Релейно-импульсный регулятор Советский патент 1990 года по МПК G05B11/14 

г/

О:

О ОС

о: О:

Изобретение относится к технике автоматического упрайления, в частности к технике формирования управляющих сигналов. .

Цель изобретения - снижение энергозатрат, уменьшение перерегулирования и времени переходного процесса при о.граиичении входного сигнала.

На чертеже представлена схема ре- лейно-импульсного регулятора.

В релейно-импульсном регуляторе шин.а входного сигнала -1 соединена с входом.первого и второго двухпози- ционных релейных элементов 2 и 3 соответственно и первым коммутируемым входом коммутатора 4, второй коммутируемый вход которого подклю 1ен к выходам первого и второго ключей 5 и 6 соответственно. Сигнальный вход третьего ключа 7 соединен с шиной скорости изменения входного сигнала 8, Управляющие входы коммутатора 4 и третьего ключа 7 подключены к выходу элемента ИЛИ 9, первый вход которого соединен с выходом первого двухпо- зидионного релейного элемента 2 и управляющим входом первого ключа 5, а второй вход элемента ИЛИ .9 соединен с выходом второго двухпозиционно- го релейного элемента 3 и управляющим входом второго ключа 6, Коммутатор 4, сравнивающее устройство 10, трехпозиционный релейный элемент 11 и запаздывающее звено на выключение 12 соединены последовательно. Выход трехпозиционноГо релейного элемента 11 подключен к первому входу сумматора 13, второй инвертирующий вход которого соединен с выходом третьего ключа 7, а выход подключен к входу апериодического звена 14, выход которого соединен с вторым входом сравнивающего устройства 10. Сигнальный вход первого ключа 5 подк-лючен к ши- не эталонного отрицательного сигнала

15, сигнальный вход второго ключа 6 подключен к шине эталонного положительного сигнала 16.

Регулятор работает следующим образом.

Пусть уровень включения первого двухпозиционного релейного элемента 2 равен , а второго двухпозиционного релейного элемента 3 +Ug. Выходные сигналы первого и второго релейных элементов 2 и 3 Р1 и Р2 соответственно определяются равенства- ми:

0

Р1 Р1 Р2

+ 1, -если Хе.-и,;

О, О,

если X g -и если Kg г и

о

о

(1)

Р2 +1, если где входной сигнал.

Если сигналы Р1 « О, Р2 0, то первый, второй и третий ключи 5, 6 и 7 соответственно закрыты (сигналп 1

на их управляющих входах равны 0). При PI-O, выходной сигнал элемента ИЛИ . Считаем, что при Коммутатор 4 замыкает свой первый коммутируемый вход 6 и выход

г (второй коммутируемый вход в и выход г разомкнуты), а при коммутатор 4 замыкает свой второй ксзмму- тируемый вход в и выход г (первый коммутируемый вход б и выход г не

0 замкнуты).

Запишем выходные сигналы коммутатора 4Х и третьего ключа 7 X,j в зависимости от значения входного сигнала Xg

5 , если Xft -U j

X ) Xp, Ио.

V J °

MO,

если -U,«:Xe (2)

если X a и

В:

о

если если

IXftl u

о )

си„. (3)

где Xq скорость изменения сигнала.

входного

5

0

5

0

5

При Хе.6 -Uo Р1 1, Р2 О, I открыты первый и третий ключи 5 и 7 соответственно и замкнуты выводы виг коммутатора 4, поэтому X

-Uj,, Х Х„. При -UgC XB Ug

, , разомкнуты первый, второй и третий ключи 5, 6 и 7 соответственно и замкнуты выходы б и г коммутатора 4, поэтому X Xft, XK 0.

При Хд

и, Р1 О, Р2 1,

I 1 открыты второй и третий ключи 6 и 7 соотв етственно и замкнуты выводы виг коммутатора 4, поэтому X Uo; Х Xg.

Рассмотрим теперь работу схемы.. Пусть входной сигнал Xg увеличивается от нуля. Если и, то X

- Хе.

при X h срабатывает трехпозиционный релейный элемент 11 и в системе формируется передний фронт релейного непрерывного управляющего сигнала U с выхода запс здывающего звена на выключение 12 и начинается управление в скользящем режиме в контуре трехпозиционный релейньй

эйемент 11, сумматор 13, апериодическое звено 14 и сравнивающее устрой- срво 10. При этом, начиная с момента о Зразования импульсного сигнала U с выхода трехпозиционного релейного элемента 11, созданного вследствие У1равления в сколь.зящем режиме, фор- м 1руют непрерывный сигнал U. Непре- р лвный сигнал U заканчивается в мо- MJHT времени, при котором временной и тepвaл между соседними импульсными с «гналами превышает заданное время задержки на выключение Сд.запаздыва- юцего звена 12 (для этого случая можн 3

Пусть сигнал .

В этом случа сЬабатывает второй двухпозиционный

элейный элемент 3 и его выходной С1гнал Р2 (Р2 1) через элемент ИШ 9 включает третий ключ 7 и пере- ктючает коммутатор 4 (замкнуты вы- в зды виги разомкнуты выводы б и г), а также включает второй ключ 6, В этом случае сигнал X U X,

Р

Ф

считать и 0).

К

-и„ (X -Ug) срабатыос

Лри X .- о

первый двухпозиционный релейный элемент 2 (Р1 1) и его сигнал чере э1яемент ИЛИ 9 включает третий ключ и переключает коммутатор 4 (выводы и г замыкаются, а выводы б и г р|аэмыкаются) . Сигнал Р1 выключает первый ключ 5. После этого

о К а При использовании регулятора дост|игается исключение влияния ограничения сигнала X на процесс управления, которое в известном регуляторе вызыувеличение энергозатрат на уп- авление, перерегулирование и время переходного процесса.

ормула изобретения

вает

также

X

Релейно-импульсный регулятор, сЬдержащий .шину входного сигнала, шину скорости изменения входного сигйаЛа, последовательно соединенные сравнивающее устройство, трехпозицион- ный релейный элемент и запаздывающее звено на выключение, последовательно соединенные сумматор и апериодическое звено, подключенное выходом к первому входу сравнивающего устройства, первый вход сумматора подключен к выходу трехпозиционного релейного элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, уменьшения перерегулирования и времени переходного процесса

при ограничении входного сигнала, в него дополнительно введены шина эталонного положительного сигнала, шина эталонного отрицательного сигнала, первый и второй двухпозиционные релейные элементы, первь й, второй и третий ключи, элемент ИЛИ и коммутатор, первый коммутируемый вход которого соединен с шиной входного сигнала и входами первого и второго двухпозиционных релейных элементов, второй коммутируемый вход подключен к выходам первого и второго ключей, управляющий вход коммутатора соединен с выходом элемента ИЛИ и управляющим

входом третьего ключа, а выход подключен к второму входу сравнивающего устройства, выход первого двухпози- ционного релейного элемента соединен с первым входом элемента Ш|И и управляющим входом первого ключа, сигнальный вход которого подключен к шине эталонного отрицательного сигнала, выход второго двухпозиционного релейного элемента соединен с вторым входом элемента ИЛИ и управляющим входом второго ключа, сигнальный вход которого подключен к шине эталонного положительного сигнала, выход третьего ключа соединен с вторым входом сумматора, а сигнальный вход подключен к шине скорости изменения входного сигнала.

Изобретение относится к технике автоматического управления. Цель изобретения - снижение энергозатрат, уменьшение перерегулирования и времени переходного процесса при ограничении входного сигнала. Для достижения цели в релейно-импульсном регуляторе шина 1 входного сигнала соединена с первым 2 и вторым 3 релейными элементами и коммутатором 4, выход которого соединен с входом сравнивающего устройства 10. Выход трехпозиционного релейного элемента 11 через сумматор 13 и апериодическое звено 14 заведен на вход сравнивающего устройства 10. Шина 8 скорости изменения входного сигнала через ключ 7 соединена с инвертирующим входом сумматора 13. Выходы первого 2 и второго 3 релейных элементов соединены с управляющими входами первого 5 и второго 6 ключей и входами элемента ИЛИ 9. При достижении входным сигналом уровня ограничения срабатывают первый 2 или второй 3 релейные элементы, через элемент ИЛИ 9 ключом 7 подключается сигнал скорости изменения положения объекта на вход сумматора 13, что исключает влияние ограничения входного сигнала на процесс управления. 1 ил.