SU1238025A1 - Pulse regulator - Google Patents
Pulse regulator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1238025A1 SU1238025A1 SU843721904A SU3721904A SU1238025A1 SU 1238025 A1 SU1238025 A1 SU 1238025A1 SU 843721904 A SU843721904 A SU 843721904A SU 3721904 A SU3721904 A SU 3721904A SU 1238025 A1 SU1238025 A1 SU 1238025A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- pulse
- filter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области теплоэнергетики и химической промьпп- ленности и может быть применено в импульсных системах автоматического управлени объектами, обладающими, фильтрующими средствами. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи и упрощение регул тора. В даннсда регул торе сигнал рассогласовани поступает на входы фильтра, первого и второго релейных блоков и на информационный вход входного фильтра, выходной сигнал которого поступает на входы детектора и третьего релейного блока. Выходной сигнал третьего релейного блока поступает на первый вход широтно-импульсного модул тора и через одновибратор - на управл ющий вход входного фильтра. Выходной сигнал детектора через ключ постуйает на второй вход-широтНо-импульсного модул тора, выходной сигнал которого .поступает на первые входы первого, второго и третьего элементов И. Выходной сигнал фильтра через четвертьй релейный блок поступает на .второй вход первого элемента И и с его выхода - па управл ющий вход ключа. Выходные сигналы первого и зторого релейных блоков поступают на вторые входы соответственно второго и третьего элементов И. Выходные сигналы второго и третьего элементов И через первый и второй усилители мощности поступают на соответствующие входы исполнительного механизма. В качестве входного фильтра может бь1Ть применен либо управл емый интегратор, либо управл емое апериодическое звено. .2 3.п.ф-лы., 4 ил. (О с (О ее 00 о IND сдThe invention relates to the field of heat and power engineering and chemical industry and can be applied in pulse systems of automatic control of objects with filtering means. The aim of the invention is to improve the speed and simplify the controller. In the data controller, the error signal is fed to the inputs of the filter, the first and second relay units and to the information input of the input filter, the output of which is fed to the inputs of the detector and the third relay unit. The output signal of the third relay block is fed to the first input of the pulse-width modulator and through the one-shot to the control input of the input filter. The output signal of the detector through the key is poked to the second input-latitude-pulse modulator, the output signal of which enters the first inputs of the first, second and third elements I. The output signal of the filter goes through the quarter relay unit to the second input of the first element I and from output - pa control input key. The output signals of the first and third relay units are fed to the second inputs of the second and third elements I. The output signals of the second and third elements And, respectively, through the first and second power amplifiers arrive at the corresponding inputs of the actuator. As an input filter, either a controlled integrator or a controlled aperiodic link can be used. .2 3.p.f-ly., 4 ill. (Oh c (Oh her 00 about IND sd
Description
Изобретение относитс к теплоэнер гетике и химической промышленности и может быть применено в импульсных систейах автоматического управлени объектами, обладающими фильтрующими свойствами.The invention relates to heat engineering and the chemical industry and can be applied in impulse systems for the automatic control of objects with filtering properties.
Цель изобретени - повышение быс- тродействи и упрощение регул тора.The purpose of the invention is to increase speed and simplify the controller.
На фиг.1 представлена функциональна схема регул тора; на фиг.2 и 3 - принципиальные схемы вариантов вьшолнени входного фильтра; на фиг.4 - эпюры выходных напр жений основных блоков регул тора.Figure 1 shows the functional diagram of the controller; 2 and 3 are schematic diagrams of embodiments of the input filter; Fig. 4 shows plots of the output voltages of the main blocks of the regulator.
На фиг.1-4 прин ты, следующие обоз- начени : входной фильтр 1, четвертый, третий, второй и первый релейные блоки 2 - 5, широтно-импупьсный модул тор 6, одновибратор 7, детектор 8, ключ 9, фильтр 10, третий, первьй и второй элементы И 11, 12 и 13, первьй и второй -усилители 14 и 15 мощности, сумматор 16, RS-триггер 17, п тый релейный блок 18, интегратор 19, исполнительный механизм 20, исполнительный электродвигатель 21, редуктор 22, измеритель рассогласовани 23, резисторы 24 и 25, конденсатор 26, операционный усилитель 27, ключ 28, Uj,-входное напр жение импульсного регул тора (т.е. напр жение рассогласовани ) выходное напр жение входного фильтра 1, U,j- выходное напр жение четвер ;того релейного блока 2, Uj- выходное напр жение одновибратора 7, вы- ходное напр жение широтно-импульсного модул тора 6, Uj- аыходное напр жение детектора 8, выходное напр жение ключа 9, выходное напр жение фильтра 10, Ug- выходное напр жение третьего релейного блока 3, выходное напр жение третьего элемента И 11, и , ,Ц, - выходные напр жени In Figures 1-4, the following designations are accepted: input filter 1, fourth, third, second and first relay blocks 2-5, a pulse width modulator 6, a one-shot 7, a detector 8, a key 9, a filter 10, the third, first and second elements And 11, 12 and 13, the first and second amplifiers 14 and 15 of power, the adder 16, RS-trigger 17, the fifth relay unit 18, the integrator 19, the actuator 20, the executive motor 21, gear 22 , error meter 23, resistors 24 and 25, capacitor 26, operational amplifier 27, switch 28, Uj, input pulse voltage ra (i.e. mismatch voltage) output voltage of input filter 1, U, j - output voltage of four; that relay block 2, Uj - output voltage of one-oscillator 7, output voltage of pulse-width modulator 6 , Uj- the output voltage of the detector 8, the output voltage of the switch 9, the output voltage of the filter 10, Ug- the output voltage of the third relay unit 3, the output voltage of the third element And 11, and, C, the output voltages
10 11 10 11
соответственно второго и первого релейных блоков. 4 и 3, Ц, вьпсодные напр жени соответственно первого и второго элементов И 12 и 13, Ug,x выходной сигнал исполнительного механизма 20. I . ..respectively the second and first relay units. 4 and 3, C, and the output voltages of the first and second elements, respectively, And 12 and 13, Ug, x output signal of the actuator 20. I. ..
Широтно-импульсный модул тор 6 содержит сумматор 16, триггер 17, п тый релейный блок 18 и интегратор 19. В качес тве триггера 17 может быть применен известный RS-триггер.The pulse width modulator 6 contains an adder 16, a trigger 17, a fifth relay unit 18, and an integrator 19. A known RS trigger can be used as a trigger 17.
В качестве исполнительного механизма 20 в данном случае примен етс исполнительный механизм посто нной скорости, который содержит (однофазAs an actuator 20 in this case, a constant speed actuator is used, which contains (single-phase
toto
15 j 15 j
380252 380252
ный) электродвигатель 21 и (силовой) редуктор 22.motor) 21 and (power) gear 22.
В качестве входного фильтра 1 может быть применен один из вариантов 5 выполнени входного фильтра, представленных на фиг.2 и 3. Первьй вариант вьтолнени входного фильтра представл ет собой управл емый интегратор и содержит резистор 24, ко нден- сатор 26, операционный усилитель 27 и ключ 28. Второй вариант выполнени входного фильтра представл ет собой апериодическое звено и содержит резисторы 24 и 25, конденсатор 26, опе- рационньй усилитель 27 и ключ 28. Кроме того, указанное периодическое звено может быть реализовано любым Известным способом.As an input filter 1, one of the variants 5 of the input filter configuration shown in Figures 2 and 3 can be applied. The first embodiment of the input filter is a controllable integrator and contains a resistor 24, a capacitor 26, an operational amplifier 27 and key 28. The second embodiment of the input filter is an aperiodic link and contains resistors 24 and 25, a capacitor 26, an operational amplifier 27 and a key 28. In addition, the specified periodic link can be implemented in any known manner.
Фильтр 10 выполн ет в данном регу- л торе функции блока выделени посто нной составл ющей сигнала рассогласовани . В качестве фильтра 10 может быть использован любой известньй фильтр низких частот. В качестве детектора 8 может быть использован любой известный двухтактный детектор.The filter 10 performs in this controller the function of the DC selection block of the error signal. As the filter 10 can be used any limestone lowpass filter. As the detector 8 can be used any known push-pull detector.
Регул тор работает следующим образом .The regulator works as follows.
На вход регул тора поступает напр жение , пропорциональное разности , между заданным и дейстйительным значени ми регулируемого параметра. Напр жение U поступает одновременно на сигнальньй вход входного фильтра 1, на входы второго и первого релейных блоков 4 и 5, фиксирующих знак напр жени рассогласовани Ug,, и на вход детектора 10. Структурна схема данного регул тора обеспечивает возможность работы на трех режимах в зависимости от величины зоны нечувствительности третьего релейного блока 3, обладающего в указанном примере выполнени регул тора трехпозицион- ной характеристикой. Если зона нечувствительности третьего релейного блока -равна нулю, то данный регул тор работает в режиме частотно-импульсной модул ции, при котором на выходах первого и второго элементов И 12 и 13 формируютс импульсные Напр жени и U,j, импульсы которых имеют посто нную длительность и частоту следовани , определ емую величиной напр - жени рассогласовани U. В этом слу A voltage proportional to the difference between the set and actual values of the controlled parameter is applied to the regulator input. The voltage U is supplied simultaneously to the signal input of the input filter 1, to the inputs of the second and first relay blocks 4 and 5, fixing the sign of the error voltage Ug ,, and to the input of the detector 10. The block diagram of this controller allows operation in three modes depending on the size of the dead zone of the third relay unit 3, which in the indicated example of implementation of the regulator has a three-position characteristic. If the dead zone of the third relay unit is equal to zero, then this controller operates in the frequency-pulse modulation mode, in which the outputs of the first and second And 12 and 13 elements generate pulsed voltages and U, j, whose pulses have a constant duration and the following frequency, determined by the magnitude of the misalignment voltage U. In this case
чае при любой величине напр жени и на выходе фильтра 10 на выходе третьего релейного блока 3 имеетс tea at any voltage value and at the output of the filter 10 at the output of the third relay block 3 there is
отличное от нул напр жение Ug, которое подаетс на второй (инверсный) вход третьего элемента И 11 и преп тствует по влению на его выходе отличного от нул напр жени Ug, обеспечивающего замыкание ключа 9, т.е. включение цепей коррекции длительности импульсов управл ющего напр жени .non-zero voltage Ug, which is applied to the second (inverse) input of the third element 11 and prevents the appearance of a voltage different from zero voltage Ug that ensures the closure of the key 9, i.e. switching on the circuits of control voltage pulse duration adjustment.
При повышении напр жением U, на выходе входного фильтра 1 величины, достаточной дл срабатывани четвертого релейного блока 2, на его вьпсо- де по вл етс напр жение Uj, поступающее на тактовый вход широтно-им- пульсного модул тора 6. Происходит переключение триггера 17 и на выходе широтно-импульсного модул тора 6 по вл етс напр жение U , поступающее на вторые входы первого и второго элементов И 12 и 13.. В зависимости от пол рности напр жени рассогласовани Ug происходит по вление напр жени U (или U,j) на выходе элемен- та И 12 (или 13), что определ етс соответственно наличием напр жени (или Ц,,) на выходе релейного бло- jca 4 (или 5). При по влении напр жени V на выходе четвертого релейно- го блока 2 происходит срабатывание одновибратора 7 по переднему фронту напр жени и.. На выходе одновибратора 7 возникает короткий импульс напр жени и , поступающий на управл ющий вход входного фильтра 1 и вызывающий его обнуление. В дальнейшем происходит пропадание напр жени U на вьгходе широтно-импульсного модул тора 6, поскольку напр жение U, поступает через сумматор 16 На вход интегратора .19 и при достижении его выходным напр жением величины, достаточ- ной дл срабатывани п того релейного блока 18, происходит обратное переключение триггера 17 и возврат широтно- импульсного модул тора 6 в исходное состо ние. При сохранении напр жени рассогласовани на входе регул тора процесс регулировани повтор етс и на выходе усилителей 14 и 15 мощности формируютс пр моугольные импульсы напр жени управлени посто нной длительности, уWith increasing voltage U, the output of the input filter 1 is sufficient for triggering the fourth relay unit 2, the voltage Uj arrives at the clock input of the pulse width modulator 6 at its output. A trigger 17 is switched and at the output of the pulse-width modulator 6, a voltage U appears at the second inputs of the first and second elements AND 12 and 13. Depending on the polarity of the error voltage Ug, the voltage U (or U, j ) at the output of the element And 12 (or 13), which is determined respectively, the presence of a voltage (or C ,,) at the output of the relay block jca 4 (or 5). When voltage V appears at the output of the fourth relay block 2, the single vibrator 7 is triggered on the leading edge of the voltage and. At the output of the single vibrator 7, a short voltage pulse occurs and arrives at the control input of the input filter 1 and causes its zeroing. Subsequently, the voltage U at the input of the pulse-width modulator 6 disappears, since the voltage U is fed through the adder 16 to the input of the integrator .19 and when its output voltage reaches a value sufficient to operate the fifth relay unit 18, the reverse switching of the trigger 17 occurs and the return of the pulse-width modulator 6 to the initial state. When the error voltage is kept at the input of the regulator, the control process is repeated and at the output of the power amplifiers 14 and 15 rectangular pulses of control voltage of a constant duration are generated,
Если зона нечувствительности Третьего релейного блока 3 не равна нулю , в регул торе обеспечиваетс дополнительна модул ци импульсов уп равл ющих н апр жений по длительности. Наибольший эффект от применени данного регул тора обеспечиваетс в авIf the dead zone of the Third Relay Unit 3 is not zero, the controller provides an additional modulation of the control pulses for the duration of the control unit. The greatest effect from the application of this regulator is provided in av
токолебательных системах автоматического регулировани объектом, который обладает фильтрующими свойствами. В этом случае величина зоны нечувствительности третьего релейного блока 3 выбираетс таким образом, чтобы исклю тть замыкание ключа 9,.т.е. исключить возможность работы цепей коррекции регул тора в переходном режиме работы, когда происходит отра- ботка регул тором управл ющего или возмущающего воздействи до момента возникновени автоколебательного режима работы регул тора, характеризующегос попеременным по влением импульсов управл ющих напр жений на выходах первого и второй элементов И 12 и 13.oscillatory systems of automatic control by an object that has filtering properties. In this case, the dead zone size of the third relay unit 3 is selected so as to exclude the closure of the key 9, i.e. eliminate the possibility of regulator correction circuits operating in a transitional mode of operation, when the regulator controls a disturbing or disturbing effect until a self-oscillating operating mode of the regulator, characterized by alternating occurrence of control voltage pulses at the outputs of the first and second elements And 12, occurs and 13.
Когда в результате отработки регул тором внешнего воздействи посто нна составл юща напр жени рассогласовани и, достигает заданной величины (например, момент времени t, , фиг.2), то напр жение U на выходе третьего релейного блока 3 пропадает. При возникновении на выходе широтно- импульсного модул тора 6 переднего. фронта очередного импульса напр жени U; происходит замь1кание кл|рча 9 и напр жение I- с выхода детектора 8 поступает на управл ющий вход широтно-импульсного модул тора 6 и, соответственно, на второй вход сумматора 16. При этом длительность им- пульсов напр жени U, определ етс суммой напр жений U, и U . .When, as a result of testing by an external regulator, the constant component of the error voltage and reaches a predetermined value (for example, time t, Fig. 2), then the voltage U at the output of the third relay unit 3 disappears. When the output of the pulse-width modulator 6 front. the front of the next voltage pulse U; the switch closes 9 | and the voltage I- from the output of the detector 8 goes to the control input of the pulse-width modulator 6 and, accordingly, to the second input of the adder 16. At the same time, the duration of the voltage pulses U U and U. .
Если в системе управлени , в которой примен етс данный регул тор, обеспечиваетс симметричный автоколебательный режим работы, характеризующийс тем, что ось колебаний выходного сигнала U, регул тора находитс на одинаковом рассто нии от значени сигнала Ugj,, в момент отсутстви импульсов напр жений U, и на выходах первого и второго элементов И 12 и 13, то на выходе регул тора импульсы сигнала U,, имеют посто нную длительность . Это св зано с тем, что симметричному автоколебательному сигналу на выходе исполнительного механизма 20 в регул торе с модул цией данного класса соответствует симметричный процесс изменени напр жени на выходе входного фильтра 1. В этом сигнале при различных пол рност х напр жени рассогласовани Ug, длительность импульсов выходного сигнала 11,, регул тора увеличиваетс в результате воздействи корректирующего напр жени Ug на одну и ту же величину. Если из- за соответствующих начальных условий в регул торе возник несимметричньй автоколебательный выходной сигнал Vgbtx или несимметричньй автоколебатель ньй-выходной сигнал Ug, вилс следствием внешнего возмущени (например, момент времени t, фиг,2), то соответственно происходит изменение напр жени и на выходе входного фильтра 1. При этом происходит коррекци длительности импульсов управл ющих напр жений и Ц на выходах первого и второго элементов И 12 и 13 до тех пор, пока на выходе регул тора не установитс симметричный автоколеба- тельньй сигнал U,If in the control system in which this regulator is used, a symmetric self-oscillating mode of operation is provided, characterized in that the oscillation axis of the output signal U, the regulator is at the same distance from the value of the signal Ugj, when there is no voltage pulse U, and at the outputs of the first and second elements And 12 and 13, then at the output of the regulator, the pulses of the signal U, have a constant duration. This is due to the fact that a symmetric self-oscillating signal at the output of the actuator 20 in a modulation controller of this class corresponds to a symmetrical voltage variation at the output of the input filter 1. In this signal for different polarities of the error voltage Ug, the pulse duration the output signal 11 ,, of the regulator increases as a result of the effect of the correction voltage Ug on the same value. If, due to the corresponding initial conditions in the controller, an asymmetrical self-oscillatory output signal Vgbtx or an asymmetrical self-oscillation oscillator output signal Ug occurred due to external disturbance (for example, time t, fig 2), then the voltage also changes at the output input filter 1. In this case, the control voltage pulse duration and C at the outputs of the first and second elements I 12 and 13 are corrected until a symmetric auto-oscillation is set at the output of the regulator ny signal U,
выл в случае, если в качестве входногоhowled in case as input
фильтра 1 используетс пе рвый известный вариант вьшолнени входного фильтра (см.фиг.2), то за счет обеспечени симметрии выходного сигнала регу л тора обеспечиваетс повышение точности регул тора, так как обеспечиваетс уменьшение величины отклонени регулирующего параметра от его заданного значени .filter 1 uses the first known implementation of the input filter (see Fig. 2), by ensuring the symmetry of the output signal of the controller, the accuracy of the controller is improved, since it reduces the deviation of the regulating parameter from its predetermined value.
Если в качестве входного фильтра t используетс второй известный вариант выполнени входного фильтра (см .фиг.3), то существенно повышаетс быстродействие регул тора. Это объ сн етс тем, что при использовании второго варианта выполнени входного фильтра в автоколебательном режиме работы регул тора величина посто нной составл ющей его выходного сигнала и..,, зависит только от степени егоIf the second known embodiment of the input filter is used as the input filter t (see Fig. 3), the speed of the controller is significantly increased. This is due to the fact that when using the second variant of the input filter in the self-oscillatory mode of the regulator, the magnitude of the constant component of its output signal and ..., depends only on its degree
несимметрии и равна нулю при симмет- asymmetry and is zero when the symmetric
ричном выходном сигнале Ugb,x регул тора . При этом замена первого варианта выполнени входного фильтра вторым вариантом существенно улучшает динамические характеристики регул тора, Повьш1ение быстродействи данного регул тора обеспечиваетс за счет того, что в отличие от регул тора-прототипа коррекци выходного сигнала Uee,y регул тора обеспечиваетс непосред- ственно при возникновении его асимметрии и посто нно, в то врем как в прототипе указанна коррекци обеспечиваетс только при по влении третьего импульса управл ющего напр жени относительно момента начала асимметрии выходного сигнала регул тора - прототипа. . control output Ugb, x. In this case, replacing the first variant of the input filter with the second variant significantly improves the dynamic characteristics of the controller, Improving the speed of this controller is ensured by the fact that, unlike the prototype controller, the correction of the output signal of the Uee, y controller provides asymmetry and constant, while in the prototype the specified correction is provided only when the third impulse of the control voltage appears relative to the moment of the beginning of the asymmetries The output of the regulator prototype signal. .
00
5five
00
5 five
. .
При необходимости в данном регул торе может быть обеспечен режим работы с посто нной частотно-широтной модул цией управл ющего напр жени . В этом случае величина зоны нечувствительности третьего релейного блока 3 устанавливаетс больше, чем максимально возможна величина посто нной составл ющего напр жени рассогласовани Ug . . Таким образом, в данном регул торе обеспечиваетс возможность создани внутреннего контура регулировани начальных условий, обеспечивающего устранение посто нной составл ющей .ошибки (т.е. статической ошибки) регулировани при работе регул тора в автоколебательном режиме, позвол ющего при необходимости обеспечивать частотно-широтную модул цию управл ющих напр жений и обладающего по сравнению с известными импульсными регул торами простотой технической реализации .If necessary, in this controller, a mode of operation with constant frequency-width modulation of the control voltage can be provided. In this case, the magnitude of the dead zone of the third relay unit 3 is set larger than the maximum possible value of the constant component voltage error Ug. . Thus, in this controller, it is possible to create an internal loop regulating the initial conditions, ensuring the elimination of a constant component of the error (i.e., static error) of the regulator during the operation of the controller in the auto-oscillatory mode, allowing, if necessary, to provide a frequency-width modulus control voltages and possessing simplicity of technical realization in comparison with known pulse controllers.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843721904A SU1238025A1 (en) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | Pulse regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843721904A SU1238025A1 (en) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | Pulse regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1238025A1 true SU1238025A1 (en) | 1986-06-15 |
Family
ID=21111732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843721904A SU1238025A1 (en) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | Pulse regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1238025A1 (en) |
-
1984
- 1984-04-04 SU SU843721904A patent/SU1238025A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1004969, кл. G 05 В 11/26, 1981. Авторское свидетельство СССР №1170426, кл. G 05 В 11/26, 08.02.84. Авторское свидетельство СССР .№ 11175.85, кл. G 05 В 11/26, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5045800A (en) | Pulse width modulator control circuit | |
US4816981A (en) | Direct current magnetic polarization component compensation circuit for constant voltage/frequency power supply apparatus | |
SU1238025A1 (en) | Pulse regulator | |
US3131340A (en) | Proportional pulse servo system | |
US4141376A (en) | Digital servovalve drive | |
US4059790A (en) | Non-oscillating torque control apparatus | |
EP0167865A2 (en) | Driving circuit for liquid crystal display | |
US4039917A (en) | On-off servocontroller generating a pulse-duration-modulated error-compensating signal | |
SU513349A1 (en) | Transformer Voltage Regulator | |
SU1251025A1 (en) | Pulse regulator | |
US3214661A (en) | Line tracers | |
SU1166055A1 (en) | Servo drive | |
SU1408426A1 (en) | Direct-current stabilizer | |
SU1157535A1 (en) | Secondary source of electric power | |
US4495460A (en) | Resettable feedback sensor | |
SU1416934A1 (en) | Position regulator for delay systems | |
SU857929A1 (en) | Relay regulator | |
SU1757074A1 (en) | Device for stabilizing dc motor velocity | |
SU1529190A1 (en) | Voltage automatic control device | |
US5093628A (en) | Current-pulse integrating circuit and phase-locked loop | |
SU962881A1 (en) | System for automatic control of temperature | |
SU1275398A1 (en) | Device for controlling temperature of crystal oscillator | |
SU1354173A1 (en) | Temperature change speed regulator | |
SU962860A1 (en) | Apparatus for maintaining stable recurrent processes | |
SU1166233A1 (en) | Phase shifting device for controlling rectifier converter |