Автоматический регулятор отношения сигналов Советский патент 1986 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в приборостроении, а также в устройствах автоматики, когда возникает необходдмость управления углом поворота движка потенциометра относительно его некоторого промежуточного положения, принятого за исходное причем угол поворота доллсен быть пропорционален отношению входных напряжений.

Цель изобретения - повьшение чувствительности устройства путем использования в качестве информационного параметра для регулирования выходной величины отношения разности входных напряжений к их сумме.

Па чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит шины 1 и 2, первый 3, второй 4 и третий 5 вычитатели, первый 6 и второй 7 сумматоры, первый 8 и второй 9 потенциометры, отсчетное устройство 10, блок 11 запоминания, усилитель 12 мощности, электропривод 13, первый 14 и второй 15 усилители, источник 16 опорного напряжения, зшравляемый делитель 17 напряжения, первый 18, второй 19,третий 20 и четвертый 21 ключи, а также программный блок 22, в который входят эталонный генератор 23, первый 24 и второй 25 счетчики, дешифратор 26, формирователь 27 и ключ 28.

Устройство работает следуюда-ш образом.

Циклограмма работы устройства задается программным блоком 22 и состо.ит из трех циклов.

Импульсы эталонного генератора 23 суммируются счетчиком 24. Разрядные шины счетчика 24 подключены к входам дешифратора 26 в соответствии с заданной програ№юй управления ключами 18-2 и 28. При моменты появле}шя импульсов на выходах фор шрователя команд 27 и длительности импульсов определяются моментами перепадов напряжений на соответствующих выходах дешифратора 26, формирующих передний и задний фронты управляющих импульсов,

В первом цикле происходит начальнал установка угла потенциометров 8 и 9, при этом навтором, третьем и четвертом выходах программного блока .22 управляюище напряжения отсутствуют, ключи 18-21 разомкнуты, движок

потенциометра 9 через ключ 20 подключен к входу блока 1 1 запоминания, а выход вычитателя 5 через ключ 21 - к входу усилителя 12 мощности. Через открытый ключ 28 от эталонного генератора 23 в счетчик 25 вводится код, определяемьй длительностью напряжения на управляющем входе ключа 28, поступающего с первого выхода формирователя 27 команд. Код второго счетчика 25 преобразует напряжение источника опорного напряжения 16 управляемым делителем 17 напряжения в сигнал, который через вычитатель 5, ключ 21 и усилитель 12 мощности воздействует на электропривод 13, перемещающий кинематически с ним связанные движки потенциометров 8 и 9, компенсируя на выходе вычитателя 5 напряжение, подаваемое на его первый вход. Таким образом, происходит начальная установка кинематически связанных движков потенциометров 8 и 9 на угол с, , задаваемый кодом программного блока 22, осуществляюащя, например, предварительную (грубую) регулировку системы.

В начале второго цикла открываются ключи 18 и 19 напряжением, поступающим с второго выхода программного блока 22, при этом на вход устройства поступают два сигнала, относительная разность напряжений между которыми несет информацию о состоянии регу лируемого параметра в системе регулирования .

Пусть поступающие на вход сигналы и, и Uj отличаются на величину fiU, тогда на выходе вычитателя 3 формируется напряжение

кди - и).

и.

где К - коэффициент передачи вычитателя 3.

На выходе сумматора 6 появляется напряжение

и (и, + и) к,

где К 2 - коэффициент передачи сумматора 6.

Для улучшения разрешающей способности системы с выхода сумматора 6 через уснпигепи 14 и 15 на выходы потенциометра 9 подаются разнополярные напряженк-ш, равные по модулю напряжению сумматора 6. Разнополярные напряжения формируются усилителями 14 и 15, построенными, например, на схемах с общим коллектором и общим эмиттер на которые подаются разнополярные н ряжения. Если коэффициенты передачи усилителей 14 и 15 равны единице, т напряжение, снимаемое с двишса поте циометра 9: PC, K(U,+ и). м ггде od - угол поворота движка потен циометра, установленный в первом цикле. Напряжение U через ключ 20 пост пает в блок 11 запоминания, с выход которого поступает на второй вход сумматора 7, на первый его вход пос тупает напряжение U. Выходное напряжение блока I1 зап минания U6 К,-и, K,.K,o((Ui + и), где К - коэффициент передачи блока 11. Выходное напряжение сумматора 7 и - К4(и,+ Ug) кДк/и - и, + K,,(U, «- и,) , где К - коэффициент передачи сумматора 7. В третьем цикле по команде программного блока 22 ключ 20 переводится в новое состояние, при котором движок потенциометра 9 отключается от входа блока 1I запоминания и подключается к второму входу вычитателя 4. На его выходе имеется напряжение Ug Uj) ,,K(U2-u,)+K2K,od, (и, + и) - , + и,) - и,) при условии К К 1- (где К коэффициент передачи вычитателя 4). Одновременно программный блок 22 переводит ключ 21 в новое состояние .при этом вход усилителя 12 мощности ключом 21 отключается от вычитателя 5 и подключается к выходу вычитателя 4, выходное напряжение которого через усилитель 12 мощности поступает на электропривод 13, связанный кинематически с движками потенциометров 8 и 9. Напряжение начнет изме няться, компенсируя напряжение, поступающее на электропривод 13: ,(U2-Ui(+K.jo,(Ui+U2) - Kjci (Ui+U) , . . где с - текущее значение угла поворЪта движка потенциометра 8. После окончания переходного процесса 1.1 0, приращение угла поворота движка потенциометра 9, осуществляющего точное регулирование системы относительно исходного положения: - KiiU7 I Uj) OCi кли, и.)2 гТаким образом, устройство позволяет получить постоянный результат приращения oi - iX I при пропорциональном изменении уровней сигналов U, и U, и обладает стабильной выходной характеристикой, не зависящей от уровней входных сигналов. Формула изобретен ия I. Автоматический регулятор отношения сигналов, содержащий две входные шины, вычитатель, потенциометр, выводами соединенный с источником опорного напряжения, и электропривод, кинематически связанный с подвижным контактом потенциометра, о тл и чающий с я тем, что, с целью повышения чувствительности, введены первый и второй сумматоры, первый и второй усилители, второй и третий вьгчитатели, блок запоминания, четыре ключа, усилитель мощности, программный блок, управляемый делитель напряжения, второй потенциометр, которого кинематически связаны с электроприводом и отсчетным устройством, при этом входные шины соответственно через первый и второй ключи соединены с первым и вторым входами первого вычитателя, а также с первым и вторым входами первого сумматора соответственно, а выход первого сумматора через первый и второй усилители соединены с неподвижными выводами второго потенциометра, движок которого соединен с входом третьего ключа, первый выход которого через блок запоминания соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого вычитателя, второй выход третьего ключа через второй вычитатель, четвертый ключ и усилитель мощности соединен с электроприводом, а выход второго сумматора соединен с вторым входом второго вычитателя, первый выход программного блока чррез управляемьш делитель напряжения и третий вычитатель соединен с вторым входом четвертого ключа, второй вход управляемого делителя напряжения соединен с третьим выходом , источника опорного напряжения, а второй вход третьего вычитателя соединен с движком первого потенциометра, второй, третий, и четвертый выходы . програмного блока соединены с управляющими входами первого, второго третьего и четвертого ключей.

2. Устройство по п.1, о т л и чающее с.я тем, что программный блок содержит эталонный генератор, выходом соединенный с входом первого счетчика и с входом второго счетчика, выход которого является первым выходом программного блока, выход первого счетчика через дешифратор соединен с входом формирователя команд, которьй первым выходом соединен с управляющим входом ключа, а второй, третий и четвертьш его выходы являются соответствующими выходами программного блока.

Изобретение может быть использовано в приборостроении, а также в устройствах автоматики, когда возникает необходимость управления углом поворота движка потенциометра относительно его некоторого промежуточного положения, принятого за исходное. Причем угол поворота должен быть пропорционален отношению входных напряжений. Целью изобретения является повышение чувствительности устройства. Устройство выполнено в виде электромеханической следящей системы, в которой в качестве информационного параметра дпя регулирования выходной величины используется величина отношения разности входных напряжений к их сумме, что повышает § чувствительность системы. Необходимая циклограмма работы устройства (/) обеспечена специальным программным блоком. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.