Экстремальный регулятор Советский патент 1988 года по МПК G05B13/02 

со о ел

о

4

О5

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано в самонастраивающихся радиотехнических и радиоиз- мерительных устройствах, например для настройки полосового фильтра с электронной перестройкой.

Целью изобретения является повышение точности экстремального регуля тора при быстро изменяющихся параметрах объекта регулирования.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Экстремальный регулятор содержит амплитудный детектор 1, дифференциатор 2, вентили 3 и 4, инвертор 5, элементы И 6 - 9, элементы ИЛИ 10 и 11, триггер 12, генератор 13 импульсов, ключи 14 и 15, блок 16 формиро- вания управляющего напряжения, состоящий из последовательно соединенных реверсивного счетчика 17 импульсов и цифроаналогового преобразователя -18, и объект 19 регулирования.

Экстремальный регулятор работает следующим образом.

В качестве объекта 19 регулирования взят- полосовой фильтр с электронной перестройкой по частоте.

Импульсы генератора 13 проходят через ключ 14 (или 15) на инверс- ньй (или прямой) вход счетчика 17, в результате ступенчато уменьшаются (или увеличивается) записанное в нем число и напряжение на выходе преобразователя 18 и управляющем входе объекта 19, осуществляя его пошаговую перестройку.

Пусть рабочая точка находится слева от максимума на экстремальной характеристике объекта 19. В этом случае при открытом ключе 15 и закрытом ключе 14, что имеет место в таком состоянии триггера 12, когда на его прямом выходе присутствует разрешающий потенциал, а на инверсном - запрещающий, напряжение на выходе амплитудного детектора 1 ступенчато нарастает, а на выходе дифференциатора 2 формируются положительные импульсы, которые, переходя через вентиль 4 и элементы И 6 и 1U, поступают на вход установки триггера 12 удерживая его в таком состоянии,при котором на его прямом выходе имеет место разрешающий потенциал, а на инверсном - запрещающий, ключ 14 зак

рыт, а ключ 15 открыт. В результате

5

0

рабочая точка объекта регулирования приближается к максимуму слева. На вход сброса триггера 12 положительные импульсы с выхода дифференциатора 2 не пропускаются вентилем 3 и закрытым элементом И 7. Если же открыт ключ 14, а ключ 15 закрыт, что имеет место в таком состоянии триггера 12, когда на его прямом выходе присутствует запрещающий потенциал, а на инверсном - разрешающий, то ближайший по времени импульс генератора 13 уменьшит напряжение на выходе амплитудного детектора 1, а на выходе дифференциатора сформируется отрицательный импульс, который пройдет через вентиль 3, инвертор 5 и элементы И 9 и ИЛИ 10 на вход установки триггера 12 и перебросит его в противоположное состояние. В результате ключ 14 закроется, а ключ 15 откроется и рабочая точка объекта регулирования станет приближаться к максимуму слева. Первый отрицательный импульс выхода дифференциатора 2, свидетельствующий в этом положении триггера 12 о прохождении максимума слева, проходя через вентиль 3, инвертор 5, элементы И 8 и ИЛИ 11,пос- тупает на вход сброса триггера 12, перебрасывая его в противоположное состояние. В результате ключ 14 открывается, а ключ 15 закрывается

5

0

5

И

возочередной импульс генератора 13 вращает настройку на один шаг.

Пусть рабочая точка находится справа от максимума на экстремальной характеристике объекта 19. В этом случае при открытом ключе 14 и закрытом ключе 15 напряжение на выходе амплитудного детектора 1 ступенчато нарастает, а на выходе дифференциатора 2 формируются положительные импульсы, которые, проходя через вентиль 4 и элементы 7 и 11, поступают на вход сброса триггера 12, поддерживая его в таком состоянии, что на его прямом выходе имеет место запреQ потенциал, а на инверсном - разрешающий потенциал, удерживающий ключ 15 закрытым, а ключ 14 открытым. В результате рабочая точка объекта регулирования приближается к макси-

5 муму справа. На вход установки триггера 12 положительные импульсы с выхода дифференциатора 2 не пропускаются вентилем 4 и закрытым элементом 6. Если же открыт ключ 15, а ключ 14

закрыт, то очередной импульс генератора 13 уменьшает напряжение на выходе амплитудного детектора 1, а на выходе дифференциатора 2 сформируется отрицательный импульс, который пройдет через вентиль 3, инвертор 5 и элементы И 8 и ИЛИ 11 на вход сброса триггера 12 и перебросит его в противоположное состояние. В резуль- тате ключ 15 закроется, а ключ 14 откроется, и рабочая точка объекта регулирования станет приближаться к максимуму справа. Первый отрицательный импульс с выхода дифференциато- ра 2, свидетельствующий в этом положении триггера 12 о прохождении максимума справа, проходя через вентиль 3, инвертор 5, элементы И 9 и ИЛИ 10 поступает на вход установки тригге- ра 12, переводя его в противоположное состояние. В результате на инверсном выходе триггера 12 появится запрещающий потенциал, а на прямом - разрешающий, ключ 15 открывается, а ключ 14 закрывается, и очередной импульс генератора 13 возвращает настройку на один шаг.

Таким образом, при отклонении рабочей точки объекта регулирования в любую сторону от максимума на величину одного шага настройки триггер 12 устанавливается в такое состояние при котором рабочая точка объекта регулирования возвращается в направле- НИИ к максимуму. Это обеспечивает автоматическое поддержание рабочей точки объекта регулирования в экстремуме с погрешностью, не превьш1ающей одного шага настройки, даже при бы- стро изменяющихся параметрах объекта регулирования.

Формула изобретения

Экстремальный регулятор, содержа- щий генератор импульсов, первый и второй ключи, первый и второй вентили, первый элемент И, триггер, блок

формирования управляющего напряжения, выход которого соединен с упраляющим входом объекта регулирования амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу объекта регулирования, и дифференциатор, подключенный входом к выходу амплитудного детектора, а выходом - к катоду первого вентиля и к аноду второго вентиля, выход генератора импульсов соединен с информационным входом первого ключа, выход второго ключа соединен с первым входом блока формирования управляющего напряжения, прямой выход триггера подключен к первому входу первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности экстремального регулятора, в него введены второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и инвертор, подключенный входом к аноду первого вентиля, выход инвертора соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с управляющими входами соответственно второго и третьего ключей и соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, у которого входы установки и сброса соединены с входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к катоду второго вентиля, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с выходами соответственно четвертого и третьего элементов И, первьш вход второго элемента И подключен к инверсному выходу триггера, информационный вход второго ключа соединен с информационным входом первого ключа, подключенного выходом к второму входу блока формирования управляющего напряжения.

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано в самонастраивающихся радиотехнических и радиоизмерительных устройствах. Экстремальные регуляторы имеют большое время настройки и автоподстройки, обусловленное большой колебательностью процесса настройки, и низкую точность настройки. Цель изобретения - повьш1ение точности экстремального регулятора при быстро изменяющихся параметрах объекта регулирования. Экстремальный регулятор содержит амплитудный детектор 1, дифференциатор 2, вентили 3 и 4, инвертор 5, элементы И 6, 7, 8, 9, элементы ИЛИ 10 и II, триггер 12, генератор импульсов 13, ключи 14 и 15, блок формирования управляющего напряжения 16 и объект регулирования 19. Устройство позволяет автоматически поддерживать рабочую точку объекта регулирования в экстремуме с точностью до одного шага настройки. 1 ил. с (Л