Цифровой комбинированный регулятор Советский патент 1985 года по МПК G05F1/40 

2, Регулятор по п. 1 отличающийся тем, что, с целью его упрощения, дифференцирующие узлы выполнены в виде последовательно сое диненных регистра и блока сравнения, причем вход регистра и второй вход блока сравнения соединены и образуют вход дифференцирующего узла, а выход блока сравнения образует его выход, при этом управляющие входы

9298

регистров подключены к выходу генератора, тактовых импульсов.

3. Регулятор по пп 1 и 2, о тличающийся тем, что, с целью осуществления защиты путем определения соответственно знаков приращения регулируемого и регулирующего параметров, узел сигнализации аварийного отклонения параметра выполнен в виде блока логической обработки.

1. ЦИФРОВОЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, узел сравнения, сумматор, :цифроаналоговый преобразователь и узел управления исполнительньм элементом, соединенные последовательно, а также первый дифференцирующий узел, узел сигнализации аварийного отклонения параметра и узел задания эталонного параметра., выход которого подключен к второму входу узла сравнения, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу первого дифференцирующего узла, выход которого соединен с первым входом узла сигнализации аварийного отклонения пардметра, причем выход последнего подключен к второму входу узла управления исполнительным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования с одновременным осуществлением защиI ты от отказа системы регулирования в переходных режимах, в него введен (Л второй дифференцирующий узел вход с которого подключен к выходу сумматора, а выход соединен с вторым входом узла сигнализации аварийного отклонения параметра и входом сумматора.

1

Изобретение относится к автоматическим управляющим устройствам, в частности к устройствам стабилизации и защиты от аварийного отклонения параметров (напряжения, тока частоты и т.д.).

Известен цифровой регулятор напряжения, состоящий из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выполненного в виде датчика и преобразователя напряжения в интервал времени, узла сравнения, входами которого являются выходы АЦП и устройства задания эталонного интервала, а выход подключен на вход схемы ячеек управления (цифроаналоговый преобра зователь 1Щ1), выход которой соединен с входом вентильного преобразователя (устройства управления исполнительным элементом) J«

Основными недостатками данного регулятора являются низкое качество регулирования в статических и динамических режимах, а также отсутствие сигнализации об отказе системы регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор содержащий АЦП, -узел сравнения, сумматор, ЦАП и узел управления исполнительным элементом, соединенные последовательно, а также узел задания эталонного параметра и дифференцирующий узел, причем узел задания эталонного параметpa подключен на второй вход узла сравнения, а дифференцирующий узел на выход АЦП, выход дифференцирующего узла является управляющим входом устройства сигнализации аварийного напряжения, второй вход

которого соединен с выходом АЦП через два последовательно соединенных счетчика 2 ).

К недостаткам этого регулятора следует отнести низкое качество регулирования в статических и динамических режимах (наличие статической ошибки и колебательность переходных процессов), а также невозможность осуществления защиты от отказа системы регулирования в переходных режимах.

Цель изобретения - повышение качества регулирования с одновременным осуществлением защиты от отказа системы регулирования в переходных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой регулятор, содержащий аналого-цифровой преобразрват ль, узел сравнения, сзтматор, (цифроаналоговый преобразователь и узел управления исполнительным .элементом, соединенные последовательно, а также первый дифференцирующий узел, узел сигнализации аварийного отклонения параметра и узел задания эталонного паарметра, выход которого подключен к второму входу узла сравнения, выход .аналого-цифрового преобразователя подключен к входу первого дифференцирующего узла, выход которого соединен с первым входом, узла сигнализации аварийного отклонения параметра, причем выход последнего подключен к второму узла управления исполнительным элементом, введен второй дифференцирующий узел, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входом сумматора и вторым входом

31

узла сигнализации аварийного отклонения параметра, который выполнен в виде блока логической обработки а дифференцирующие узлы выполнены в виде последовательно соединенных регистра и блока сравнения.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - вариант построения узла логической обработки.

Схема устройства содержит АЦП 1, узел сравнения 2, сумматор 3, ЦАП 4, узел управления исполнительным элементом 5, соединенные последовательно, а также дифференцирующие узлы 6,7 состоящие из последовательно соединенных регистров 8,9 и блоков сравнения 10, 11, узел сигнализации аварийного отклонения параметра 12, выполненный в виде узла логической обработки, генератор тактовых им-. пульсов 13 и узел задания эталонного параметра 14. Второй вход узла сравнения 2 подключен к узлу задания эхалонного параметра 14. На выходы АЦП 1 и сумматра 3 подключены диффе1 енцирующие узлы 6 и 7, каждый из которых состоит из регистра 8 и блока сравнения 10, соединенных последовательно (соответственно 9 и 11 для узла 7), причем вход регистра является также вторым входом блока сравнения. Выходы блоков сравнения 10 и;11 подключены на входы узла логической обработки 12, который соединен с устройством управления исполнительным элементом 5. На управляющие входы регистров 8 и 9 подключен выход генератора тактовых импульсов 13. Выход дифференцирующего устройства 7 является вторым входом сумматора 3.

Устройотво работает следующим образом.

Регулируемый параметр (например, напряжение синхронного генератора с электромагнитным возбуждением) поступает на вход АЦП 1 и в виде цифрового кода передается на входы узла 2 и дифференцирующего узла 7. После сравнения с эталоном 14 величина ши знак сигнала ошибки (в зависимости от типа астатического регулятора - интегральный, пропорционально - интегральный или шаговый) поступает на вход сумматора. Если используется шаговый закон регулирования, то на счетный вход суммато792984

ра 3 должен быть подключен генератор тактовых импульсов, например 13. Код с выхода сумматора 3 подается на вход 1|АП А, в соответствии с вьгход5 ным сигналом которого изменяется сигнал на выходе узла управления исполнительным элементом 5 (усилителя мощности), т.е. регулирующее воздействие, и на вход дифференцирующего узла 7. Дифференцирующие узлы 6 и 7 работают по принципу сравнения предьщущего и последующего значений с помощью блоков сравнения 10 и 11. Причем последующие значения

t5 получают путем непосредственной подачи кода с выходов преобразователя 1 и сумматора 3 на входы блоков 10 и 11, а предьщугдие - за счет запоминания кода и передачи его на выход регистров 8 и 9 по сигналу тактового генератрра 13. Результаты сравнения с выходов блока 13,. 10 и 11 поступают на узел логической обработки 12, которая реализуется в соответствии с логическими уравнениями, описывающими соотношение, например, знаков приращений, производных (регулируемого и регулирующего параметров). Для синхронного генератора с электромагнитным возбуждением логическое соотно шение, описывающее аварийнзто работу системы регулиррования имеет вид

sipnAN Г i sign ЛИ I , .

I . - приращение кода регулируемого

5 параметра (напряжения генератора);

приращение кода регулирующего параметра (напряжения возбуждения возбудителя).

: На фиг. 2 показана принципиальная схема, реализующая получение Q с применением тепловых логических элементов. Данный сигнал поступает с выхода узла 12 на вход узла управления исполнительным элементом, и по нему вводится запрет на работу системы регулирования при возникновении отказа.

Одновременно с вьщачей информации с выхода дифференцирующего узла на

узел логической обработки 12 эта информация поступает на сумматор 3, где суммируется со знаком минус с содержимым сумматора, т.е. осуществляется гибкая отрицательная обратная связь. В регуляторе шагового.типа для демпфирования может использоваться информация только о знаке приращения (производной) .

Введение в регулятор второго дифференцирующего узла и использование его как для осуществления защиты в переходных режимах от аварийного отклонения параметров совместно с первым дифференцирующим узлом, так и для повьшения качества регулирования отличает предлагаемое устройствр от прототипа.

Использование элементов регулятора в качестве измерительных органов

ОтЮ

О

защиты, что особенно важно при цифровой реализации устройства ввиду необходимости преобразований вида аналогкод, а также использование элементов защиты в качестве демпферного контура для регулятора позволяет значительно снизить массу и габариты устройств управления.

Применение предлагаемого устройства возможно в различных системах управления, где необходима стабилизация и защита от аварийного отклонения параметров, но наиболее целесообраз-

ным является использование в автоновных электроэнергетических системах атмосферных и космических летательных аппаратов, так как здесь предъявляются особенно высокие требования

к массо- габаритным характеристикам систем управления.

От If