SU1339491A1 - Частотно-импульсный регул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическим регул торам и может быть применено дл  регулировани  различных процессов в теплоэнергетике и химии. Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и расширение области применени  частотно-импульсного регул тора. Регул тор содержит усилитель 1, интегратор 2, несимметричные релейные элементы 3 и 4, одно- вибраторы 5, 6, 7, усилители мощности 8 и 9, задатчики 10, 11, t2, 13, переключатели 15 и 16, триггеры 21 и 22 и элемент ИЛИ 23. В регул торе при его конструктивной простоте с помощью задатчиков 10, 11, 12, 13 обеспечиваетс  изменение..порогов срабатывани  несимметричных релейных элементов 3 и 4, что позвол ет примен ть регул тор дл  управлени  различными объектами, дл  которых нецелесообразен установившийс  режим автоколебаний со сравнительно большой частотой . 3 ил. т

Description

113

Изобретение относитс  к автоматическим регул торам, выходньш сигналом которых  вл етс  сери  модулированных по частоте электрических импульсов , и может быть применено дл  регулировани  различных процессов в теплоэнергетике и химии, в частности , при использовании в качестве исполнительных устройств механизмов с посто нной скоростью перемещени .

Цель изобретени  - упрощение конструкции и расширение области применени  частотно-импульсного регул тора .

На фиг, 1 представлена структурна  схема регул тора; на фиг. 2 - осцило- граммы сигналов регул тора при его работе; на фиг. 3 - структурна  обобщенна  схема регул тора при полном исключении его гистерезиса.

Регул тор содержит усилитель 1, интегратор 2, несимметричные релейные элементы 3 и 4, одновибраторы 5-7, усилители 8 и 9 мощности задатчики 10 - 13, ключевой элемент 14, переключатели 15 и 16, содержащие ключевые элементы 17, 18,и 19, 20 соответственно , RS-триггеры 21 и 22 и элемент ИЛИ 23.

Прин тые обозначени : входной сигнал регул тора; Y - выходной сигнал интегратора 2; Х и Х - выходные сигналы регул тора

Регул тор работает следующим об- разом.

На вход регул тора поступает сигнал рассогласовани , равный разности между заданным и действительным значени ми регулируемого параметра.Этот сигнал поступает на вход усилител  1 напр жени , усиливаетс  и поступает на вход интегратора 2. С выхода интегратора 2 сигнал поступает на входы несимметричных релейных элементов 3 и 4. Порог срабатывани  последних равен переменной величине U , конкретна  величина которой определ етс  тем, какой из задатчиков 10 - 13 подключен к управл ющим входам несиммет- ричных релейных элементов 3 и 4.

Рассматриваетс  случай,-когда задатчики 10 и 11 выдают посто нный и равный по величине сигнал, при котором U const и не равно 0. За- датчики 12 и 13 вьщают сигнал, при котором порог срабатывани  релейных элементов 3 и 4 равен 0. При выпол нении релейных.элементов в виде ком

„

5

0

5

0

5

0 5 Q

g

12

параторов на микросхемной элементной базе это может быть обеспечено, когда на выходе задатчиков 12 и 13 сигнал равен напр жению общей шины питани  регул тора. Также рассматриваетс  исходное состо ние схемы регул тора , при котором на выходе RS-триг- гера 21 сигнал отсутствует, а на выходе интегратора 2 сигнал Y О при нулевом входном сигнале. В этом случае ключевой элемент 17 разомкнут, а ключевой элемент 18 замкнут.

Порог срабатывани  релейного элемента 3 определ етс  задатчиком 11 и в рассматриваемом примере равен 0. В

этом случае, как только напр жение X

вх

на входе регул тора становитс  меньше О, интегратор 2 начинает интегрировать входной сигнал и на его выходе . сигнал становитс  больше О, поскольку в приведенном примере интегратором обеспечиваетс  инвертирование входного сигнала. Происходит срабатывание несимметричного релейного элемента 3,и на его выходе возникает кусочно-посто нный сигнал, поступающий на вход одновибратора 5, S-вход триггера 21, R-вход триггера 22 и на один из входов элемента ИЛИ 23. По переднему фронту сигнала с выхода элемента 3 происходит запуск- одновибратора 5, формирующего управл ющий импульс длительностью у , поступающий через усилитель В мощности на первьй выход регул тора.

Благодар  возникновению сигнала на выходе элемента ИЛИ 23 происходит запуск одновибратора 7, формирующего короткий управл ющий импульс, длительность которого выбираетс  из услови  полного разр да конденсатора интегратора 2. Разр д конденсатора происходит при поступлении импульса с выхода одновибратора 7 на управл ющий вход интегратора 2 (ключевого элемента 14), При разр де конденсатора интегратора 2 сигнал Y на его выходе становитс  равным О и пропадает сигнал на выходе неси1 « етрич- ного релейного элемента 3.

При по влении сигнала на выходе элемента 3 одновременно с запуском одновибраторов 5 и 7 происходит переключение RS-триггеров 21 и 22. На выходе RS-триггера 21 по вл етс  сигнал управлени , а на выходе RS-триггера 22 сигнал становитс  равным 0. При этом замыкаетс  ключевой элемент 17, размыкаютс  ключевые элементы

3

t8 .и 19, замыкаетс  ключевой элемент 20, Порог срабатывани  элемента 3 устанавливаетс  равным значению, определ емому задатчиком 10. При сохранении знака сигнал.а рассогласовани  процесс повтор етс , но при ином пороге срабатывани  элемента 3. На выходе регул тора формируетс  частотно-модулированна  последовательность импульсов Xj. При изменении знака сигнала рассогласовани  процес происходит аналогично, но при срабатывании несимметричного элемента 4, переключател  16, задатчиков 11 и и триггера 22..

Согласно осцилограмме изменени  сигнала на выходе интегратора 2 в.режиме установившихс  автоколебаний (фиг, 2 а) на выходе регул тора формируютс  по два импульса управлени  на полупериоде автоколебаний. При работе регул тора в составе системы автоматического регулировани  требуе 13

мый характер автоколебательного режи- 25 тотно-импульсного регул тора, он до30

.ма устанавливаетс  выбором соответствующего коэффициента . усилени  на структурной схеме (фиг. 3) регул тор представлен в виде последовательного соединени  интегратора с

{ передаточной функцией W(,(p) -, не (Линейного элемента (НЭ) с характеристикой квантовани  приращений и формировател  пр моугольных импульсов с передаточной функцией Vfp,(p) -е , 35

Задатчики 12 и 13 обеспечивают нулевой уровень срабатывани  элементов -3 и 4. Если задатчики 12 и 13 обеспечивают сигнал управлени , при котором йороги срабатывани  элементов 3 и 4 не равны О, то может быть осуществлена работа при введении в структуру регул тора гистерезиса произвольной величины, что позвол ет расширить область применени  регул тора дл  тех объектов управлени , дл  которых нецелесообразен установившийс  режим автоколебаний со сравнительно большой частотой.

40

45

полнительно содержит первый и второй переключатели, третий и четвертый задатчики , причем выходы первого и третьего задатчиков подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого переключател , подключенного информационным выходом к управл ющему входу первого несимметричного релейного элемента, вход которого соединен с информационным выходом интегратора и с информационным входом второго несимметричного релейного элемента, информационный выход которого подключен к входу вто- рого одновибратора и к R-входу и S- входу соответственно первого и второго RS-триггеров, выходы которых подключены к управл ющим входам соответственно первого и второго переключателей , выходы второго и четвертого эадатчиков подключены соответствен- но к перовому и второму информационным входам второго переключа - тел , информационный выход которого соединен с управл ющим входом второ-. го несимметричного релейного элемента , информационный выход первого не-. симметричного релейного элемента соединен с S-входом перво.го триггера и R-входом второго триггера.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Частотно-импульсный регул тор, содержащий усилитель, интегратор, первый и второй несимметричные ре10

   лейные , первый, второй и третий одновибраторы, первый и второй усилители мощности, первый и второй задатчики, первый и второй RS- триггеры и элемент ИЛИ, выход которого соединен через третий одновиб- ратор с обнул ющим входом интегратора , подключенного информационным входом к усилителю, вход которого  вл етс  входом регул тора, информаци- онные вьпсоды первого и второго несимметричных релейных элементов подключены соответственно к первому и 15 второму входам элемента ИЛИ и к входам соответственно первого и второго одновибраторов, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго усилителей- мощности, выходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами регул тора , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и расширени  области применени  час20

   0

   5

   0

   5

   0

   полнительно содержит первый и второй переключатели, третий и четвертый задатчики , причем выходы первого и третьего задатчиков подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого переключател , подключенного информационным выходом к управл ющему входу первого несимметричного релейного элемента, вход которого соединен с информационным выходом интегратора и с информационным входом второго несимметричного релейного элемента, информационный выход которого подключен к входу вто- рого одновибратора и к R-входу и S- входу соответственно первого и второго RS-триггеров, выходы которых подключены к управл ющим входам соответственно первого и второго переключателей , выходы второго и четвертого эадатчиков подключены соответствен- но к перовому и второму информационным входам второго переключа - тел , информационный выход которого соединен с управл ющим входом второ-. го несимметричного релейного элемента , информационный выход первого не-. симметричного релейного элемента соединен с S-входом перво.го триггера и R-входом второго триггера.

   r

   -Л

   ...,

   i

   )