SU1672414A1

SU1672414A1 - Система автоматического регулировани

Info

Publication number: SU1672414A1
Application number: SU894703772A
Authority: SU
Inventors: Сергей Матусович Кисельгоф; Юрий Николаевич Хижняков
Original assignee: Пермский политехнический институт
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к системам автоматического регулировани релейно-импульсного типа, предназначено дл стабилизации возмущаемых динамических объектов регулировани и может быть использовано в автономных источниках питани , например, стабилизации напр жени синхронного генератора. Целью изобретени вл етс повышение точности работы системы под нагрузкой. Система автоматического регулировани содержит генератор 1 пилообразного напр жени , элемент сравнени 2, триггер Шмидта 3, N триггерных элементов 4, N релейных элементов 5 - 5, триггер 6_N+1 с силовым выходом, сумматор 7 и объект 8 регулировани . Сущность изобретени заключаетс в удачной организации автоколебательной системы за счет введени N + 1 параллельных цепей и гистерезисом различной ширины. 3 ил.

Description

U ма

Ё

3

ю Ј

Ј

Изобретение относитс к системам автоматического регулировани релейно-им- пульсного типа, предназначено дл стабилизации возмущаемых динамических объектов регулировани и может быть использовано в автономных источниках питани , например стабилизации напр жени синхронного генератора.

Цель изобретени - повышение точности работы системы под нагрузкой.

На фиг. 1 показана структурна схема системы автоматического регулировани ; на фиг. 2 - схема триггерных элементов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы триггерных элементов.

Система автоматического регулировани (фиг. 1) содержит генератор 1 пилообразного напр жени , элемент 2 сравнени , триггер Шмидта 3, п триггерных элементов 4i-4n, n релейных элементов 5i-5n, триггер бп-н с силовым выходом, сумматор 7 и объ- ект 8 регулировани .

Триггерный элемент 4 (фиг. 2) содержит первый 9 и второй 10 одновибраторы, первый 11 и второй 12 D-триггеры и RS-триггер 13.

Генератор 1 пилообразного напр жени представл ет собой генератор импульсов линейно измен ющегос напр жени , введение которого обусловлено следующим .

В системе автоматического регулировани , содержащей релейный элемент с петлей гистерезиса, в основном контуре управлени присущи автоколебани , амплитуда Аавт которых зависит от уровн переключений управл ющего воздействи на объект 8 регулировани и может быть недопустимо большой, частота - от динамических свойств линейной части системы, а форма автоколебаний - от скважности работы релейного элемента.

С целью подавлени собственной частоты автоколебаний в систему ввод т генератор 1 линейно измен ющегос напр жени с параметрами тУл, U™, обеспечиваетс режим захвата, который наступит, если

fn. (3-4)тавт;

Угл UaBT.

Наброс (сброс) нагрузки в такой системе приводит к изменению скважности и, как следствие, формы автоколебаний при посто нной их частоте с необходимой амплитудой .

Учитыва , что триггер 6п-и есть тири- сторный триггер (симметричный, несимметричный ), то с целью исключени его срывов коммутации необходимо накладывать ограничени на скважность входного сигнала, т.е. необходимо вводить с помощью п триггерных устройств в нужное врем дополнительные управл ющие воздействи , что автоматически вызывает изменение скважности работы триггера бп-и с силовым

выходом в сторону удалени от критического состо ни , характеризующего возможный срыв коммутации последнего.

Границы изменени скважности работы триггера 6п+1 с силовым выходом в пределах

периода автоколебаний Тавт, задаваемые с помощью п .триггерных элементов 4, реализующих п двухпозиционных несимметричных релейных характеристик с гистерезисом, должны быть смещены одна

относительно другой с целью раздельного срабатывани триггерных устройств. Совокупность п триггерных элементов 4 и п релейных элементов 5 реализует регулируемый неполный приток, величина которого

всецело зависит от нагрузки системы. Чем больше нагрузка, тем больше будет введен неполный приток с целью поддержани скважности работы триггера бги-1 с силовым выходом, что подтверждаетс формулой

где F - нагрузка (внешнее возмущающее воздействие);

с/п - величина ограничени сигнала на

выходе одного любого из релейных элементов 5i-5n; m - число задействованных в работе триггерных элементов 4;

у- скважность работы триггера бп-м.

В целом корректирующее звено системы автоматического регулировани реализует релейно-импульсное устройство, вырабатывающее управл ющее воздействие

fi /ю +//ь

где//о медленно мен юща с составл юща , где реализовано квантование по уровню;

//1 - быстромен юща с составл юща , где реализовано квантование по времени (широтно-импульсна модул ци ).

Релейно-импульсный регул тор, лежащий по своим свойствам между релейным и широтно-импульсным регул торами, приближаетс к цифровому регул тору. При этом он исключает срыв коммутации триг- герного элемента и обеспечивает квазистатическую внешнюю характеристику объекта регулировани .

Триггерный элемент 41 (фиг. 3) реализует релейную несимметричную характеристику с петлей гистерезиса, ширина которой определ етс выражением е. (а )Тавт.

Система автоматического регулировани работает следующим образом.

Пусть в системе (фиг. 1) существуют устойчивые автоколебани . При этом на пр мые входы триперных элементов 4 и пр мой вход триггера 6пм с силовым выходом поступает пр ма периодическа последовательность импульсов длительностью т.имп с посто нным периодом Тавт, а на обратные входы триггерных элементов 4 и инверсный вход триггера 6п+1 с силовым выходом поступает их обратна последовательность .

Длительность импульсов пр мой последовательности при этом лежит в одном из пределов (а - /3)Тает, где «,/, -коэффициенты уставок ширины петли гистерезиса соответственно триггерных элементов 4, где i 1, 2...n,«i /3i;0,5 1; 0 5. При этом на вход объекта 8 регулировани по- ступает суммарное управл ющее воздействие , включающее выходной сигнал триггера 5п-н с силовым выходом и выходные сигналы тех релейных элементов 5 п, на входах которых имеютс управл ющие сигналы с соответствующих триггерных элементов 4. При уменьшении нагрузки (внешнего возмущающего воздействи ) число работающих триггерных элементов 4 уменьшитс , а значит , уменьшитс управл ющее воздействие на объект 8 регулировани . При увеличении нагрузки (внешнего возмущающего воздействи ) число работающих триггерных элементов 4 увеличитс и увеличитс управл ющее воздействие. Так как при этом

5 0

5 0 5 5

0

автоматически мен етс ширина релейной характеристики, то значение скважности работы триггера бги i с силовым выходом вл сь максимальным, не достигает критического значени , чем обеспечиваетс надежна устойчивость системы в переходном режиме и квазиастатизм в установившемс режиме.

Claims

Формула изобретени Система автоматического регулировани , содержаща объект регулировани , выход которого вл етс выходом системы и соединен с вычитающим входом элемента сравнени , первый суммирующий вход которого вл етс входом системы, генератор пилообразного напр жени , триггер с силовым ВЫАОДОМ, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом объекта регулировани , отличающа с тем, что, с целью повышени Точности работы под нагрузкой, она дополнительно содержит триггер Шмидта, п триггерных элементов и п релейных элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход генератора пилообразного напр жени соединен с вторым суммирующим входом элемента сравнени выход которого соединен с входом триггера Шмидта, пр мой и инверсный выходы которого соединены с соответствующими входами триггера и силовым выходом триггерных элементов, выходы которых соединен с входами соответствующих релейных элементов.

Фиг. 2