SU1529173A1 - Трехпозиционное импульсное пороговое устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в регул торах напр жени , частоты, активной и реактивной мощности автономных электроустановок. Целью изобретени   вл етс  повышение точности устройства. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что входной сигнал подаетс  на первые входы первого и второго компараторов, выходные сигналы которых поступают на входы элемента ИЛИ. Выходной сигнал последнего поступает на информационный вход второго элемента задержки и через элемент НЕ на вход первого элемента задержки. Выходные сигналы первого и второго элементов задержки подаютс  соответственно на R и S - входы RS-триггера. Выходной сигнал последнего подаетс  на вторые входы первого и второго компараторов. Входной сигнал через двухтактный детектор подаетс  на управл ющий вход второго элемента задержки. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в регул торах напр жени , частоты, активной и реактивной мощности автономных электроустановок.

Целью изобретени   вл етс  повьше- ние точности устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - принципиальна  схема элементов задержки; на фиг. 4 - принципиальна  схема двухтактного детектора; на фиг. 5 - 9 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства.

Устройство содержит первый компаратор 1, элемент ИЕ2, первый и второй

элементы 3 и 4 задержки, КЗ-триггер 5, выпр митель 6, второй компаратор 7, элемент ИШ1 8, информационный 9 и опорный 10 входы и первый и второй выходы 11 и 12 устройства. Диоды , 13 - 17, резисторы 18 - 33, общую шину 34, операционные усилители 35 -39, конденсаторы 40 и 41 и источники 42 и 43 посто нного напр жени .

Устройство работает следуюсшм образом .

Пороги переключени  компараторов 1 и 7 задаютс  выходом управл ющего R3-тpиггepa 5,

Логическа  единица на выходе RS- триггера 5 Соответствует подаче на

вход управлени  порогом переключени  уровн  iTHTaiiHH, задава  тем самым одну границу области переключени  компараторов (-i-U дл  первого компаратора 1 и -и дл  второго компаратора 7).

Логический ноль на выходе RS-триг- гера 5 соответствует подаче на вход управлени  порогом уровн , близкого к нулю, задава  тем самым вторую близкую к нулю (или соответствующую зоне нечувствительности UIQ ) границу переключени  компараторов 1 и 7.

При большом входном сигнале (при 0) на выходе компаратора 1 посто нно присутствует уровень логической единицы, который воздействует на исполнительный элемент, например серводвигатель, воздействующий на объекты управлени , уменьша  тем самым величину Uq (U() в данном случае представл ет собой отклонение регулируемого параметра, например частоты, напр жени , активной или реактивной мощности, от заданного значени ).

В момент уменьшени  входного сигнала Ug до величины U (при Uq 0)

и

переходит из уровн  логической

единицы D логический ноль и управл ющее воздействие на исполнительный элемент прекращаетс . При этом элемент 3 задержки начинает отработку временной задержки t. Через врем  t на R-входе КЗ-триггера 5 по вл етс  единичный установочный уровень логического сигнаг1а. Выход КЗ-триггера 5 переключаетс  из уровн  логической единицы в уровень нул . Порог пере- ключени  компаратора 1 резко уменьшаетс  (до уровн  и ,jj ), но так как Ua еще не стало меньше этого порога срабатывани , на выходе 11 устройства оп ть по вл етс  активный единичный уровень сигнала, В этот момент времени начинает отработку временной задержки t элемент 4 задержки. Задержка tf, может быть посто нйой при посто нном пороге срабатывани  выходного элемента 4 задержки или зависимой от уровн  входного сигнала U при использовании U в качестве опорного сигнала, Через врем  t на S-входе КЗ-триггера 5 по вл етс  единичный установочный уровень логического сигнала. KS-триггер 5 переключаетс , на его выходе по вл етс  уровень логической единицы и порог переключени  компаратора 1 резко увели

0

5

0

5

0

5

0

5

чиваетс  до величины U. ИЬ так как при этом Uo уже стало меньше U, на выходе компаратора 1 оп ть снимаетс  сигнал и снова отрабатываетс  пауза t. Так повтор етс  до тех пор, пока величина L не уменьшитс  до второго порога переключени  компаратора 1 (U(U(,), т,е, пока U не войдет в зону нечувствительности, после чего уже независимо от логического уровн  сигнала на выходе RS-триггера 5 на выходе 11 устройства посто нно устанавливаетс  уровень логического нул  и отработка исполнительным элементом входного сигнала по этому каналу прекращаетс .

При отрицательном входном сигнале Uq О аналогичным образом работает втора  половина устройства, выдава  управл ющие сигналы по выходу 12,

Таким образом, релейно-импульсное пороговое устройство при больших входных сигналах Uq Uj формирует посто нный управл ющий сигнал, обеспечивающий максимальное управл ющее воздействие. При уменьшении величины входного сигнала (но (o при наличии зоны нечувствительности) выдерживаетс  посто нна  пауза t, необходима  дл  успокоени  переходных процессов, вызванна  в этом числе инерционностью элементов .систеьл регулировани , и далее формируетс  еще один управл ющий сигнал, дпитель- ность которого tji посто нна или пропорциональна величине входного сигнала , т.е, t KU,j, где К - коэффициент пропорциональности. При этом управл емому порогу элемента 4 временной задержки может задаватьс  дополнительное посто нное смещение так, чтобы обеспечить заданную минимальную длительность управл ющего импульса, котор а  еще будет отрабатыватьс  (чувствоватьс ) исполнительными элементами регул тора. Коэффициент пропорциональности К подбираетс  таким , чтобы при существующем темпе регулировани  длительности управл ющего импульса было достаточно дл  введени  регулируемого параметра или его отклонени  от заданной величины в зону нечувствительности , Если же этого не произошло, отрабатываетс  еще одна посто нна  пауза, в течение которой оп ть происходит успокоение переходного процесса и прекращаетс  вызванное инерционностью элементов

515

системы регулировани  изменение регулируемого параметра, а затем формируетс  еще один управл ющий импульс t Так продолжаетс  до тех пор, пока регулируемый параметр не будет введен в заданную область, т.е. в данном случае при наличии зоны нечувствительности формирование управл ющих импульсов будет осуществл тьс  до тех пор, пока и. не войдет в зону -U,o

и, и„.

Применение в составе регул торов порогового устройства с таким принципом формировани  выходного сигнала позвол ет отрабатывать возникающие отклонени  регулируемого параметра с максимальной скоростью, обеспечива  при этом исключение перерегулировани  и колебательных процессов, что позво- л ет сократить зону нечувствительности и увеличить точность поддержани  регулируемого параметра.

Граница перехода Uj. из области непрерывного выходного сигнала в область импульсного сигнала выбираетс  дл  конкретной cHCTCt-ibi регулировани  такой, чтобы при существующем темпе регулировани  после сн тий управл ющего сигнала в момент вхождени  в зону Uj продолжающеес  за счет инерционности элементов системы регулиро- дани  изменение регулируемого параметра не привело к перерегулированию (проскакиванию зоны нечувствительности ) и изменению знака рассогласовани  на противоположный.

Длительность паузы t задаетс  посто нной Такой, чтобы за вре1«   t прекратилось вызванное предыдущим управл ющим сигналом изменение выходного параметра.

Предлагаемое импульсное пороговое стройство может использоватьс  в составе регул тора частоты и активной мощности автономных источников электропитани , дл  чего на его вход подаетс  отклонение регулируемого параметра от заданной величины, а подключаетс  через соответствующий усилитель к исполнительному элементу, который по управл юии1м сигналам регул тора осуществл ет воздействие на регулируемьш параметр до тех пор, пока рассогласование не будет отработано до нул  (или до зоны нечувствительности ) .

Исполнительным элементом регул тора  вл етс  серводвигатель посто

Q

jj 20

25 Q

0

5

0

5

736

 нного тока, посредством которого осуществл етс  регулирова ше подачи топлива в двигатель и частоты в режиме автономной работы или загрузки в режиме параллельной работы. Запаздывание канала управлени , включа  исполнительный серводвигатель, может составл ть около 300 мс, а минимальна  длительность импульса, которую еще отрабатывает исполнительный серводвигатель , составл ет около JO мс. При чисто релейном принципе управлени  из-за такой инерционности возникает неустойчивое регулирование. Введение импульсного порогового устройства и установка длительности паузы около 300 мс и длительности импульса не менее 10 мс обеспечивают стабилизацию процесса регулировани  (точность распределени  нагрузок 2-3% и вьпие, точность поддержани  частоты 0,5% и выше).

Предлагаемое устройство при возникновении недопустимых отклонений формирует управл ющий сигнал без запаздывани .

Claims (2)

1. Трехпозиционное импульсное пороговое устройство, содержащее RS- триггер и два компаратора, первые выходы которых объединены и  вл ютс  входом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в него дополнительно введены элемент НЕ, первый и второй элементы задержки и элемент ИЛИ, соединенный входами с выходами первого и второго компараторов, а выходом - с информационным входом второго элемента задержки и входом элемента НЕ, подключенного выходом к входу первого элемента задержки, соединенного выходом с R-входом RS-тригге- ра, подключенного S-входом к выходу второго элемента задержки, а выходом - к вторым входам первого и второго компараторов, выходы которых  вл ютс  первым и вторым выходами устройства .

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающее с  тем, что в него дополнительно введен выпр митель, соединенный входом с первым входом первого компаратора, а выходом - с управл ющим входом второго элемента з - держки.

Фиг.1

J7 2

W

нг

Фиг. г

Фие.д

«5 /5 29

Фиг. 5

)

фце.6

Фиг. 7