Позиционный регулятор Советский патент 1991 года по МПК G05D16/20 

СО

с

Изобретение относится к средствам автоматического регулирования физических параметров, в частности давления. Цель изобретения - повышение точности регулятора. Поставленная цель достигается тем, что в известный регулятор, содержащий блок задания параметра, первый цифроаналоговый преобразователь, гистерезисный блок сравнения, исполнительный блок и датчик параметра, введены блок вычитания, усилители, второй цифроаналоговый преобразователь, а также кодовые задатчики старших и младших разрядов, входящие в состав блока задания параметра. 4 ил.

Изобретение относится к средствам автоматического регулирования физических параметров, в частности давления, и может быть использовано в качестве высокоточного исполнительного устройства в прецизионных системах автоматического регулирования, например, давления в камерах высокого давления при синтезе сверхтвердых материалов, изделий порошковой металлургии, химической промышленности и др.

Цель изобретения - повышение точности регулятора.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блоков задания старших и младших разрядов; на фиг.З - диаграмма работы гистере- зисного блока сравнения; на фиг.4 - диаграммы, поясняющие работу позиционного регулятора.

Позиционный регулятор содержит последовательно соединенные блок 1 задания параметра и первый цифроаналоговый преобразователь 2, последовательно соединенные гистерезисный блок 3 сравнения и исполнительный блок 4, а также датчик 5 параметра. Регулятор содержит последовательно соединенные блок 6 вычитания и первый усилитель 7, а также последовательно соединенные второй цифроаналоговый преобразователь 8 и второй усилитель 9, причем блок 1 задания параметра включает в себя кодовый задатчик 10 старших разрядов и кодовый задатчик 11 младших разрядов. Выход первого усилителя 7 подключен к первому входу гистерезисного блока 3 сравнения, второй вход которого связан с выходом второго усилителя 9, выход датчика 5 параметра соединен с первым входом блока 6 вычитания, второй вход которого

О

2

О VI О

подключен к выходу первого цифроанало- гового преобразователя 2, вход второго цифроаналогового преобразователя 8 связан с вторым выходом блока 1 задания параметра, подключенного к выходу кодового задатчика 11 младших разрядов, а выход кодового задатчика 10 старших разрядов соединен с выходом блока 1 задания параметра.

Каждый из кодовых задатчиков 10 и 11 старших и младших разрядов состоит из двух двоично-десятичных кодовых переключателей 12 и 13, к выходу которых подключенпреобразователь14двоично-десятичного кода в двоичный. Выходом кодовых задатчиков 10 и 11 старших и младших разрядов является выход преоб- ,ователя 14 двоично-десятичного кода в

ДПОПЧ1ШЙ.

Позиционный регулятор давления работает следующим образом.

Пусть необходимо установить и поддерживать давление в системе, заданное десятичным числом:

ClC2......ML.

где СтС2...Ск - старшие разряды чисел;

М ,М2... младшие разряды чисел.

Двоичный код CiC2...Ci и MiM2...Mi, формируется кодовым задатчиком 10 старших разрядов и кодовым задатчиком 11 младших разрядов. Двоично-десятичный код, задаваемый кодовыми переключателями 12 и 13 подается на входы преобразователя 14 дБоич-но-десятичного кода в яоичный, с выхода которого двоичный код подается на вход первого цифроаналогово- гс преобразователя 2, выходной сигнал которою представляет собой постоянное напряжение, пропорциональное входному двоичному коду. С выхода первого цифроа- налоювого преобразователя 2 напряжение, пропорциональное числу Ci,C2...Cx, поступает на второй вход блока 6 вычитания, ;;а первый вход которого поступает напряжение с датчика 5 параметра, соответствующее текущему значению регулируемой величины Р. С выхода блока б вычитания напряжение поступает на вход первого усилителя 7, на выходе которого устанавливается напряжение

Ki(P-CiC2...C,c),

где Ki - коэффициент усиления первого усилителя 7, поступающее на первый вход гис- терезисного блока 3 сравнения.

На второй вход гистерезисного блока 3 сравнения с выхода кодового задатчика 11 млгдших разрядов после второго цифроа- на. югового преобразователя 8 и второго усилителя 9 поступает напряжение

K2(MlM2...MlJ,

где «2 - удельный коэффициент соотношения между старшими и младшими разрядами.

В предлагаемом регуляторе Ki «2 К.

В гистерезисном блоке 3 сравниваются величины К(Р - С1С2...Ск) и K(MiM2...MiJ. Если К(Р - С1С2...Ск) оказывается меньше значения K(MiM2...Mi) - А на выходе гистерезисного блока 3 сравнения устанавливается

сигнал 1, включающий исполнительный блок 4 ( Д- значение напряжения, равное половине ширины петли гистерезиса). При этом давление в системе увеличивается. Если значение К(Р - CiC2...Ci) оказывается

больше значения K(MiM2...ML) + Л, на выходе гистерезисного блока 3 сравнения устанавливается сигнал О, выключающий исполнительный блок 4 (фиг.З).

На фиг.4б представлены временные диаграммы, поясняющие работу прототипа, на фиг.4в, г - временные диаграммы, поясняющие работу позиционного регулятора. Как видно из фиг.4а, помеха, поступающая на вход блока 3 сравнения вызывает ложное

срабатывание устройства-прототипа (фиг.4б), в предлагаемом техническом решении это ложное срабатывание (фиг.4 в,г) устранено вследствие увеличения ширины гистерезиса.

Благодаря введению дополнительных блоков с соответствующими связями удалось использовать блок 3 сравнения с большой шириной гистерезиса, значительно превышающей уровень помех и наводок.

воздействующих на гистерезисный блок 3 сравнения, и уровень собственных шумов и дрейфов блока 3 сравнения, т.е. удалось повысить точность регулятора. Использование предложенного регулятора позволит

исключить брак из-за отклонения от заданного диапазона давлений в процессе синтеза сверхтвердых материалов, повысить физико-механические свойства сверхтвердых материалов на 25% за счет стабильно5 сти повторяемости режимов.

Формула изобретения Позиционный регулятор, содержащий последовательно соединённые блок задания параметра и первый цифроаналоговый

0 преобразователь, последовательно соединенные гистерезисный блок сравнения и ис- полнительный блок, а также датчик параметра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он

5 содержит последовательно соединенные блок вычитания и первый усилитель, а также последовательно соединенные второй цифроаналоговый преобразователь и второй усилитель, причем блок, задания параметра включает в себя кодовый задатчик старших разрядов и кодовый задатчик младших разрядов, выход первого усилителя подключен к первому входу гистере- зисного блока сравнения, второй вход которого связан с выходом второго усилителя, выход датчика параметра соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу

| Ш-

L

/г

первого цифроаналогового преобразователя, вход второго цифроаналогового преобразователя связан с вторым выходом блока задания параметра, подключенного к выходу кодового задатчика младших разрядов, а выход кодового задатчика старших разрядов соединен с первым выходом блока задания параметра.

Фиг.1

(,..Ми) Г(Р-С,(Ч...СО

б

Ширина

Паразитное включение