynálezu je ještě rozšířeno alespoňo jeden výběrový obvod, pak vstupy tohoto výběrového obvodu jsou napojeny navýstupy spínacího obvodu a jeho výstupy ( 54, 56) jsou připojeny na výstupy ( 61, 63) alespoňjedné analogové paměti (60).In case the circuit according to the invention is further extended by at least one selection circuit, the inputs of this selection circuit are connected to the outputs of the switching circuit and its outputs (54, 56) are connected to the outputs (61, 63) of at least one analog memory (60).

Popis funkce zapojení podle vynálezu s uvedením jeho výhod bude proveden v souvislosti s nakreslenými příklady jeho provedení .a to na základním schématu na obr. 1, dále pak se zařazeným vypínačem na obr. 2 a jednak s doplňujícím výběrovým obvodem na obr. 3.A description of the function of the circuit according to the invention, with its advantages, will be made in connection with the illustrated exemplary embodiments, in the schematic diagram of FIG. 1, the circuit breaker in FIG. 2, and the additional selection circuit in FIG.

Na obr. 1 je výchozí číslicový řídící počítač 10 svým výstupem 12 připojen na vstup 21 číslicově -analogového převodníku 20. v němž údaje na jeho vstup 21 v číslicové formě přicházející jsou převedeny do analogového tvaru. V tomto analogovém tvaru pak odcházejíIn FIG. 1, the default digital control computer 10 is connected to the input 21 of the digital-to-analog converter 20 by its output 12, in which the data on its input 21 in digital form coming in is converted into an analog form. They leave in this analog form

Z jeho výstupu 22 na první vstup 31 komparátoru 30 analogových hodnot. Na jeho druhý vstup 33 je v analogovém tvaru přivedena výstupní hodnota z výstupu 62 analogové paměti .60. Výsledek porovnání obou těchto analogových hodnot se objeví na výstupu 32 komparátoru 30 a převádí se na vstup J_1 spínacího obvodu .40. V něm získaný výsledek spínací operace přechází z jeho výstupu 42 a 44 přes vstupy 61 a 62 do analogové paměti 60. Její výstup 62 je nejen zpětně zapojen s jedním vstupem 33 komparátoru JO, ale hlavně se vstupem 71 analogového akčního členu 70. Ten je závěrem celého zapojení a převádí hodnoty z číslicového řídícího počítače 10 analogového tvaru.From its output 22 to the first input 31 of the analog value comparator 30. Its second input 33 is provided in analog form with an output value from output 62 of analog memory 60. The result of the comparison of both of these analog values appears at the output 32 of the comparator 30 and is converted to the input 11 of the switching circuit 40. The result of the switching operation obtained therefrom passes from its output 42 and 44 via inputs 61 and 62 to analog memory 60. Its output 62 is not only reconnected with one input 33 of comparator 10, but mainly with input 71 of analog actuator 70. and converts the values from the analog control computer 10.

Zapojení podle obr. 2 liší se pouze ve dvou podrobnostech : Jednak je do přenosové cesty mezi komparétor 30 analogových hodnot a spínací obvod 40 zařazen vypínač 100, jednak je výstup 32 komparátoru 30 zpětnovazebně spojen s přídavným vstupem 11 číslicového řídícího počítače 10. Tato zpětná vazba umožňuje převádět číslicový výsledek komparace analogových hodnot zpět do číslicového řídícího počítače 10 a tím i korigovat hodnoty vycházející z jeho výstupu 12.The circuit shown in FIG. 2 differs in only two details: First, a switch 100 is included in the transmission path between the analogue comparator 30 and the switching circuit 40, and the comparator output 32 is feedback coupled to the auxiliary input 11 of the digital control computer 10. This feedback it allows to convert the digital result of the analog value comparison back to the digital control computer 10 and thus to correct the values based on its output 12.

Zapojení podle obr.3 se jednak ve svém úseku od číslicového řídícího počítače 10 shoduje s předcházejícím zapojením podle obr. 2, jednak je rozšířeno takto: Za spínacím obvodem 40 je zařazenrozšířený výběrový obvod 50. na který navazuje několik analogových pamětí 60 , resp. 80 resp. ^Mn. Jejich výstupy 62, resp. 82 atd. navazují jednak přímo na vstupy 71. resp. 91 atd. analogových akčních členů 70. resp. SO, resp. n, jednak zpětnovazebně na skupinu vstupů 57. resp. 59 atd. výběrového obvodu 50.The wiring of FIG. 3 coincides with the preceding wiring of FIG. 2 and is extended as follows. 80 resp. ^M n. The outputs 62, respectively. 82 etc. are connected directly to inputs 71. resp. 91, etc. of the analog actuators 70, resp. SO, resp. n, on the one hand feedback on input group 57. resp. 59 etc. of the selection circuit 50.

Tento výběrový obvod 50 může podstatně zasahovat do prováděných výkonů : Kromě funkcionálně nezbytného jeho zpětnovazebního spojení s druhým vstupem 33 komparátoru 30může na svém přídavném vstupu 53 respektovat i hodnoty z přídavného výstupu 14 číslicového řídícího počítače 10.This selection circuit 50 may substantially interfere with the performances to be performed: In addition to the functionally necessary feedback of it to the second input 33 of the comparator 30, it may respect the values from the additional output 14 of the digital control computer 10 at its additional input 53.

Zapojeni podle vynálezu nepotřebuje žádných speciálních součástek a lze ho použít i ve složitých případech. Přesnost docilovaná zapojením podle vynélezu je vysoká, aniž by bylo nutné používat nějakých přídavných opatření. Je jednoduché a proto také je provozně spolehlivé i za ztížených podmínek.The wiring according to the invention does not need any special components and can be used even in complex cases. The accuracy achieved by the invention according to the invention is high without the need for additional measures. It is simple and therefore also operationally reliable even under difficult conditions.

Claims

Wiring for the control of an analog actuator, especially for control circuits with a digital control computer, comprising a digital-analogue converter, analogue comparator, switching circuit and analogue memory, characterized in that the output (22) of the digital-analogue converter (20) is connected one input (31) of analog value comparator (30), the other input (33) of which is connected to output (62) of at least one analog memory (60), both inputs (61, 63) of which are connected to respective outputs (42,44) of the switching circuit (40), whose input (41) is connected to the output (32) of the analog value comparator (30) and finally the output (62) of the analog memory (60) is connected to the input (71) of the analog action member / 70 /.

Wiring according to claim 1, characterized in that a switch (100) is provided between the analogue output (32) of the analogue values and the input (41) of the switching circuit (40), the analogue output (32) of the analogue ones (30). values are connected to an additional input (11) of the digital control computer (10).

3. The circuit according to claim 1, further comprising a selection circuit, characterized in that the inputs (51, 53) of the selection circuit (50) are connected to the outputs (42,44) of the switching circuit (40) and its outputs (54,56). outputs (61, 63) of at least one analog memory (60).

4. The circuit according to claim 1, wherein the additional output (14) of the digital control computer (10) is connected to an additional input (55) of the selection circuit (50).

5. The circuit according to claim 1, wherein the feedback output (52) of the selection circuit (50) is coupled to the feedback input (33) of the comparator (30) analogue values.