Способ программного регулирования и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к системам программного регулирования температуры сред или тел и может быть реализовано в системах, термостатирования, в энергетике, химической, металлургической, пищевой ч других областях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности программного регулирования.

На фиг. 1 представлен пример переходной характеристики объекта регулирования при воздействии на него тепловым потоком в виде единичной функции; на фиг. 2 - пример вычисления прогнозируемой температуры

объекта под возде йствием теплового потока в виде ступенчатой функции, вычисления прогнозируемой ошибки рассогласования и приращения теплового потока; на фиг. 3 - структурная схема устройства для программного регулирования; на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 5 и 6 - структурные схемы блоков памяти, варианты.

Устройство для программного регулирования содержит генератор 1 импульсов, распределитель 2 импульсов, программный задатчик 3, регистры 4 и 5 памяти для хранения кодов прираJ

й

щения температуры относительно начальной температуры Т для начала и конца интервала программного регулирования, блок 6 памяти для хранения кодов приращения тепловых потоков, для которьк переходный процесс не окончился, и суммы кодов приращений теплового потока, для которых переходные процессы в объекте завершились, блок 7 памяти ;хпя хранения кодов коэффициентов пропорциональности К-, з ножитель 8, регистр 9 для подключения выхода умножителя 8 к общей входной шине сумматора 10, регистр 11 памяти для накопления . ; промежуточных результатов вычисле- I НИИ и Формирования кода прогнозируе- i мой скорректированной:ошибки рассог- I ласования, регистр 12 памяти для ; хранения кода, равного 1/К, умножитель 13 для вычисления кода теплового потока, регистр 14 памяти для хранения кодов теплового потока на

мента сравнения. На фиг. изоПра- жена последовательность импульсов, разрешающих запись информапли и регистр 11 памяти. Так как запись осуществляется по заднему фронту, импульсы сдвинуты. На фиг. 4х-т изображены импульсы разрешения записи в регистры 14, 24, 5 и 4 памяти соответственно.

Блок.6 памяти (фиг. 5) содержит (п-1) регистров 26.1 - 26.П-1 памяти, счетчик 27 с параллельным выходом, депифратор 28 для выработки сигналов выборки регистра, элементы И 29.1- 29,п-1 для формирования сигналов разрешения записи, элемент 30 задержки для формирования сигнала разрешения записи в регистр 26.п-1 результата

суммирования. Повторители 31 с тремя состояниями для отключения выходов регистров 26.п-1 во время вычисления суммы и сдвига, инвертор 32 и элемент ИЛИ 33 для управления третьим состо

Изобретение относится к системам программного регулирования температуры сред или тел. С целью повышения точности регулирования ступенчатую функцию, в виде которой формиг руется упраапяющее воздействие, представляют суммой единичных функций. По переходной характеристике объекта управления определяют приращения температуры объекта к концу интервала программного регулирования, обусловленные соответствующими единичными функциями. Определяют прогнозируемую ошибку, корректируют ее на величину ошибки рассогласования, имевшей место к началу интервала регулирования, а управляющее воздействие формируют в виде суммы скорректированной ошибки рассогласования и.управляющего воздействия на предьщущем интервале программного регулирования. Устройство содержит вычислитель прогнозируемого изменения температуры, программный задатчик, элемент сравнения для вьтисления кода и знака имеющейся ошибки рассогласования, сумматор для вычисления..суммарной прогнозируемой ошибки, функциональный преобразователь для вычисления кода, пропорционального току, подаваемому на нагреватель, нагреватель, объект. 2 с.п. ф-лы, 6 ил. (Л

следующем интервале программного ре- 25 янием повторителей. Блок 6 памяти

гулирования, функщюнальный преобразователь 15 для извлечения квадратного корня, цифроаналоговый преобразователь 16, усилитель 17 мощности, нагреватель 18, объект 19 регулирования, датчик 20 температуры объекта аналого-цифровой преобразователь 21, элемент 22 сравнения для вычисления кода ошибки рассогласования, регистр 23 памяти кода ошибки рассогласования, регистр 24 и элемент 25 сравнения для вычисления кода приращения теплового потока.

На фиг, 4п изображена последовательность имп,ульсов, поступающих на тактовый вход блока 6 памяти, В течение первых п-1 импульсов,, когда ., присутствует сигнал Сдвиг (Фиг, 4р происходит сдвиг информации в регистрах памяти и накопление суммы в последнем регистре. Следующие п-1 импульсов осуществляют выборку информации из регистров блоков 6 и 7 памяти попарно. На это время регистр

45 процесса, протекающего в объекте, разбивается на п равных интервалов времени € . Так как характер переход ного процесса определяется только теплофизическими параметрами объекта

ведения с умножителя 8 на сумматрр , „„„ .,..„„„„„ „rxo,,.,

(фиг, 4е), На фиг,4тУ изображены импульсы, разрешающие выдачу кода регистра 4 памяти в общую шину и на вход регистра 5 памяти. На фиг, 4у

потока, то для моментов времени, кратных t , можно рассчитать коэффициенты пропорциональности:

55

к - it

i Q .

1 1 п ,

изображено положение относительно конца интервала Z импульса, разре- тающего вьщачу через регистр 23 памяти в общую пмну информации с элег.

имеет два выхода - выходная информационная шина и шина управления выборкой в блок 7 памяти и сумматор 34

Блок 7 памяти (фиг. 6) состоит 3Q из п-1 регистр.ов 35.1-35.п-1 памяти, входы и выходы которых подключены к общей шине, БЛОК 7 памяти содержит информационные шины, шины выбора регистра и шины управления записью кодов ,.

Способ оЬуществляется следующим образом.

35

Снимается переходная характеристика объекта управления (кривая разгона), временная зависимость температуры объекта при подаче мощности на нагреватель в виде единичной функции. На фиг. 2 представлен пример такой зависимости. Время переходного

процесса, протекающего в объекте, разбивается на п равных интервалов времени € . Так как характер переходного процесса определяется только теплофизическими параметрами объекта

зависит от амплитуды теплового

, „„„ .,..„„„„„ „rxo,,.,

потока, то для моментов времени, кратных t , можно рассчитать коэффициенты пропорциональности:

к - it

i Q .

1 1 п ,

t-;

где Q - амплитуда теплового потока, имеющего вид единичной функ- 1щи;

T(t) - температура объекта; i

t - рр емя .

Для линейных объектов К const при любых Q. Зная К- , можно рассчи-.. тать температуру объекта в любой момент времени, кратный С , если известна величина теплового потока Q и если он задан в виде единичной . функции. И наоборот, задаваясь вре- менем и величиной изменения температуры объекта, можно рассчитать величину теплового потока, который вызывает такое изменение.

Любую ступенчатую функцию можно представить в виде суммы единичных функций. Дпя тепловых полей справед.-. лив принцип суперпозиции, который за- клк чается в том, что изменение Tehine- ратуры объекта равно сумме изменений температуры, обусловленных каждым тепловьм потоком (если их несколько) в отдельности. Поэтому при воздействии на объект теплового потока, имеюi

Сумма uQ;характеризует тепло- I

щего вид ступенчатой функции, при . 25

условии, что изменения ступенчатой.рой поток, для которого переходные

функции происходят в моменты, кратныепроцессы в объекте закончились, т.е

, с помощью массива коэффициентовэтому тепловому потоку соответствует

К; можно рассчитать температуруодин коэффициент К„. Второе слагаемое

объекта в любой момент времени, крат- зо ьфажения (2) характеризует изменение

ный 2 . Пусть теперь в объекте управ- температуры объекта под воздействием

ления всякие переходные процессы от-теплового потока, вызьшающего пере- ;

сутствуют, и в нем поддерживаетсяходные процессы в объекте. Графичеспостоянная температура Т . Пусть ская интерпр етация вшисления прогномомента времени t О на объект начи- „зируемого изменения температуры обънает воздействовать тепловой поток векта приведена на фиг. 2. Ступенчатую

виде ступенчатой функции, который из-функцию (фиг. 2в) можно разбить на

меняет свое значение только в моментыединичные функгдаи (фиг. 2г, е, з.

времени, кратные С . Пусть с момента подачи теплового потока прошло io времени, где i п. Такую ступенчатую функцию можно представить в виде алгебраической суммы единичных функций.

Q(t) Qo + uQ, + ... + ДР;., ilQj

i

Рассчитав заранее значение коэффициентов К и используя принцип суперпозции, можно предсказать измё-

40

45

и к). На фиг. 2д, ж, и, л представ- . лены изменения температуры объекта под воздействием соответствующих тепловых потоков. Суммарное изменени температуры объекта пр.едставлено на фиг. 2о и вычисляется как сумма из- . менений температуры в соответствующи моменты времени. В приведенном примере (фиг. 2) время переходного процесса разбито на шесть интервалов. Для этого случая вычисляют шесть коэффициентов Kj,, К -Kg. А прогнози V Д i с и 11 т 1 1ЧУУ1 Л.- f -ч п .ч. лыг лл-,л-лч ел-ч-- - -г х-т- - Я О

нение температуры в объекте, обус-руемое изменение температзфы объекловленной данным..тепловым потоком длята, например, в момент времени, рав- любого момента времени. Например, для t (i + 1)t

ньй 102, равно

ЛТ;. - &д„К; + uQ.Ki., + ... + 4-/iQi., К iluQjK- .

О«f

. д

14641476

i Поскольку для j i + 1 - п единичных тепловьсх потоков переходные процессы в объекте управления окон f. чились, и для них все коэффициенты К К, выражение может быть представлено в виде

К,

1-Щ-

IIuQj +

j om ;-rn-a

0„-к,..

де

т -,- расчетное (прогнозируемое) приращение темпера- туры объекта к моменту , . времени (i + 1)Тпод воз...действием суммарного теплового потока, подведен- ного к объекту до момента времени it;

К - коэффициент, соответствзН Ю1Щ1Й окончанию переходных процессов.

(-П4-1

Сумма uQ;характеризует тепло- I

и к). На фиг. 2д, ж, и, л представ- лены изменения температуры объекта под воздействием соответствующих тепловых потоков. Суммарное изменение температуры объекта пр.едставлено на фиг. 2о и вычисляется как сумма из- . менений температуры в соответствующие моменты времени. В приведенном примере (фиг. 2) время переходного процесса разбито на шесть интервалов. Для этого случая вычисляют шесть коэффициентов Kj,, К -Kg. А прогнози-ч-- - -г х-т- - Я О

руемое изменение температзфы объекта, например, в

ньй 102, равно

55 ДТ, (uQo + uQ, + UQ4 + AQ, iQ) Kg + . + + , + , K,.

(В приведенном на.фиг:2 примере UQ в моменты времени t , 3t% З Г, Т-Г, e er, 9t равны нулю).

Очевидно, что для первого интер- влла программного регулирования сумма, вычисленная по формуле.(2), рав- на нулю, так как нагреватель еще ,не .включался.

Код расчетной (прогнозируемой) температуры сравнивается с кодом температуры задатчика 3. Код разности с соответствуюп им знаком, равен1.р

. &T;V,. - ЙТ,.. ,. (3) . гдб U 1 - приращение температуры .:, задатчика.

За время выполненная программы регулирования и подготовки регулятора к работе .температура окр ужающей среды может измениться.

Так как скорость изменения температуры окружающей среды обычно значительно меньше скорости изменения :ТемператзФЬ1 объекта, пере одньми процессами, обусловленными колебани- ями внешней температуры, можно пренебречь. Однако эти колебания, а также ошибки округления К| и Q j аппаратурные погрешности ЦАП и АЦП могут вызывать ошибку рассогласования, которую необходимо учитывать. Ошибка рассогласования определяется в момент времени, равный i o:

где

. AJ- uTf-ulf,. (4) .

а AT: - приращение температуры

объекта в момент времени

Сигнал с датчика 20 температуры, пропорхщональный приращению температуры объекта относительно Т, поступает на вход АЦП 21, где преобра зуется в йоответст.вующий код. Этот код в элементе 22 сравнения сравнивается с кодом приращения температуры задатчика 3, Разностный код с соответствующим знаком в соответствии с выражением (4) постзшавт на первьй вход сумматора 10, Так как изменение внешней температуры за время { пренебрежимо мало, то u,(i + 1) &2(i) . Исходя из этого рассчитываем полное отклонение про- гнозир уёмой температуры объекта от температуры задатчика

.-ьД, (йТД, -йТ-, )

- дт )

+ UTf(5)

Значение Д вычисляется сумматором 34. Для начала программного регулирования при условии, что температура объекта не отличается от Т,

л,

fi -uT./

5

0

, так как все остальные слагаемые равны нулю..

Для того, чтобы вывести объект регулирования в заданную точку к моменту времени (i + 1)Г, начиная с момента времени, равного it, к объекту нужно подвести дополнительно такой тепловой поток, который вызывает равное по величине, но противоположное по знаку изменение температуры. Значение приращения теплового потока вычисляется по формуле

iiQ; if-.(6)

а полный тепловой поток, который будет подаваться с момента времени

i-Г до (i +

1 Db,

равен

25

Qr .(7)

Значение кодов приращения и марнОго теплового потока вычисляются блоками 12, 13, 24 и 25, после чё- 30 го код приращения теплового потока AQ i пересыпается в блок 6 памяти, а код суммарного теплового потока поступает на вход функционального преобразователя. 35 Так как тепловой поток равен мощности нагревателя, то значение тока нагревателя с сопротивлением R вычисляется функциональным преобразователем 15 по формуле

40

I.

(8)

5

0

5

С выхода функционального преобразователя 15 код, пропорциональньй току нагревателя, записьшается в элемент 14 памяти, а затем преобразуется цифроаналоговым преобразователем 16 в аналоговый сигнал, который уснт.. ливается усилителем 17 мощности и подается на нагреватель 18.

Под воздействием подведенного к объекту тепла объект начинает нять свою температуру до ДТУ . Момент записи первого кода, в элемент 14 памяти является началом программного регулирования. Значение кода в элементе 14 памяти изменяется только в моменты времени, кратные с , После того, как в элемент 14 памяти

очередной код записан, система начинает вычисление кодов приращения теплового потока и суммарного теплового потока для следующего интервала г времени программы.

Пример. Величина тока нагревателя для первого интервала программного регулирования при условии, что температура объекта в момент времени t О равна Тд, имеет значение, равное

Пусть теперь с начала регулирования прошло (фиг. 2). По данным о тепловом потоке можно вычислить температуру объекта к моменту времени 11(Г (кривая А, точка 1) по формуле

15 гистра 26.П-1 к общей шине. Так как на вход ВР регистра все время подается 1, то с его выхода код поступает на вторые входы сумматора 34. При поступлении первого тактово-

20 го импульса счетчик 27, работающий в режиме вычитания, вьщает код, соответствующий числу п, при котором на п-выходе дешифратора 28 появляется 1, которая через инвертор 32 посту- 25 пает на первьш вход .элемента ИЛИ 33. Однако наличие 1 на втором входе элемента ИЛИ 33 не позволяет подключить к общей щине выходы регистра 26.П-1. Следующий тактовый импульс величина приращения теплового потока, зо вызьшает появление 1 на п-1-выходе которьй выводит объект в заданнуюдешифратора 28, который подключен

точку 2 в течение интервала временик входу ВР регистра 26.П-2 и к входу

от 102 до ПС (фиг. 2 м и н) .(п-1) элемента И 29.П-1. При этом

ЛТ,, (uQo + uQ, + AQi + ЛРз + UQ4.+

+ Лр5)-Кб + ,, + UQ,-K + iQg-K + + ,,.

Дусть по программе объект ко времени 11 должен выйти в точку 2. Тогда по формуле (6) при отсутствии ошибки рассогласования вьиисляется

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

На стадии подготовки снимается переходная (разгонная) характеристика объекта управления при подаче на него теплового потока в виде единичной фун1Сции известной амплитуды. Для п .точек переходной характеристики через интервалы времени с вычисляют по формуле (1) значения коэффициентов К,-К„. В программный задатчик 3 вводится программа изменения темпе- объекта относительно начально температуры Т . В регистр 12 заносится код, соответствующий величине 1/К.. В регистры блока 7 памяти заносятся коды козффи.диентов . Регистры 4, 5, 9, 11, 14, 24 и 23 и регистры блока 6 памяти обнуляются. На выходе датчика температуры сигнал равен, нулю (например, измерительный мост с терморезистором сбалансирован) . I.-

Работу устройства рассмотрим по

временной диаграмме работы распреде-:

лителя 2 и fflyльcoв (РИ), который осуществляет синхронизацию работы всего устройства. После запуска генератора

1 импульсов в блок 6 памяти поступает сигнал Сдвиг и серия тактовых импульсов.

Блок 6 работает следующим образом, В исходном состоянии регистры 26.126.П-1 и повторители 31 находятся в состоянии Отключено. При поступлении сигнала Сдвиг через элемент ИЛИ 33 на вход ВР поступает сигнал, запрещающий подключение выходов регистра 26.П-1 к общей шине. Так как на вход ВР регистра все время подается 1, то с его выхода код поступает на вторые входы сумматора 34. При поступлении первого тактово-

5

0

5

0

5

выходы регистра 26.П-2 подключаются к общей шине, откуда код поступает на первые входы сумматора 34. Результат сложения поступает на входы регистра 26.п-1. С выхода п-1-го элемента И 29.п-1 импульс, задержанный элементом 30 задержки, поступает на вход BKj и инвертированный - на вход ВК. По переднему фронту этого импульса код суммы записьшается в регистр 26.п-1, после чего этот код появляется на выходах регистра 26.п-1. Таким образом в регистре 26.п-1 накапливается сумма кодов приращения теплового потока, соответствующая первому слагаемому выражения (2).

Следующий тактовый импульс вызывает появление 1 на n-2-вьгходе дешифратора 28, который подключен к входу ВР регистра 26.п-3 и через элементы И 29 - к входу С регистра 26.П-2. При этом в общую шину подает- ,ся код, хранимый в 26.п-3, и с нее записывается в регистр 26.п-1. Процесс сдвига содержимого регистров продолжается до тех пор, пока содер

жимое регистра 26.1 не запишется в регистр 26.2. После этого через первый элемент И 29.1 сигнал с первого выхода дешифратора 28 поступает на шину С регистра 26.1, по крторому происходит запись кода приращения теплового потока с выхода элемента 25 сравнения.

По окончании цитата сдвига сигнал Сдвиг снимается, на втором входе элемента ИЛИ 33 устанавливается О Следующий тактовый импульс переключает счетчик 27 в состояние, когда на п-выходе дешифратора 28 устанавливается 1. Этот сигнал через инвертор 32 и элемент ШВ1 33 постутта- :ет на вход EZ повторитсглей 31, по которому к общей шине подключаются :Вькоды магистра 26. Следующий тактовьш импульс отключает от общей шины выходы регистра 26.П-1 и подключает выходы регистра 26.П-2. Отсутствие сигнала Сдвиг запрещает прохождение сигналов записи на вход . :С регистров 26.1-26.П-1. Таким об- ;разом, на втором этапе происходит Последовательная вьщача кодов, хранимых в регистрах, начиная с 26.п-1 и конч.ая -26.1.

Обнуление.регистров 26..n-1 и счетчика 27 осуществляется сигнал : Сброс, поступающим кз распределит пя импульсов при включении питания устройства.

Блок 7 работает только з режиме вьщачи кода. Сигнал на входы ВР регистров 35,1-35.п-1 вьщается дешифратором 28 блока 6 по шине Выбор регистра. При отсутствии сигналов на входах ВР все выходы регистров находятся в состоянии Выключено. Запись кодов в регистры блока 7 может осуществляться специальной схе- мой подготовки либо вручную путем вьщачи в общую глину кода соответствующего коэффициента Kj-K и сигнала в щину Запись,,.

Блоки 6 и 7 работают синхронно, т.е. к общим шинам, которые подключены к первому и второму входам умножителя 8, попарно подключаются регистры 26.П-1 блока 6 и регистры 35.П-1 блока .7, затем регистры 26.П-2 (блока 6 и регистры 35.П-2 блока 7 регистры 26.1 блока 6 и регистры 35.1 бхюка 7. .

Как вытекает из алгоритма работы устройства, для вычисления темпера

.

м -

20

25

1464147 2

туры, прогнозируемой к начгзлу i+1 интервала времени, по формуле (2) необходимо умножить сумму приращений тепловых потоков, для которых переходные процессы окончились, на К . Эта сумма накапливается в регистры 26.П-1, блока 6, а Kf, хранится в регистре 35,п-1 блока 7. К полученному Ш результату необходимо прибавить сумму произведений

uQ,.n,.- UQ;. ... +

15 + AQ;-, Kj.

Всего таких слагаемых п-2. Поэтому с учетом первой суммы выражения (2), необходимо п-1 регистров для хранения значений приращения тепло зого потока в блоке 6 и п-1 регистров для хранения кодов коэ(|}фициентов Kj-K в блоке 7. Коэффициент К,, а точнее код, еоотнетствующий величине 1/К, хранится в регистре 12 памяти.

Как видно ,из описания работы блока 6 памяти, информация из регистра 26.1 переписывается на каждом цикле вычисления ут1равляющего воздействия в следующий регистр, и через

п-2 цикла код, хранимый в регистре 26.1, складывается с содержимым регистра 26.п-1. Каждое значение кода приращения теплового потока хранится только в одном регистре и из одного

35 регистра в следующий перезапись осуществляется только один раз. На первом интервале ттрограммного регулирования во всех регистрах блока 6 памяти будут О. В блоках 6 и 7 памяти- нумерация регистров для общности с выражениями (1) и (2) принята с 2-го по п-й. Одновременно по первому тактовому импульсу из регистра 4 памяти информаи;ия перезаписывается в регистр

45 3 памяти, по второму - в регистр 4 памяти из программного задатчика 3 записывается код приращения температуры задатника. По окончании цикла сдвига начинается цикл вычисления

50 кода теплового потока. С этой целью в общие шины, подключенные к входам умножителя 8, по первому тактовому импульсу после снятия сигнала Сдвиг вьщаются коды, которые хранятся в

55 п-х регистрах соответственно блоков 6 и 7 памяти. Р-езультат перемножения кодов через открытые входы и выходы регистра 9 поступает на 1иину, подключенную к первому входу сумматора 10.

40

Регистр 9 вьпюлиясуг функции коммутатора, отключая согласно временной диаграмме (фиг, 4) выход умножителя 8 от входной шины сумматора 10, на второй вход которогс} подается код, хранящийся в регистре 11 памяти. Результат сложения записывается в регистр 11 памяти. После этого к вход умножителя 8 подключаются (n-l)-pe- гистры блоков 6 и 7 памяти, а ведение кодов складывается с содержимым регистра 11 памяти. Процесс длится до тех; пор, пока содержимое всех пар регистров блоков 6 и 7 па- мяти не будет перемножено, а произве дение не прибавлено к содержимому регистра 11 памяти. В результате эти операций в регистре 11 памяти помеще код, соответствующий йтГ выражения (2). Дпя первого интервала регулирования эта сумма равна нулю. По окончании опроса всех регистров блоков 6 и 7 памяти к первой входной шине сумматора 10 подключается выход ре-. гистра 4 памяти, где хранится .код приращения температуры задатчика, и сумматор 10 вычитает из кода приращения задатчика код прогнозируемого приращения (вычитание происхо- дит из-за того, что в регистры блока 6 памяти занося-тся коды приращений теплового потока с обратным знаком). После выполнения этой операции в регистре 11 будет храниться код, соответствующий Д., выражения (2i) .

Если интервал программного регулирования превышает время вычислений Q , то после вычисления Л, устре йст

во переходит в режим ожидания, так как дальнейшие вычисления для повышения точности необходимо производить в конце интервала регулирования. Элемент 22 сравнения вычисляет код, соответствующий uj, выражения (4) . Код, соответствующий приращению тем-. пературы задатчика для конца текущего интервала регулирования, хранится в регистре 5 памяти, а код, соответствующий реальному приращению температуры объекта, поступает с аналого-цифрового преобразователя 21, к входу которого подключен датчик 20 температуры. Дпя первого интервала регулирования в регистре 5 памяти

записйн О

I

За время t j до окончания интервала программного регулирования распределитель импульсов подает сигнал

1464147

14

ю 15 -г. 20 25 gg

35

40

0

5

на вход регистра 23 памяти, по которому содержимой регистра 23 (код отклонения температуры объекта от заданной Л.) вьдается в общую шину, подключенную к входу сумматора 10.

Сумматор 10 складывает код отклонения с кодом, хранимым в регистре 11. В результате сложения в регистре 11 появится код, соответствующий Aj выражения (5). Полученный код умножитель 13 умножает на код, соответствующий 1/К, и хранящийся в регистре 12. Распределитель 2 импульсов выдает импульс разрешения записи в регистр 14. Момент записи информации в регистр 14 опережает начало следующего интервала на время Ъ„ , необходимо в для вычисления квадратного корня в соответствии с выражением (8) и преобразования двоичного кода в аналоговый-сигнал. С выхода регистра 14 памяти код, пропорциональный сз ммарному тепловому потоку, поступает на вход функционального преобразователя 15 для вычисления квадратного корня. С выхода функционального преобразователя 15 сигнал поступает на вход цифроаналогового преобразователя 16, с выхода которого аналоговый сигнал, усиленный усилителем 17 мопщости, поступает на нагреватель 18. Величина, рав- ная 1/4RJJ , где R, - сопротивление нагревателя, входит в коэффициент усиления усилителя 17 мощности. Поэтому величина тока в нагревателе соответствует выражению (8). Величина тока нагревателя в течение следующего интервала регулирования не изменяет, .ся.

После запуска устройства программного регулирования в течение первого интервала t происходит подготовка к работе. Процесс регулирования начинается в конце первого интервала (фиг. 4). С началом следующего интервала регулирования процесс вычисления величины тока нагревателя повторяется. Однако теперь регистры 11 и 14 не обнуляются. В регистре 11 памяти накапливается сумма отклонений прогнозируемой температуры от температуры задатчика. Следовательно, в регистре 14 памяти в конце каждого интервала регулирования записывается код, пропорциональный числителю выражения (8). Вычисление величины и знака приращения теплового

15

потока AQ; осуществляется элементом 25 сравнения путем вьиитания из кода теплового потока на i- -l-oM интервале регулирования кода теплового потока на i-OM интервале регулирования. Для этого в регис-тре 24 памяти .до вычисления Др , элементом 25 сравнения хранится код теплового потока на пре дьщущем интервале регулирования. Сра- зу после вычисления и записи &Q; в блоке 6 памяти распределитель импульсов вьщает сигнал, разрешающий запись кода действующего теплового потока в регистр 24 памяти.

Таким образом, предл;агаемый способ и устройство для его реапизации позволяют осуществить программное регу лирован:че температуры объекта с большей точностью.

146

Формула изобретения

ю

15

20

25

аналого-цифровой преобразователь, первый элемент сравнения, с мматор, и 1фроаналоговый преобразователь, нагреватель, объект регулирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности программного регулирования, оно содержит второй блок памяти, первый и второй умножители, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой регистры памяти, функциональный преобразователь для извлечения квадратного корня из кода, второй элемент сравнения, усилитель мощности, выход второго блока памяти соединен с первым входом первого умножителя, :выход которого подключен к первому входу первого регистра памяти, выход второго регистра памяти подключен к первому входу второго умножителя, выход которого подключен к первому входу третьего регистра памяти, выход которого подключен к первому входу четвертого регистра памяти, выход которого подключен.к первому вхсду второго элемента сравнения, второй вход первого умножителя подключен к выходу первого блока памяти, второй вход первого регистра памяти подключен к первому выходу распределителя импульсов, а выход первого регистра памяти подключен к первому входу сумматора, первый вход второго регистра памяти подключен к вьпсоду сумматора, выход второго регистра памяти подключен к второму входу сумматора, второй вход второго регистра памяти подключен к второму выходу распределителя импульсов, к третьему выходу которого подключен второй вход четвертого регистра памяти, выход второго элемента сравнения подключен к первому входу второго блока памяти, выход третьего регистра памяти подключен к второму входу второго элемента сравнения, вход функционального преобразователя для извлечения квадратного корня из кода подключен к выходу

третьего регистра памяти, а выход - к входу цифроаналогового преобразо- в ателяр вход усилителя мощности подключен к выходу цифроаналогового пре- 55 образователя, а выход - к нагревателю, вход пятого регистра памяти подключен к первым входам сумматора и шестого регистра памяти, выход которого подключен к второму входу пер30

35

40

45

50

вого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу аналого- Щ1ФРОВОГО преобразователя, вход которого подключен к выходу датчика температуры, выход седьмого регистра памяти подключен к второму входу второго умножителя, выход восьмого регистра памяти подключен к первому входу сумматора, первый вход восьмого регистра памяти подключен к выходу первого элемента сравнения, второй вход подключен к четвертому выходу распределителя импульсов, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам второго блока памяти, второй

ГГ fycm

1

ft

от tf гт 3t 4Г sr sr (Dui.t

выход которого подключен к входу первого блока памяти, седьмой выход распределителя импульсов подключен к. второму входу третьего регистра памяти, восьмой выход подключен к второму входу пятого регистра памяти, девятый выход подключен тьему входу пятого регистра памяти и входу программного задатчика, а де- сятьй выход подключен к четвертому входу второго блока памяти, третьим входам первого, второго, третьего, четвертого, шестого и восьмого регистров памяти, а вход распределите- ля импульсов подключен к выходу генератора импульсов.

.„ JI 2 3 S 6 7 8 3 ЮП}213 т

tj&uzi

TI

IT г

Y// / / /// / // /////y/ г 3 ч 5 6 7 8 3 jon 1213 гп t

)ол

п г 3 f S 6 7 а S №111213 т

Ч ) Тг

K)MS

5; Tj

г т } } I I . /г J S / s /g/J/Vrт

MJUS,

го

/г / J S 6 7 8 9 юл кат

Y//// / //y

И) Tg I .

-н-I-I-I-I-( I т

оМг 5 S 7 8 to ft к а

3(11)

JT Z 3 5 S7 д sie tmaf fffsnr t 9иг.2

я) бПВ.Пглт

f) ЁПб. Сдвиг

0)ява,8(г,ср

П) ffSit.BP

Ф1 К6П.С

а /ie«isasf,c tii/iet4,,c

1)/t65,sasr,c

w) №k,6itt,eft

Фиг.з

i / I

I I

ggcg taJT

JCt

N4

tn

fSttj 4

Т

fe rt:- t

C XJ

FUJ

11 UyHHajMafaJ . f

L|i N

I

4

fv

3

с

ж

t::

«c

OmSffS

, вывс /xiuanfM