Цифровой регулятор Советский патент 1990 года по МПК G05B11/01 

Изобретение относится к устройствам регулирования и может быть использовано для регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателей передвижных электрических станций и электроагрегатов.

Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения регулятора ,ft

На чертеже приведена схема регулятора.

Регулятор включает импульсный датчик 1 частоты вращения, дифференциатор 2 (с диодом).элемент 3 задержки, .- задатчик 4 частоты вращения, задат- чик 5 допустимой частоты вращения, первый 6 и второй 7 счетчики, ре- гистр 8, йомпаратор 9, генератор 10 импульсов, первый 11, второй 12 и Tpe-jQ тий 13 триггеры, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17, пятый 18 и шестой 19 элементы И, делитель 20 частоты, блок 21 управления исполнительным механизмом 22,25

Устройство работает следующим об- разом}

На задатчике 4 устанавливают код заданной частоты вращения, а на задатчике 5 - код допустимой нестабильности. При пуске двигателя начинают раскручиваться коленчатый/вал и датчик 1 начинает выдавать импульсы, частота которых пропорциональна частоте вращения. Интервалы между импульсами определяют длительности циклов измерения и коррекции. В промежутках времени между первым и вторым импульсами происходит приведение схемы в рабочее состояние Первый импульс с выхода датчика 1 переводит триггер 12 в состояние, когда на выходе появляется низкий уровень О, С появлением импульса на выходе элемента 3 задерж ки в счетчик 6 заносится код задан- ной частоты вращения, а триггеры 11 и 12 переводятся в состояние, когда на их инверсных выходах появляются высокие уровни (1), При этом импульсы с выхода генератора 10 проходят на выход логического элемента И 14, подготовленного сигналами с выхода триггеров 11 и ,120 С выхода элемента И 14 импульсы поступают на вычитающий вход счетчика 6, который работает в это время в режиме вычитания. На выходе счетчика 6 формиру- , ется код рассогласования заданной и текущей частот вращенияс, В начапь30

35

40

50

55

ft

- Q 5

0

35

40

50

55

ный момент раскручивания коленчатого вала двигателя частота вращения меньше заданной,Поэтому, в ходе счета импульсов на выходе счетчика 6 возникает ситуация, когда появляется нулевой кодо После этого появляется сигнал на выходе заема счетчика 6, которым триггер 11 переводится в состояние, когда на инверсном выходе О, а на прямом I Логический элемент И 14 закрывается, а элемент И 15 открывается. Импульсы с выхода генератора 10 через элемент И 15 поступают на суммирующий вход счетчика 6, который переходит в режим сложения. К моменту появления второго импульса с выхода датчика 1 на выходе счетчика 6 сформирован код рассогласования текущей и заданной частот„ При появлении второго импульса на выходе датчика 1 в регистр 8 заносится код . рассогласования, а в счетчик 7 из „ задатчика 5 заносится код допустимой нестабильности„ Эти коды поступают на входы компаратора 9, где сравниваются Если отклонение частоты от заданной величины превышает допустимую нестабильность, то появляется сигнал на выходе Больше компаратора 9, и на суммирующий вход счетчика 7 поступают через элемент И I7 импульсы с выхода делителя 20 J Эти же импульсы проходят на выход элемента И 18, который открыт высоким уровнем с прямого выхода триггера 13, пег реведенного в данное состояние вторым импульсом с выхода датчика I, поступающим через элемент И 160 С выхода элемента И 18 импульсы проводят на вход блока 21 управления исполнительным механизмом 22, который дискретно отрабатывает команду на увеличение подачи, например, топлива. .Корректирующие импульсы с выхода делителя 20 до тех пор поступают на счетчик 7 и исполнительный механизм 22, пока коды на входах компараторов 9 не станут равными. При этом появится сигнал на выходе Равенство компаратора 9, по фронту которого дифференциатор 23 выдает импульс, изменяющий состояние триггера 13, у которого с этого момента на прямом выходе О, а на инверсном 1, В то же время исчезает сигнал на выходе компаратора 9 и элементе И 17 закрывается Прохождение корректирующих импульсов прекращается.

За очередной цикл измерения текущей частоты вращения формируется новый код рассогласования на выходе счетчика 6, который с приходом очередного импульса с выхода датчика 1 эа- носится в регистр 8. Если при этом частота вращения больше заданной, то счетчик 6 работает в режиме вычитания весь цикл измерения. Если сигнал на выходе заема счетчика 6 не появляется, триггер II не меняем своего состояния и имеет I на инверсном выходе При отклонении частоты за пределы допустимой нестабильности сигналом с выхода Больше компаратора 9 открывается элемент И 17, Импульсы с его выхода поступают через элемент И 19 на вход блока 21 управления и исполнительный механизм 22 отрабатывает уменьшение подачи топлива аналогично описанному.

Формула изобретения

Цифровой регулятор, содержащий задатчик частоты вращения, выход которого подключен к входу данных первого счетчика, импульсный датчик частоты вращения, выход которого соединен с входом элемента задержки, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом первого счетчика, а также первый и второй триггеры и блок управления исполнительным механизмом, выход которого подключен к выходу регулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения регулятора, в него введены дифференциатор, задатчик кода допустимой частоты вращения, второй счетчик, регистр, компаратор, третий триггер, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и делитель частоты, причем выход данных первого

счетчика соединен с входом данных регистра, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом данных второго счетчика, вхол данных которого соединен с выходом задатчика кода допустимой частоты вращения, а счетный вход - со счетным входом регистра, с входом установки второго триггера, с первым входом третьего элемен30

5

0

та И и с входом элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, с входами

15 сброса первого и второго триггеров, инверсные выходы которых подключены соответственно к второму входу первого элемента И и к первому входу втЬро- го элемента И, прямой выход первого

20 триггера соединен с вторым входом

третьего элемента И и с вторым входом второго элемента И, первый и третий входы которого подключены соответственно к третьему и первому входам пер- 25 вого элемента И, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом первого счетчика, выход заема которого подключен к входу установки первого триггера, выход генератора импульсов через делитель частоты соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу Больше компаратора, а выход - к суммирующему входу второго счетчика, к первому входу шестого элемента И и к первому входу шестого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, прямой выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, а вход сброса - к выходу дифференциатора, вход которого соединен с выходом Равенство компаратора, выход третьего элемента И подключен к входу установки третьего триггера, выходы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления исполнительным механизмом

5

Изобретение относится к устройствам регулирования и может быть использовано для регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателей передвижных электростанций и электроагрегата. Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения регулятора. Регулятор включает импульсный датчик частоты вращения 1, элемент задержки 3, задатчики 4,5, счетчики 6,7, регистр 8, компаратор 9, генератор 10 импульсов, триггеры 11,12,13, элементы И 14 - 19, делитель 20 частоты, блок управления 21 исполнительным механизмом 22, дифференциатор 2. Регулятор обеспечивает пропорционально-интегральный закон регулирования. 1 ил.