Многопороговый релейный элемент с опережающей характеристикой Советский патент 1988 года по МПК H03K5/24 

со Ч

00

о со

4

Фие. 1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использован для формирования сигнала управления исполнительньми органами системы.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования положительного и отрицательного управляющего воздействия

На фиг. представлена блок-схема предлагаемого многопорогового релейного злемента с опережающей характеристикой; на фиг. 2 - выходная характеристика (диаграмма включения и выключения многопорогового релейного элемента).

На фиг. 2 обозначено: U - выходной сигнал, X - входной сигнал, X.(,2,...,п)-пороговые значения многопорогового релейного элемента с опережающей характеристикой, U - сигнал положительного управляющего воздействия, U - сигнал отрицательного управляющего воздействия, п - число пороговых значений.

Многопороговый релейный элемент с опережающей характеристикой содержит шину 1 входного сигнала, соединенную с первым входом элемента 2 сравнения, выходом соединенного с входами первого и второго двухпоэи- ционньпс релейных элементов 3 и 4, а вторым входом - с выходом интегратора 5, при этом шина 1 входного сигнала подсоединена к входу дискриминатора 6 знака входного сигнала, выходы которого подключены к управляющим входам первого и второго коммутатора 7, 8, входами соединенным с выходами двухпозиционных релейных элементов 3 и 4, входами интегратора 5 и входами установки в О первого и второго триггеров 9, 10, входы установки в .1 которых подключены к вьпсодам первого и второго коммутаторов 7, 8, а выход первого триггера 9 является выходом положительного управляющего воздействия, выход второго триггера 10 является выходом отрицательного управляющего воздействия.

Устройство работает следующим образом.

Пусть входной сигнал X увеличивается от нуля. При (X,h - уровень срабатывания первого двухпози- ционного релейного элемента) включается релейный элемент 3. При Х 0 выходной сигнал дискриминатора знака 6 и 1 (неинверсный выход), .

но

13780342

(инверсньш выход). Сигнал включает первый коммутатор (К,) 7, а сигнал отключает второй коммутатор (к5) 8. Выходной сигнал первого двухпозиционного релейного эле

мента 3 U поступает на вход интегратора 5 и вход установки в 1 (коммутатор К, открыт) первого триггера 9 (т,). По сигналу и, триггер 9 (т, ) переходит в единичное состояние, формируя выходной сигнал Ua(Ua - выходной сигнал триггера 9, находящегося в единичном состоянии). Далее сигнал U будем называть положительным управляюЕцим воздействием. Одновременно сигнал (и - значение сигнала U, при включенном состоянии релейного элемента 3) вызывает изменение выходного сигнала интегратора 51 (при , ) на величину h (релейный элемент 3 включен до тех пор, пока сигнал S - выходной сигнал сравнивающего устройства

2 ) - не станет равным нулю). Сигнал S определяется равенством .

Условие (условие отпускания релейного элемента 3) при может быть выполнено при . Полагая да, j-y

лее, что (X -зг) можно считать, что изменение сигнала I на величину h происходит за короткое время ( i- время включенного состояния релейного элемента 3), в течение которого величина X изменяется несущественно. Одновременно сигнал и 1 устанавливает второй триггер (TI) 10 в нулевое состояние и выходной сигнал триггера 10 (Т) (далее сигнал U будем называть отрицательным управляющим воздействием). Таким образом, при , ,

.

Если далее входной сигнал X продолжает возрастать, то при (х, 2h) срабатывает релейный элемент 3 на время О, подтверждая единичное состояние триггера Т, (фиг. 2) и нулевое состояние триггера Т, и увеличивает сигнал I на величину h (1 2h). Пусть X увеличивается 1ДО величин X -. В этом случае включение релейного элемента 3 произойдет i ран,

раз (,/h) и величина I станет равной . Триггер 9 в течение этого изменения (от X, до X ,) находится в единичном состоянии, формируя выходной сигнал , а триггер

10 находится в нулевом состоянии, формируя выходной сигнал .

. Пусть далее после достижения. X величины X. входной сигнал начинает уменьшаться. При , (i-l )h,S -h. В этом случае срабатывает второй релейный элемент 4 (уровень срабатывания этого элемента -h, а уровень отпускания -О).

Выходной сигнал релейного элемента 4 Ui -Uo (Up - величина выходного сигнала U при включении релейного элемента 4) поступает на второй вход интегратора 5 и на вход установки в О триггера 9. Этот сигнал устанавливает в О триггер 9 и выходной сигнал этого триггера U становится равным нулю. Одновременно сигнал и изменяет (уменьшает) выходной сигнал интегратора I на величину h, т.е. при J., I(i-l ) (.,. Так как X О, то коммутатор 8 закрыт и сигнал Ui не проходит на вход триггера 10, состояние которого остается неизменным (U 0).

В дальнейшем при уменьшении X на величину h происходит повторное включение релейного элемента 4, которое подтверждает нулевое состояние триггера 9 (и 0) и уменьшает на величину h сигнал I. При выключении релейных элементов 3 и 4 .

Таким образом, при увеличении X от нуля включение многопорргового релейного элемента с опережающей ха- рактеристикой ( Ua ) происходит при ,h. Выключение этого релейного элемента () после достижения X максимального значения Х- происходит при j (i-l )h ( ,2,.. . ,п), т.е. имеет место эффект опережения. Максимальное число пороговых значений п определяется равенством п , где 1„- максимально возмояс- ная величина сигнала I,

Рассмотрим теперь работу многопорогового релейного элемента с опережающей характеристикой при X 0,

Пусть сигнал X уменьшается от нуля. В этом случае выходной сигнал дискриминатора знака 6 Q (иеин- версный выход), а (инверсный выход). Сигнал включает второй коммутатор (к а) 8, а сигнал отключает первьй коммутатор (К ,) 7. При Х -Х -h срабатавает второй двухпозиционный релейный элемент 4 и его выходной сигнал U -U,, посту10

3780344

пает на вход уставки в О триггера 9 и через открытый коммутатор 8 на вход установки в 1 второго триггера 10. Сигналом U7 -U триггер 10 устанавливается в единичное состояние, формируя выходной сигнал (). Одновременно сигнал U -U вызывает изменение выходного сигн.- ла интегратора 5 I на величину -h. При дальнейшем уменьшении входного сигнала X схема работает аналогично,

5

0

5

0

Таким образом, рассмотренная схема многопорогового релейного элемента с опережающей характеристикой формирует при X О положительное управляющее воздействие с выхода триггера 9 и при X О - отрицательное управляющее воздействие с выхода /. триггера 10.

Формула изобретения

Многопороговый релейный элемент с опережающей характеристикой, содержащий сравнивающее устройство, первый и второй двухпозиционные релейные элементы, интегратор и первый триггер, вход установки в О которого соединен с -выходом второго двухпозиционного релейного элемента, при этом первый вход сравнивающего устройства соединен с шиной входного сигнала, второй вход сравнивающего устройства - с выходом интегратора, а выход - с входом первого и второго двухпозиционных релейных элементов, выходы которых подключены к первому и второму входам интегратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования положительного и отрицательного управляющих воздействий, В него дополнительно введены дискриминатор знака входного сигнала, первый и второй коммутаторы и второй триггер, вход установки в 1 кото- . рого соединен с выходом второго комQ мутатора, а вход установки в О - ,с выходом первого двухпозиционного релейного элемента и сигнальным входом первого коммутатора, управля- ющий вход которого подключен к неинJ версному Ш11ХОДУ дискриминатора знака входного сигнала, а выход - к входу установки в VI первого триггера, выход второго двухпозиционного релейного элемента соединен с сигнальным

0

5

входом второго коммутатора, управляющий вход которого подключен к ин,- версному выходу дискриминатора знака входного сигнала,вход которого соединен с шиной входного сигнала, при

-Xft Xi-Xi-t -Xz -Xt

U

этом выход первого триггера является выходом положительного управляющего воздействия, а выход второго триггера - выходом отрицательного управляющего воздействия.

Lfa

и

u

л/ Xi Д|./ Xl Xfj X

Ua

(PU8. 2