БЕСКОНТАКТНЫЙ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1966 года по МПК G05B13/00 G05B11/38 

Известны различные типы импульсных экстремальных регуляторов, содержащие схему формирования первой разности показателя экстремума, схему, формирующую выходные воздействия, и схему задания периода регулирования. Однако эти регуляторы очень чувствительны к различным помехам.

Предложенный бесконтактный экстремальный регулятор отличается от известных тем, что для повышения надежности, помехоустойчивости и точности схема формирования первой разности показателей экстремума состоит из шагового двигателя, кинематически связанного с рамкой запоминающего ферродинамического преобразователя, включенной последовательно и встречно с рамкой преобразователя параметра на вход усилителя.

Схема регулятора приведена на чертеже.

Регулятор работает на переменном токе. Он содержит следующие функциональные схемы: формирования первой разности показателя экстремума I, формирования шага И, формирования выходного воздействия регулятора ///, задания периода регулирования IV.

В начале очередного периода регулирования из схемы IV, представляющей собой перестраиваемый делитель частоты сети, поступает импульс на вход (Вх I) триггера 1, разрешающий прохождение импульсов несущей частоты /„ через ключ 2 на триггер 3. Выход

последнего включен на вход по постоянному току элемента 4 И. При этом сигнал переменного тока с усилителя 5, поступая на вход по переменному току элемента 4 И, проходит в обмотку управления шагового двигателя 6. Элемент 4 И пропускает сигнал переменного тока с выхода усилителя 5 на обмотку управления шагового двигателя 6 только при нулевом потенциале на выходе триггера 3

(этому состоянию соответствует переброс триггера 3 выходным импульсом ключа 2).

Шаговый двигатель 6 представляет собой конденсаторный двигатель, с ротором которого кинематически связан обтюратор, вращающийся в зазоре трансформатора, состоящего из двух ферритовых полуколец. Обмотка одного полукольца используется в качестве индуктивности LC-генератора 7, рабочая частота которого 35-40 кгц. В обмотке второго полукольца импульсы наводятся только при прохождении через зазор трансформатора отверстия обтюратора. Первым импульсом, наводящимся на обмотке второго полукольца, триггер 3 переводится в исходное состояние, запрещая прохождение сигналов через элемент 4 И. При этом двигатель тормозится.

поворота вала двигателя 6 (суммарное время вращения вала) пропорционально величине первой разности показателя экстремума АЕп-1 -Е„-Еп-1, где Е величина показателя экстремума, п номер периода регулирования. Следовательно, схема работает так, что входной сигнал регулятора компенсируется напряжением рамки ферродинамического преобразователя 8. Это значит, что напряжение на рамке этого преобразователя становится равным показателю экстремума, существующему в момент сравнения (очередной период регулирования).

Направление вращения двигателя 6 определяется элементом И, фаза напряжения на входе которого по переменному току может принимать только два значения, отличающиеся на 180° в зависимости от того, какое из напряжений Е или больще в момент сравнения. Вычитание этих напряжений осуществляется за счет встречного включения рамок преобразователей параметра 9 и запоминающего 8.

Промежуток времени между поступлением импульсов на входы (Вх I и Вх II) триггера J выбран таким, чтобы схема формирования первой разности успевала отрабатывать максимальное значение показателя экстремума.

Выходной сигнал усилителя 5 (К - коэффициент усиления усилителя) через трансформатор 10 поступает на фазокоммутационную схему 11, управляемую триггером 12, запоминающим направление вращения выходного двигателя 13. Фаза сигнала совпадает с фазой сигнала Af.

Схема 14 запуска триггера 12 перебрасывает триггер 12 только тогда, когда сигнал на входе регулятора в момент сравнения по амплитзде меньще чем на рамке преобразователя 8. Следовательно, если „ | E,i-ij (для объекта, характеристика которого имеет максимум), фазокоммутационная схема // меняет фазу поступающего на ее вход сигнала на 180°. В этом случае при помощи элемента 15 И, аналогичного элементу 4 И, направление вращения двигателя 13 меняется, по сравнению с предыдущим периодом регулирования. При Я,, I направление вращения двигателя 13 не меняется. Таким образом, регулятор работает так, что знак приращения выходного напряжения в очередной период регулирования равен произведению знаков

первой разности показателя экстремума и приращения выходного напряжения регулятора (направление вращения выходного щагового двигателя) в предыдущий период регулирования.

Время наличия сигнала на выходе усилителя 5 пропорционально величине первой разности показателя экстремума. Отсюда следует, что и время вращения двигателя 13 пропорционально этой же величине, т. е. приращение напряжения на рамке выходного ферродинамического преобразователя 16, кинематически связанного с двигателем 13, пропорционально первой разности показателя экстремума.

Предмет изобретения

Бесконтактный пропорциональный щаговый

экстремальный регулятор, содержащий блок задания щага регулирования, блок формирования щага с выходным триггером, блок формирования первой разности показателя экстремума с усилителем сигнала разности и ячейкой Я и ферродинамический датчик, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулятора и повыщения его надежности в тяжелых эксплуатационных условиях, в нем дополнительно установлены щаговый двигатель, фазокоммутационное устройство и трансформатор, подключенный к усилителю блока формирования разности и имеющий три выходные обмотки, первая из которых подсоединена к ячейке И блока формирования разности, вторая через схему запуска триггера - к триггеру, подключенному к одному из входов фазокоммутационного устройства, третья - ко второму входу фазокоммутационного устройства, и его выход соединен с ячейкой И, управляющей щаговым двигателем, перемещающим рамку выходного ферродинамического преобразователя, а ко второму входу ячейки подключен выход триггера блока формирования щга.

Вх1