SU259226A1 - Цифровой пропорционально-интегральный с воздействием по производной регулятор - Google Patents

Description

предлагаемое устройство относитс  к области вычислительной техники.

Известны цифровые пропорционально-интегральные регул торы, содержащие сумматор, устройство управлени , регистры, логические схемы и выходное устройство.

Предложенное устройство отличаетс  от известных тем, что в нем выход частотного датчика подключен к первой схеме совпадени , управл ющий вход которой подключен к выходу дешифратора команд устройства управлени , выход первой схемы совпадени  соединен с первым входом сумматора, выходы регистров задани  пропорциональной, дифференциальной и интегральной составл ющих закона регулировани  и регистра остатка от делени  интегральной составл ющей подключены соответственно через вторую, третью, четвертую , п тую и шестую схемы совпадени  и сборку ко второму входу сумматора, выход сумматора подсоединен через седьмую, восьмую , дев тую и дес тую схемы совпадени  со входами этих регистров, выход регистра inpoпорциональной составл ющей через одиннадцатую схему совпадени  соединен со входом регистра дифференциальной составл ющей закона регулировани , выход сумматора подсоединен через схему совпадени  к регистру выходного устройства, выход которого подключен к первому входу схемы проверки равенства двух чисел, второй вход которой соединен с выходом счетчика команд устройства управлени . Это позвол ет расширить функциональные возможности и повысить быстродействие регул тора.

На чертеже представлена блок-схема предложенного цифрового регул тора.

Устройство содержит сумматор 1, регистры задани  2, пропорциональной 3, дифференциальной 4, интегральной 5 составл ющих закона регулировани , регистр 6 остатка от делени  интегральной составл ющей и устройство управлени  7. Последнее включает кварцевый генератор 8. счетчик команд 9 и дещифратор

команд 10. Цифровой регул тор содержит также выходной регистр 11, схему 12, срабатывающую на равенство двух чисел, датчик 13, клавишный переключатель 14 схемы совпадени  15-26, сборку 27.

Сумматор предназначен дл  преобразовани  частотных сигналов и вычислени  закона регулировани  в цифровой форме. Он имеет два схода С унитарным и параллельным кодом. В качестве сумматора в цифровом регул торе

может быть использован любой накапливающий сумматор, обладающий сдвигом в сторону младших разр дов.

и остатка от делени  интегральной составл ющей .

Устройство управлени  7 служит дл  задани  последовательности работы отдельных блоков регул тора, времени измерени  частотных сигналов и дискретности преобразовани  из цифровой формы в аналоговую.

Выходной регистр 11 и схема 12 преобразуют регулирующее воздействие из цифровой формы в аналоговую-длительность имлульса.

Ниже описан принцип работы цифрового регул тора.

В начальном состо нии при помощи клавишного переключател  14 устанавливаетс  число в регистре 2, соответствующее заданному значению регулируемой величины. Это число сохран етс  в течение всего процесса регулировани . Далее включаетс  автоматический режим работы регул тора. При этом регул тор работает циклично. Цикл состоит из двух тактов: такта измерени  текущего значени  регулируемой величины - частотного сигнала от частотных датчиков или ввода цифрового значени  этой величины в случае использовани  цифровых датчиков, а также такта вычислени  регулирующего воздействи .

Регулирующее воздействие вычисл етс  по формуле

пТ ( - к{(п - }Т}) +

+ ,

где - огкло нение в цифровой форме текущего значени  регулируемой величины; , - регулирующее воздействие;

Хг - коэффициент, определ ющий посто нную .времени интегрировани .

В начале каждого цикла сумматор устанавливаетс  в нулевое положение, в регистре // хранитс  цифровое значение регулирующего воздействи , вычисленное за (п - 1)-й цикл, регистр 3 установлен в нулевое положение, в регистре 4 записано цифровое значение отклонени  за (п- 1)-й цикл, в регистрах 5 и б - интегральна  составл юща  и остаток от делени  интегральной составл ющей соответственно за (п- 1)-й цикл.

В начале такта измерени  через схему 15 в сумматор из регистра 2 записываетс  число обратным кодом, через схему 25 поступают импульсы от частотного датчика 13 на сложение . В конце такта измерени  в сумматоре образуетс  число, соответствующее отклонению текущего значени  от заданного.

Программа работы цифрового регул тора в такте вычислени  регулирующего воздействи  заключаетс  в следующем:

отклонение текущего значени  регулируемой величины от заданного из сумматора записываетс  параллельным кодом в регистр 3;

новое значение остатка записываетс  в регистр 6. При этом записываетс  предполагаемый остаток, так как заранее известно количество разр дов, которые при вводе коэффициента Kz (при сдвиге) могут исчезнуть;

при делении на коэффициент Хз требуемое количество сдвигов устанавливаетс  при помощи переключател  в устройстве управлени ; в сумматор из регистра 5 добавл етс  цифровое значение интегральной составл ющей за (п - 1)-й цикл;

в регистр 5 записываетс  новое значение интегральной составл ющей из сумматора;

вычитаетс  величина отклонени  за (п-1)-й цикл;

в сумматор добавл етс  удвоенное значение отклонени  за п-й цикл;

из регистра 3 число записываетс  в регистр 4, из сумматора цифровое значение регулирующего воздействи  записываетс  в выходной регистр 11.

В качестве выходного преобразовател  используетс  преобразователь цифры в делитель импульсов. Такого рода преобразователь может работать на различного рода исполнительные механизмы. На двигатель посто нного тока (известно импульсное управление этими двигател ми) - шаговый, синхронный, асипхронный двигатели.

Выходна  длительность импульса определ етс  прохождением счетчика 9 через нуль и моментом равенства чисел в счетчике команд и выходном регистре //. Момент равенства определ етс  схемой 12. Точность преобразовател  практически зависит от стабильности частоты генератора 8.

Использование такой структурной схемы регул тора позволило повысить быстродействие регул тора, сделать его более универсальным. Така  структурна  схема позвол ет легко переходить от одного закона регулировани  к другому, обладает широкими возможност ми по вводу различного рода коррекций и требует меньше оборудовани .

Предмет изобретени 

Цифровой пропорционально-интегральный с воздействием по производной регул тор, содержащий сумматор, устройство управлени , логические схемы, выходное устройство, регистры , отличающийс  тем, что, с целью растирени  функциональных возможностей и повыщени  быстродействи  регул тора, в нем выход частотного датчика подключен к первой схеме совпадени , управл ющий вход которой подключен к выходу дешифратора команд устройства управлени , выход первой схемы совпадени  соединен с первым входом сумматора,

выходы регистров задани  пропорциональной, дифференциальной и интегральной составл ющих закона регулировани  и регистра остатка от делени  интегральной составл ющей подключены соответственно через вторую, третью,

I сборку ко второму входу сумматора, выход умматора подсоединен через седьмую, восьмую , дев тую и дес тую схемы совпадени  со (ходами этих регистров, выход регистра проюрциональной составл ющей через одиннад (атую схему совпадени  соединен со входом )егистра дифференциальной составл ющей закона регулировани , выход сумматора подсоединен через схему совпадени  к регистру выходного устройства, выход которого подключен к первому входу схемы проверки равенства двух чисел, второй вход которой соединен с выходом счетчика команд устройства управлени .