Аналоговое запоминающее устройство Советский патент 1985 года по МПК G11C27/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к запоминающим устройствам, и может быть использовано в системах автоматического регулирования для комйенсации нелинейности в системе, обусловленной при регулировании скорости двигателей постоянного тока изменением магнитного потока (возбуждения) . Известно, что скорость двигателя постоянного тока Пдв представляет собой величину, обратную магнитному потоку , т. е. ия-1я-гя. к.-Ф где Ufl,J,J - напряжение, ток и сопротивление якорной цепи. Магнитный поток от тока возбуждения, согласно кривой намагничивания, имеет нелинейную зависимость, поэтому с учетом формулы (1) скорость электропривода от тока возбуждения пдв { (1в) имеет сложную зависимость. При изменении управляющего сигнала, а следовательно, и тока возбуждения на одну и ту же величину скорось двигателя изменяется не пропорционально управляющему сигналу, т. е. в зоне насыщения машины она изменяется незначительно, а при ослабленном поле - на больщую величину. Такой способ регулирования скорости электропривода отрицательно сказывается в целом на качественных показателях системы автоматического регулирования технологических параметров. Известны устройства, в которых для питания обмоток возбуждения двигателей постоянного тока применяются магнитные усилители. Для компенсации нелинейности и уменьшения мощности магнитного усилителя в цепь питания обмотки возбуждения вводится шунтовой регулятор (реостат), который механически связан с задающим потенциометром, а ступени щунтового регуля,тора тщательно подбираются при наладке электропривода 1. Для систем автоматического регулирования технологических параметров изменение скорости с помощью положений задающего потенциометра и шунтового регулятора из-за наличия «люфта в механических связях является нецелесообразным. Кроме того, в известных устройствах для компенсации нелинейности применяется специальный функциональный преобразователь, выполненный на резисторах и диодах. Такой функциональный преобразователь сложен в настройке, а нелинейность компенсируется с помощью отрезков ломаной линии, что не обеспечивает достаточной точности компенсации. Наличие «люфта в механических связях также ухудшает качество регулирования. Наиболее близким к предлагаемому является аналоговое запоминающее устройство которое не имеет механических связей и, следовательно, «люфта в системе автоматического регулирования, но выходное напряжение которого.при поступлении на входы дискретных сигналов «Больше или «Меньше с регулятора изменяется по линейному закон.у. Устройство содержит ключи, элементы с нелинейной характеристикой, пассивные элементы, накопительный элемент на конденсаторе, повторитель напряжения, шины управления, шины питания и щины переменного напряжения 2. При изменении скорости двигателя с помощью известного устройства ухудщаются динамические характеристики и точность системы автоматического регулирования технологических параметров. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в аналоговое запоминающее устройство, содержащее первый ключ, первый вход которого соединен с первой шиной питания и с первой щиной управления, второй вход первого ключа соединен с второй шиной управления, выход первого ключа соединен с первым выводом первого пассивного элемента, второй вывод которого соединен с второй шиной питания, третий вывод первого пассивного элемента соединен с входом первого элемента с нелинейной характеристикой, второй ключ, первый вход которого соединен с второй щиной питания и с третьей шиной управления, второй вход второго ключа соединен с четвертой шиной управления, выход второго ключа соединен с первым выводом второго пассивного элемента, второй вывод которого соединен с первой щиной питания, третий вывод второго пассивного элемента соединен с входом второго элемента с нелинейной характеристикой, накопительный элемент на конденсаторе, одна из обкладок которого соединена с первым входом повторителя напряжения, другая обкладка конденсатора соединена с вторым входом повторителя напряжения и с второй шиной питания, третий вход повторителя напряжения .соединен с первой щиной питания, и щины переменного напряжения, введены разделительные элементы, выполненные на диодах, выпрямитель, модулятор и формирователь тока, первый выход которого соединен с выходом первого элемента с нелинейной характеристикой и с катодом первого диода, второй выход формирователя тока соединен с выходом второго элемента с нелинейной характеристикой и с анодом второго диода, катод которого соединен с анодом первого диода и с одной из обкладок конденсатора, входы формирователя тока соединены с выходами выпрямителя, входы которого соединены с первым и вторым выходами модулятора, первый и второй входы модулятора соединены с выходами повторителя напряжения, третий и четвертый входы модулятора соединены с шинами переменного напряжения, третий, четвертый, пятый и шестой выходы модулятора являются выходами устройства. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - графики изменения скорости электродвигателя в зависимости от тока возбуждения. Устройство содержит ключи 1 и 2, пассивные элементы, например потенциометры 3 и 4, элементы 5.и 6 с нелинейной характеристикой, формирователь 7 тока, накопительный элемент на конденсаторе 8, разделительные элементы, например диоды S и 10, повторитель 11 напряжения, выпрямитель 12, модулятор 13, шины 14 и 15 питания, шины 16-19 управления, шины 20 и 21 переменного напряжения. Устройство функционирует следующим образом. Предположим, необходимо компенсировать нелинейность в системе автоматического регулирования, которая определяется кривыми 36 и Зг (фиг. 3). Компенсировать такую нелинейность можно с помощью отрицательной обратной связи. Напряжение с выхода повторителя 11 модулятором 13 преобразуется с заданной частотой, например с частотой сети 50 Гц, в переменное, которое затем выпрямляется и сглаживается выпрямителем 12 и подается на вход формирователя 7, состоящего из двух резисторов и транзистора, причем отрицательное напряжение прикладывается к затвору данного транзистора, благодаря чему формируется отрицательная обратная связь. При поступлении дискретного сигнала «Больше на шины 16 и 17 ключ 1 открывается, конденсатор 8 заряжается по цепи: шина 14 питания ключ 1, пассивный элемент 3 или элемент 5, формирователь 7, диод 10, верхняя обкладка конденсатора 8, нижняя обкладка конденсатора 8 и шина 15 питания. Напряжение на выходе повторителя И, модулятора 13 и выпрямителя 12 увеличивается. Запирающее напряжение на затворе транзистора формирователя 7 возрастает, цри этом интенсивность заряда конденсатора 8 уменьшается. Таким образом, в зависимости от положения подвижных контактов резисторов формирователя 7 формируется функциональная зависимость изменения зарядного тока, а еле довательно, и выходного напряжения (кривая За), которая компенсирует нелинейность кривой 36. При отсутствии входных дискретных сигналов «Больше, «Меньше напряжение на конденсаторе 8 не меняется (режим запоминания) и на выходе устройства напряжение длительное время остается неизменным (этот режим отображен прямой Зв). При поступлении сигнала «Меньше на шины 18 и 19 открывается ключ 2 и конденсатор 8 начинает разряжаться по цепи: верхняя обкладка конденсатора 8, диод 9, сток-исток транзистора формирователя 7, один из его резисторов, элемент 6, пассивнцй элемент 4 или ключ 2, вторая обкладка конденсатора 8. Поскольку первоначальное напряжение на выходе устройства большое, то к затвору транзистора формирователя приложено такжебольшое запирающее напряжение, поэтому в первоначачальный момент начинается медленный разряд конденсатора 8. Затем по мере разряда конденсатора 8 запирающее напряжение на транзисторе формирователя 7 уменьшается, интенсивность разряда конденсатора 8 возрастает и напряжение на выходе устройства изменяется по кривой Зд, компенсируя нелинейность в системе (кривая Зг). С помощью регулировочных резисторов формирователя 7 легко производится настройка устройства на требуемую функциональную зависимость изменения выходного напряжения, при этом точность регулирования скорости питателей за счет ослабления магнитного потока значительно увеличивается по сравнению с известным устройством. Испытания показали, что точность запоминания выходного напряжения в предложенном устройстве повыщена в 5 раз по сравнению с прототипом.

Упрооление

АНАЛОГОВОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый ключ, первый вход которого соединен с первой шиной питания и с первой шиной управления, второй вход первого ключа соединен с второй шийой управления, выход первого ключа соединен с первым выводом первого пассивного элемента, второй вывод которого соединен с второй шиной питания, третий вывод первого пассивного элемента соединен с входом первого элемента с нелинейной характеристикой, второй ключ, первый вход которого соединен с второй шиной питания и с третьей шиной управления, второй вход второго ключа соединен с четвертой шиной управления, выход второго ключа соединен с первым выводом второго пассивного элемента, второй вывод которого соединен с первой шиной питания, третий вывод второго пассивного элемента соединен с входом второго элемента с нелинейной характеристикой, накопительный элемент на конденсаторе, одна нз обкладок которого соединена с первым входом повторителя напряжения, другая обкладка конденсатора соединена с вторым входом повторителя напряжения и с второй шиной питания, третий вход повторителя напряжения соединен с первой шиной питания, и шины переменного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в негр введены разделительные элементы, выполненные на диодах, выпрямитель, модулятор и формирователь тока, первый выход которого соеди йен с выходом первого элемента с нелинейной характеристикой и с катодом первого « диода, второй выход формирователя тока (Л соединен с выходом второго элемента с нелинейной характеристикой и с анодом второго диода, катод которого соединен с анодом первого диода и с одной из обкладок конденсатора, входы формирователя тока соединены с выходами выпрямителя, входы которого соединены с первым и вторым выходами модулятора, первый и второй входы модулятора соединены с выходами повторителя напряжения, третий и четвертый входы модулятора соединены с шинами переменного напряжения, третий, четвертый, пятый и шестой выходы модулятора являются выхо00 дами устройства.

IS