PL159669B2 - Follow-up circuit with correction of dynamic properties of a final control unit - Google Patents

Abstract

U k l a d n a d a z n y z k o r e k c j a w l a s c i w o s c i d y n a - m i c z n y c h c z l o n u w y k o n a w c z e g o w y p o s a z o n y w k o m p a r a t o r y , znamienny tym, z e w z m a c n i a c z r ó z n i - c o w y (B1) p o l a c z o n y j e s t , p o p r z e z k o m p a r a t o r p i e r - w s z y (B2), z p r z e r z u t n i k a m i t y p u D p i e r s z y m (B3) o r a z d r u g i m (B4), k t ó r e n a p r z e m i a n s t e r u j a p r a c a c z l o n u w y k o n a w c z e g o (B5), p r z y c z y m p r z e r z u t n i k i t y p u D p i e r w s z y (B3) o r a z d r u g i (B4) s a w y z w a l a n e , p o p r z e z p r z e r z u t n i k m o n o s t a b i l n y p i e r w s z y (B7), z k o m p a r a t o r a d r u g i e g o (B6 ), a w y j s c i e c z l o n u w y k o - n a w c z e g o (B5) j e s t s p r z e z o n e z w e j s c i e m w z m a c n i a - c z a r ó z n i c o w e g o (B1) p o p r z e z p r z e t w o r n i k p o l o z e n i a k a t o w e g o ( B 1 1 ) z a s w e j s c i e k o m p a r a t o r a p i e r w s z e g o (B2) s t e r o w a n e j e s t t a k z e z u k l a d u p r o g o w e g o (B8 ), k l u c z o w a n e g o p r z e z s z e r e g o w o p o l a c z o n e p r z e r z u t n i - k i m o n o s t a b i l n e d r u g i (B9) i t r z e c i (B10), k t ó r e z k o l e i s a w y z w a l a n e s y g n a l a m i z p r z e r z u t n i k ó w t y p u D p i e r w s z e g o (B3) i d r u g i e g o (B4). fig 1 ( 5 4 ) PL PL PL

Description

Znana sę rnzwięzaoia układów n^ężnych zbudowanych z elektoonicznych elementów analogowych. Cechę wspólnę analogowych układów oadęZoyih jest praca w zakresie napięć dodatnich i ujemnych, co wymaga stosowania dwóch prze^wnych Źródeł zasilania. Przyjęta technika przekształcania sygnałów narzuca konieczność zastosowanie demuUdnatnra fazowego. W zależności od znaku napięcia na jego wyjściu, uaktywniany jest jeden z dwóch torów odpowiednio dla danego kierunku ruchu. Każdy z tych torów zawiera oddzielne, lecz spełniajęce tę sarnę rolę układy kompa^torów .

Znane rozwięzania szereg wad, z których najważniejszę jest duża liczba elementów regulacyjnych oraz złożoność układów, stosowanie elektsomeihaoicznyih elementów stykowych oraz więcej niż jedno napięcie zasilania.

W rozwięzanlu według wynalazku układ nadężny z korekcję właściwości człomu wykonawczego posiada wzmaaniacz różnicowy połęczony poprzez komparator pierwszy z przerzutnikami typu O pierwszym 1 drugim. Steruję one pracę członu wykonawczego i sę wyzwalane poprzez przerzutnik monoot8biiny pierwszy z knmpaktnra drugiego. Wyjście członu wykonawczego jest sprzężone z wejściem wzmeacnecze różnicowego poprzez przetwornik położenie kętowego. Wejście konopkiona pierwszego sterowane jest także z układu progowego kluczowego przez szeregowo potyczone przerzutniki monnnt8bilne drugi i trzeci, które z kolei sę wyzwalane sygnałami z przerzutników typu D pierwszego i drugiego.

Uo ważniejszych zalet rozwięzania według wynalazku należę: prostota działania, mała ilość elementów regulacyjnych i jednorodność zastosowanym elementów.

Układ według wynalazlu zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia schemat blokowy układ zas fig. 2 i fig. 3 oorazuję przebiegi napięciowe generowanych w układzie sygnałów.

Napięcie harmoniczne odwzorowujące wartości wielkości zadanej Uwe? i regulowanej Uw^2 doprowadzone sę do rzmarniαczα różnicowego 6?, który jednocześnie spełnia rolę prostownika Jednnanłówkowego. Napięcie wyjściowe, o częstotlLwości równej częs^I^wości napięcia odniesienia

Uodn, którego ampituda 1 faza sę funkcję różnicy napięć Uwe? -Uwe? jest doprowadzone do kom^ratora Merwszego B^{g z} r^egul^o^{wanę s}tre^fę nieczułosci. ^Z chwilę pi^knwsrh p^lo^ ^plęMe

159 569 progowego komparatora pierwszego B% na wejścia informacyjjne przerzutników typu □ pierwszego Sg i drugiego 8., wyzwalanych naprzemian zboczami impulsów zegarowych, zostaję podane impulsy prostokątne z komppaatora pierwszego Bg

Napięcie odniesienia Uodn po zmianie na falę prostokątną Uz o współczynniku wypełnienia równym 1/2 w kompea^torze Β&, zostaje podane na wejście przerzutnika monostabilnego By, który wprowadza opóźnienie równe około 1/4 okresu. Zbocza wyjściowego przebiegu Uto przerzutnika monoasabilnago By wyzwalają naprzemian przerzutniki typu O Bg 1 B4.

Człon wykonawczy Bg sterowany jest trój stanowo napięciami Uł i ltp w zależności od zsynchronizowania się impulsów Uk z wyjścia komppaetora pierwszego ze zboczami narastającymi impulsów (^zw^ających Uto lub Uto. Po zmniejszeniu się różnicy napięć Uwe. -Uwe2 poniżej strefy nieczułości ^i^pastora pierwszego B? zanikają impulsy na jego wyjściu, i na linaach sterujących pracę członu wykonawczego Bg zostaje ustalony zerowy stan, odpowiadający zatrzymaniu członu wykonawczego B .

w celu zapewnienia dużej dokładności działania układu, zimnejszenia częs^l^wości załączeń członu wykonawwzego, wyeliminowania wpływu jego bezwładnośśi, inaczej mówwęc tzw. “wybiegu·, wykorzystuje się zmianę progu załączania kamppaatora pierwszego 8. w sposób pokazany na rysunku fig. 3. Aby umoollwić dokładne zatrzymanie członu wykonawczego Bg w zadanym położeniu i uniknąć oscylac^, sygnał powodujący jego pracę trzeba wycofać odpowwednio wcześnnej, zanim układ wykonawczy Bg osiągnie zadane położenia. Umpaliwla to cyfrowy układ regulacji /θ^θ· 8_g 1 Βθ/ umieszczony w pętli sprzężenia zwrotnego kappaaatara pierwszego 8., który ustawia szerokość strefy nieczułości komppaatora B. /fig. 3/. W zależności od stanu przerzutnkków poaooeabiloych i Bg, układ progowy Βθ ustala odpowiedni poziom napięcia progowego Ur kappaaatara pierwszego B2, ponieżej którego następuje wytoczenie członu wykonawczego Bg.

Poziom υΓχ określa minimalną różnicę sygnałów wejściowych Uwe. -Uwe2« przy której komparator pierwszy B? zadziało , co w kansekwenoii prowadzi do uruchomienia członu wykonawczego Bg. Poziom UT2 ustalony jest na okres T2 /wyznaczony przez przerzutnik poooaeabilny Bg/ bezpośrednio po przełęczeniu koppρaatara pierwszego Bg Po czasie T2 próg iamppaatora pierwszego B% ustalony zostaje na poziomie Ur., który jest utrzpmywaol do chwil określonej zanikiem impulsów wyjściowych kopppaatora pierwszego B2 /wytoczenie członu wykonawczego/, oraz czasem opóźnienia wyznaczonym przez przerzutnik Β^θ.

Jeżeli człon wykonawczy Bg dokonuje niewielkich przesunięć elementu wyjściowego, to nie osiąga on dużej prędkości /faza rozruchu/, i wybieg od chwni zaniku sygnału sterującego jest nieduży. Potrzebne jest więc nieduże wyprzedzenie. Ponieważ w tym przyypadku ruch członu wykonawczego 3θ trwa krótko, napięcie progowe U^ jest małe a więc sygnał sterujący zaniknie, gdy człon wykonawczy Bg jest blisko nastawionego położenia. Od pewnej wartości zadanego przesunięcia członu wykonawczego Bg i związanego z tym czasu, prędkość członu wykonawczego 3g jest już ustalona i jego wybieg nie zmienia się /jeat paksympaπoy. » tym czasie napięcie progowe Ur w iappaaatorzi pi^«!w^;^^'^pi B2 ustala się na poziomie Ur., co daje potrzebne wyprzedzenie zaniku sygnału sterującego przy pełnej pręaiasci członu wykonawczego 3g.

Aby uniknęć ponownego załączenia członu wykonawczego 6 po zaniku sygnału sterującego, poO ziom Urg zostaje podtrzymany na okres działania przerzutnika ponooeaoilπega θ.θ do cr^ni, aż sygnał wejściowy kampaaatora pierwszego B2 zmaleje poniżej poziomu Urg

Progi kappaaatara pierwszego B2 ^prezenocn/ane przez napięcia Urg U^, i Ur^ oraz czasy ich załączania i T2 dobiera się oDpowiednio do właściwości dynamicznych układu wykonawczego 3_.

Strefa martwa kamρaaatara pierwszego 3. zostaje poszerzona, gdy zostaje zwiększona pręokość członu rliaoa'rczega 3 . Ze zmianą prędkości członu wykonawczego 3r zmienia się bezwładności elementów rc^omych układu nadąznego. Zmiana taka wymaga zmiany po^omów progu załączania i wyłączania iampaaatara pierwszego =2* przadstrwaolpmρ układzie jest ona reallowana przez zmianą współczynnika wzpoac0enia rzppanόacza różnic owego za pomocą ^gnału dwustanowego Un. Wysoki poziom tego napięcia powoduje zw.ąielinie wzmoocnenia rzpρacOacla co z kolei powoduje, w odniesieniu do napięcia wejściowych, zpnO^Jelioie wszystkich poziomów

159 669 progów przełączania komparatora pierwszego B^· Mniejsze poziomy progów ustala się dla członów wykonawczych o mniejszej bezwładności·

Przełączanie poziomów działania koi^p^to^ pierwszego B^ pozwala w układzie nadęznym zapewnić małą strefę mieczułości dla uzyskania dużej dokładności działania, oraz wyeliminować efekty poi^st^r^^a cyklów drgań granicznych spowodowanych dużym momentem bezwładności członu wykonawczego 8^·

Claims (1)

1. zastrzeżenie patentowe

   Układ nadężny z korekcję właściwości dynamicznych członu wykonawczego wyposażony w komparatory, znamienny tym, że wzmaaniacz różnicowych /B?/ połęczony Jest, poprzez komparator pierwszy /B?/, z przerzutnikami typu U pierwszym /B?/ oraz drugim /8^/ , które na przemian steruję pracę członu wykonawczego /Bg/, przy czym przerzutnikl typu O pierwszy /Bg/ oraz drugi /8?/ sę wyzwalane, poprzez przerzutnik monostabilny pierwszy /3?/, z komppratora drugiego /Bg/, a wyjście członu wykonawczego /Bg/ jest sprzężone z wejściem wzmaaniacza różnicowego /B?/ poprzez przetwornik położenie kętowego /3j?/, zaś wejście knmρpratnra pierwszego /Og/ sterowane jest także u układu progowego /Βθ/, kluczowanego przez szeregowo połęczone przerzutnikl ιnonootabiloe drugi /8^/ i trzeci /0^^/, które z kolei sę wyzwalane sygnałami z przerzutnkków typu D pierwszego /Bj i drugiego /3^/.

   rozwięzanla jest dyskretny układ nadężny z korekcję właściwości dynamicznych członu wykonawczego obiektu regulacji, majęcy zastosowanie w układach nadężnych ze sterowaniem trójponozenOrwye, w których jako przetworniki położenia kętowego wartości zadanej oraz wartości regulowanej sę wykorzystywane selsyny tran9noematonowj lui transformatory położenia kętowego.