SU1179298A1 - Цифровой комбинированный регул тор - Google Patents

Abstract

1. ЦИФРОВОЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, узел сравнени , сумматор, :цифроаналоговый преобразователь и узел управлени  исполнительньм элементом, соединенные последовательно, а также первый дифференцирующий узел, узел сигнализации аварийного отклонени  параметра и узел задани  эталонного параметра ., выход которого подключен к второму входу узла сравнени , выход аналого-цифрового преобразовател  подключен к входу первого дифференцирующего узла, выход которого соединен с первым входом узла сигнализации аварийного отклонени  пардметра, причем выход последнего подключен к второму входу узла управлени  исполнительным элементом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества регулировани  с одновременным осуществлением защиI ты от отказа системы регулировани  в переходных режимах, в него введен (Л второй дифференцирующий узел вход с которого подключен к выходу сумматора , а выход соединен с вторым входом узла сигнализации аварийного отклонени  параметра и входом сумматора.

Description

2, Регул тор по п. 1 отличающийс  тем, что, с целью его упрощени , дифференцирующие узлы выполнены в виде последовательно сое диненных регистра и блока сравнени , причем вход регистра и второй вход блока сравнени  соединены и образуют вход дифференцирующего узла, а выход блока сравнени  образует его выход, при этом управл ющие входы

9298

регистров подключены к выходу генератора , тактовых импульсов.

3. Регул тор по пп 1 и 2, о тличающийс  тем, что, с целью осуществлени  защиты путем определени  соответственно знаков приращени  регулируемого и регулирующего параметров, узел сигнализации аварийного отклонени  параметра выполнен в виде блока логической обработки.

1

Изобретение относитс  к автоматическим управл ющим устройствам, в частности к устройствам стабилизации и защиты от аварийного отклонени  параметров (напр жени , тока частоты и т.д.).

Известен цифровой регул тор напр жени , состо щий из аналого-цифрового преобразовател  (АЦП), выполненного в виде датчика и преобразовател  напр жени  в интервал времени, узла сравнени , входами которого  вл ютс  выходы АЦП и устройства задани  эталонного интервала, а выход подключен на вход схемы  чеек управлени  (цифроаналоговый преобра зователь 1Щ1), выход которой соединен с входом вентильного преобразовател  (устройства управлени  исполнительным элементом) J«

Основными недостатками данного регул тора  вл ютс  низкое качество регулировани  в статических и динамических режимах, а также отсутствие сигнализации об отказе системы регулировани .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  регул тор содержащий АЦП, -узел сравнени , сумматор, ЦАП и узел управлени  исполнительным элементом, соединенные последовательно, а также узел задани  эталонного параметра и дифференцирующий узел, причем узел задани  эталонного параметpa подключен на второй вход узла сравнени , а дифференцирующий узел на выход АЦП, выход дифференцирующего узла  вл етс  управл ющим входом устройства сигнализации аварийного напр жени , второй вход

которого соединен с выходом АЦП через два последовательно соединенных счетчика 2 ).

К недостаткам этого регул тора следует отнести низкое качество регулировани  в статических и динамических режимах (наличие статической ошибки и колебательность переходных процессов), а также невозможность осуществлени  защиты от отказа системы регулировани  в переходных режимах.

Цель изобретени  - повышение качества регулировани  с одновременным осуществлением защиты от отказа системы регулировани  в переходных режимах.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой регул тор, содержащий аналого-цифровой преобразрват ль , узел сравнени , сзтматор, (цифроаналоговый преобразователь и узел управлени  исполнительным .элементом, соединенные последовательно , а также первый дифференцирующий узел, узел сигнализации аварийного отклонени  параметра и узел задани  эталонного паарметра, выход которого подключен к второму входу узла сравнени , выход .аналого-цифрового преобразовател  подключен к входу первого дифференцирующего узла, выход которого соединен с первым входом, узла сигнализации аварийного отклонени  параметра, причем выход последнего подключен к второму узла управлени  исполнительным элементом , введен второй дифференцирующий узел, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входом сумматора и вторым входом

31

узла сигнализации аварийного отклонени  параметра, который выполнен в виде блока логической обработки а дифференцирующие узлы выполнены в виде последовательно соединенных регистра и блока сравнени .

На фиг. 1 показана структурна  схема устройства; на фиг.2 - вариант построени  узла логической обработки .

Схема устройства содержит АЦП 1, узел сравнени  2, сумматор 3, ЦАП 4, узел управлени  исполнительным элементом 5, соединенные последовательно , а также дифференцирующие узлы 6,7 состо щие из последовательно соединенных регистров 8,9 и блоков сравнени  10, 11, узел сигнализации аварийного отклонени  параметра 12, выполненный в виде узла логической обработки, генератор тактовых им-. пульсов 13 и узел задани  эталонного параметра 14. Второй вход узла сравнени  2 подключен к узлу задани  эхалонного параметра 14. На выходы АЦП 1 и сумматра 3 подключены диффе1 енцирующие узлы 6 и 7, каждый из которых состоит из регистра 8 и блока сравнени  10, соединенных последовательно (соответственно 9 и 11 дл  узла 7), причем вход регистра  вл етс  также вторым входом блока сравнени . Выходы блоков сравнени  10 и;11 подключены на входы узла логической обработки 12, который соединен с устройством управлени  исполнительным элементом 5. На управл ющие входы регистров 8 и 9 подключен выход генератора тактовых импульсов 13. Выход дифференцирующего устройства 7  вл етс  вторым входом сумматора 3.

Устройотво работает следующим образом.

Регулируемый параметр (например, напр жение синхронного генератора с электромагнитным возбуждением) поступает на вход АЦП 1 и в виде цифрового кода передаетс  на входы узла 2 и дифференцирующего узла 7. После сравнени  с эталоном 14 величина ши знак сигнала ошибки (в зависимости от типа астатического регул тора - интегральный, пропорционально - интегральный или шаговый) поступает на вход сумматора. Если используетс  шаговый закон регулировани , то на счетный вход суммато792984

ра 3 должен быть подключен генератор тактовых импульсов, например 13. Код с выхода сумматора 3 подаетс  на вход 1|АП А, в соответствии с вьгход5 ным сигналом которого измен етс  сигнал на выходе узла управлени  исполнительным элементом 5 (усилител  мощности), т.е. регулирующее воздействие, и на вход дифференцирующего узла 7. Дифференцирующие узлы 6 и 7 работают по принципу сравнени  предьщущего и последующего значений с помощью блоков сравнени  10 и 11. Причем последующие значени 

t5 получают путем непосредственной подачи кода с выходов преобразовател  1 и сумматора 3 на входы блоков 10 и 11, а предьщугдие - за счет запоминани  кода и передачи его на выход регистров 8 и 9 по сигналу тактового генератрра 13. Результаты сравнени  с выходов блока 13,. 10 и 11 поступают на узел логической обработки 12, котора  реализуетс  в соответствии с логическими уравнени ми, описывающими соотношение, например, знаков приращений , производных (регулируемого и регулирующего параметров). Дл  синхронного генератора с электромагнитным возбуждением логическое соотно шение, описывающее аварийнзто работу системы регулирровани  имеет вид

4 .-. . . Q V, (sifin дЫг ) Л (sign NSS 5 (+Л+) v(-A-) У(ОЛ+) у(ОЛ-), где 5 - логическа  единица на выходе устройства 12, свидетельствующа  о наличии отказа в системе регулировани  0 , AN - N,4, - N,

sipnAN Г i sign ЛИ I , .

I . - приращение кода регулируемого

5 параметра (напр жени  генератора);

приращение кода регулирующего параметра (напр жени  возбуждени  возбудител ).

: На фиг. 2 показана принципиальна  схема, реализующа  получение Q с применением тепловых логических элементов . Данный сигнал поступает с выхода узла 12 на вход узла управлени  исполнительным элементом, и по нему вводитс  запрет на работу системы регулировани  при возникновении отказа.

Одновременно с вьщачей информации с выхода дифференцирующего узла на

узел логической обработки 12 эта информаци  поступает на сумматор 3, где суммируетс  со знаком минус с содержимым сумматора, т.е. осуществл етс  гибка  отрицательна  обратна  св зь. В регул торе шагового.типа дл  демпфировани  может использоватьс  информаци  только о знаке приращени  (производной ) .

Введение в регул тор второго дифференцирующего узла и использование его как дл  осуществлени  защиты в переходных режимах от аварийного отклонени  параметров совместно с первым дифференцирующим узлом, так и дл  повьшени  качества регулировани  отличает предлагаемое устройствр от прототипа.

Использование элементов регул тора в качестве измерительных органов

ОтЮ

О

защиты, что особенно важно при цифровой реализации устройства ввиду необходимости преобразований вида аналогкод , а также использование элементов защиты в качестве демпферного контура дл  регул тора позвол ет значительно снизить массу и габариты устройств управлени .

Применение предлагаемого устройства возможно в различных системах управлени , где необходима стабилизаци  и защита от аварийного отклонени  параметров, но наиболее целесообраз-

ным  вл етс  использование в автоновных электроэнергетических системах атмосферных и космических летательных аппаратов, так как здесь предъ вл ютс  особенно высокие требовани 

к массо- габаритным характеристикам систем управлени .

От If

Claims (3)

1. ЦИФРОВОЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, узел сравнения, сумматор, цифроаналоговый преобразователь и узел управления испол нительньвч элементом, соединенные последовательно, а также первый дифференцирующий узел, узел сигнализации аварийного отклонения пара метра и узел задания эталонного параметра, выход которого подключен к второму входу узла сравнения, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу первого дифференцирующего узла, выход которого соединен с первым входом узла сигнализации аварийного отклонения параметра, причем выход последнего подключен к второму входу узла управления исполнительным элементом, отличающий с я тем, что, с целью повышения качества регулирования с одновременным осуществлением защиты от отказа системы регулирования в переходных режимах, в него введен второй дифференцирующий узел вход которого подключен к выходу сумматора, а выход соединен с вторым входом узла сигнализации аварийного отклонения параметра и входом сумматора.

2, Регулятор по π. 1 отличающийся тем, что, с целью его упрощения, дифференцирующие узлы выполнены в виде последовательно соединенных регистра и блока сравнения, причем вход регистра и второй вход блока сравнения соединены и образуют вход дифференцирующего узла, а выход блока сравнения образует его выход, при этом управляющие входы регистров подключены к выходу генератора, тактовых импульсов.

3. Регулятор по пп 1 и 2, о тличающийся тем, что, с целью осуществления защиты путем определения соответственно знаков приращения регулируемого и регулирующего параметров, узел сигнализации аварийного отклонения параметра выполнен в виде блока логической обработки.