Регулятор

Регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОа ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Совет сник

Социапистические

Республик (i>l926615 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву 830299 (22) Заявлено 23, 06. 80 (21) 2945011/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 05 В 11/14

Звсударствкквый квмктет ав левам нзевретеккй и открытей

Опубликовано 07 ° 05.82, Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 07. 05. 82 (53) УДК 62-50 (088.8) Я. И.Онацкий, A ..Д. Горбачев, A . .П.Пашкевич и Ф.В.Фурман (72) Авторы изобретения

Иинский радиотехнический инвщтут (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в станках с программным управлением, установках для изготовле ния интегральных микросхем, в полиграфических автоматизированных уста5 новках, в оптико-механических установках, в устройствах ввода-вывода и хранения информации в ЦВИ;

По основному авт.св. к". 830299 известен регулятор, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, элемент сравнения, усилитель, исполнительный ключ, первый и второй широтно-импульсные модуляторы, первый вход первого ключа соединен с первым входом первого сумматора, через ждущий мультивибратор — со вторым входом первого ключа,а через дифференциатор "

20 с вторым входом первого широтно-импульсного модулятора, выход первого ключа соединен с вторым входом второгоширотно-импульсного модулятора, последовательно соединенные второй сумматор и элемент реверса и последовательно соединенные триггер и второй ключ, выход которого =оединен с вторым входом элемента сравнения, выход исполнительного механизма соединен с вторым входом второго ключа, вход и выход второго широтно-импульсного модулятора соединены соответственно с первыми входами второго сумматора и триггера и вторыми входами второго сумматора и триггера, вход первого ключа соединен с вторым входом элемента реверса, выходом подключенного к второму входу первого сумматора (13.

Недостатками известного регулятора являются его низкие динамические характеристики, это объясняется тем, что при подходе к заданной точке и при медленно меняющихся входных воздействиях управление ведется только с помощью отрицательной обратной связи по положению, а также ограни- . ченная область применения, поскольку

3 9266 при отработке больших рассогласований скорость перемещения выходного вала исполнительного механизма не может бесконечно увеличиваться в силу его конструктивных особенностей.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик и расширение области применения регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе дополнительно 10 установлены третий широтно-импульсный модулятор, второй триггер, элемент И, второй дифференциатор и третий и четвертый ключи, причем первый вход первого сумматора соединен с сигнальным входом первого ключа через третий ключ, выход второго широтно-импульсного модулятора соединен с вторым входом первого триггера через третий широтно-импульсный модулятор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, выход исполнительного механизма через последовательно соединенные четвертый ключ и второй дифференциатор соединен с третьим входом g5 элемента сравнения, первый вход второго триггера соединен с выходом второго широтно-импульсного модулятора, второй вход - с выходом третьего широтно-импульсного модулятора и третьим входом второго сумматора, а выход — с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера и управляющим входом третьего ключа, а выход - с зз управляющим входом четвертого ключа.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 временные диаграммы.

Регулятор содержит первый диффе40 ренциатор 1, ждущий мультивибратор

2, первый ключ 3, первый и второй ши" ротно-импульсные модуляторы 4 и 5, первый сумматор б, элемент 7 сравнения, усилитель 8 исполнительный меl

4$ ханизм 9, второй сумматор 10, элемент

11 реверса, первый триггер 12, второй, третий и четвертый ключи 13- 15, вто" рой дифференциатор lá, второй триггер

17, элемент И 18, третий широтно-импульсный модулятор 19, переключатель

20, суммирующее устройство 21 (X„выходной сигнал l-го функционального блока) °

Рассмотрим функции, выполняемые отдельными функциональными элементами регулятора, Ждущий мульти вибратор

2 запускается по переднему фронту скачка задающего воздействия, диффе.

4 ренциатор 1 выделяет передний фронт скачка задающего воздействия. Широтно-импульсные модуляторы 4,5 и 19 фильтруют импульсы, длительность которых определяется амплитудой входного сигнала регулятора, первый и второй триггеры l2 и 17 совместно с элементом И 18 управления ключей

13-15. Элемент 11 реверса формирует управляющее воздействие с учетом полярности задающего воздействия.

Устройство работает следующим образом.

В первоначальном состоянии ключи

1 3-15 замкнуты, триггер 12 в состоянии "0", а триггер 17 в состоянии

"1". Ждущий мультивибратор 2 по переднему фронту скачка, задающего воздействие, открывает ключ 3 и на .его выход проходит сигнал, пропорциональный по амплитуде входному воздействию. Дифференциатор 1 по переднему фронту скачка задающего воздействие запускает широтно-импульсный модулятор 4, который формирует импульс положительной полярности с длительностью, зависящей от амплитуды скачка задающего воздействия. По переднему фронту сигнала с выхода широтно-импульсного модулятора 4 триггер 9 устанавливается B состояние "1", что соответствует размыканию ключей 13l5. Импульсы с выхода широтно-импульсного модулятора 4 через второй сумматор 10, элемент 11 реверса, первый сумматор 6, элемент 7 сравнения и усилитель 8 поступает на вход исполнительного механизма 9. При этом интервал (t0,t ) будет соответствовать участку разгона, если X„(t)>0, и участку торможения, если X4(t)

Эти операции выполняются элементом 8 реверса. 8 момент t по заднему фронту импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 4 запускается широтно-импульсный модулятор 5 и триггер

17 через элемент И 18 замыкает ключ

15. Импульс с выхода широтно-импульсного модулятора 5 через сумматор 10 и элемент реверса поступает на вход сумматора 6. Таким образом, интервал (t<,t<) будет соответствовать движению выходного вала исполнительного механизма 9. с установившейся скоростью. В момент 1 запускается широтноимпульсный модулятор 19, на выходе которого появляется импульс отрицательной полярности (интервал t,t @).

По переднему фронту указанного им926615 6 лее быстрой (примерно на 6Ф) стабилизации регулятора.

Формула изобретения

5 пульса триггер 17 перебрасывается в состояние " 1", что соответствует раз мыканию ключа 15. Этим обеспечивается торможение (разгон) вала исполнительного механизма 9, если X<(t)>0 (Х4 (t) (О) . В момент t > триггер 12 ус1! I I тайавливается в состояние О, ключи 13 — 15 замыкаются и в дальнейшем регулятор работает под действием сигналов скоростной и позиционной обрат- 10 ных связей.

При медленно меняющихся задающих воздействиях регулятора на выходе ключа 3 - нулевой сигнал, ключи 13-15 замкнуты и регулятор работает по принципу отрицательных обратных связей.

Предлагаемый регулятор обеспечивает переходные процессы, близкие к оптимальным по быстродействию при го существенных ограничениях на фазовые координаты. Регулятор позволяет также улучшить динамические характеристики системы при медленно изменяющихся входных воздействиях, заключающие- 5

:ся в повышении быстродействия на 2,5> и точности на 1,(4. Отработка ступенчатых входных воздействий происходит при ограничении на скорость перемещения, при этом улучшаются энергетичес- 30 ,кие характеристики систем, в которых

;применяется предлагаемый регулятор, :т.е. уменьшается их энергоемкость почти на 33. Отрицательная обратная связь по скорости на участках движе - з ния с постоянной скоростью является стабилизирующей и в полтора раза уменьшает чувствительность регулятора к параметрическим возмущениям. При подходе к точке позиционирования вли-4о яние обратных связей способствует бо- .

Регулятор по авт.св. У 830299, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и .расширения области применения регулятора, в нем дополнительно установлены третий широтно-импульсный модулятор, второй триггер, элемент И, второй дифференциатор и третий и четвертый ключи, причем первый вход первого сумматора соединен с сигнальным входом первого ключа через третий ключ, выход второго широтноимпульсного модулятора соединен с вторым входом первого триггера через третий широтно-импульсный модулятор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, выход исполнительного механизма через последовательно соединенные четвертый ключ и второй дифференциатор соединен с третьим входом элемента сравнения, первый вход второго триггера соединен с выходом второго широтно-импульсного модулятора, второй вход — с выходом третьего широтно-импульсного модулятора и третьим входом второго сумматора, а выход - c первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера и управляющим входом третьего ключа, а выход.с управляющим входом четвертого ключа.

:Источники информацйи, принятые во енимание при экспертизе

1. Явторское свидетельство СССР

И 830299, кл. G 05 В 11/14, 13.07.79.

926615

Х17

Составитель Ю.Гладкин

Редактор Е.Дичинская Техред Ж. Кастелевич

КорректорС.Шекмар

Филиал ППП "Патент", i.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 2980/39 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5