САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1973 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится к области систем автоматического управления и регулирова«ия и 1может быть испо 1ьзова.но при ооздаиим цифровых систем управления.

Известны цифровые самонастраивающиеся релуляторы, содержащие блок формирования пропорциональной и интегральной составляющих, первый вход которого соединен с выходом генератора стандартных импульсов |И через последовательно соединенные первый ключ и фильтр - со входом регулятора и вторым входом блока формирования процарциональной и интегральной составляющих. Псхледнмй через последовательно соединенные второй .ключ |И первый реверсивный счетчИК соединен с первым триггером, другой вход первого реверсивного счетчика через дифференцирующую целочку соединен с первым входом схемы «ИЛИ, выход которой подключен к другому входу второго ключа. Третий и четвертый входы блока фо(рмирования пропорциональной и интегральной составляющих соединены соответственно с выхода|МИ второго и третьего реверсивных счетчиков. Регулятор содержит та,кже генератор тактовых цмВульсов, соединенный со вторым триггером, первый ,и второй выходы которого подключены к первому реверсивному счетчику.

Однако известные регуляторы недостаточно ТОЧНЫ.

Предлагаемый регулятор содержит два ждущих мультивибратора, входы которых соединены с соответствующими выходами второго триггера, выход первого ждущего мультивибратора соединен с первыми входами схемы «ИЛИ и третьего ключа, выход второго ждущего мультивибратора соединен со вторым входом схемы «ИЛИ и первым входом четвертого ключа, вторые входы третьего и четвертого ключей соединены с вььходом первого ключа, выход третьего ключа соединен со входом интерполятора, второй вход которого подключен к первому реверсивному счетчику, а выход соединен с четвертым ключом и через пятый и шестой ключи- со входа|ми соответственно второго и третьего реверсивных счетчиков, аругие входы которых попарно соединены с выходами первого триггера, другие входы пятого и шестого ключей соединены с соответствующими выхода;мн третьего триггера, подключенного ко второму выходу второго триггера.

На чертеже представлена блок-схема регулятора. Она содержит -блок-поиск 1 опт.ималыных значений коэффициентов К и К, содержащий генератор тактовых импульсов 2, триггеры 3. 4. я 5, ждущие мультивибраторы б и 7, схему «ИЛИ 8, диффе/ренцирующую цвПОчк|у 9, реверсивные счетчики 10, II и 12, интерполятор 13, фильтр 14 и ключи 15, генератор ставдартных импульсов 16 и блок формирования пропорциональной и интегральной составляющих 17, содёр ка.щий интерполяторы 18, 19 и 20, реверсивный счетчик 27 и триггер 22. Блок / работает по та,ктам, которые задает генератор та-ктов 2, управляя триггеров тактов 5. Триггер 3 с :помощью ждущих мультивибраторов 5 и 7 определяет операции в каждом такте. Допустлш в (i-1) также работает М1ультивибратор 6. Этот мультивибратор в конце своей работы с помощъю дифференцирующей цепи 9 устанавливает в «О реверси-виый счетчи-к суммарного рассогласоваиня 10. Триггер жоэф-фициентов 4 управляет входами реверсивного счетчика коэффициента /d // и реверсивного счетчика .коэффициента Kz 12. Для определенности считаем, что в (1-1) такте работал счетчвк 12. В мо.мент прихода импульса 1-:го такта в счетчике 10 зафиксировала сумма рассогласования за предыдущий (I-1) такт (обозначим ее ), когда регулирование производилось с определенными (коэффициентами /С и /(а. Основное назначение блока 1 - с;в.0(дить к ми1нимуму величину 2Н, выбранную в виде критерия качества регулирования. С приходом импульса f-ro такта срабатывает триггер 3, а от него триггер 4, .который подключает счетчик //. Кроме того, срабатывает мультивибратор 7, который включает генератор 16 непосредственно на вход счетчика 11. В начале же t-ro такта реверсируется счетчик 10, Вход которого блокируется мультивибратором 7 через схему «ИЛИ 8 с помощью управляемого ключа. За время работы мультивибратора 7 счетчик 11 изменит свое значение на величину Т fr, где 4Г - время работы мультивибраторов, а /г - частота генератора 16. С прекращением работы мультвибратора 7 открывается вход счетчика /У, который за время i-ro такта произведет операцию вычитания У,|4Х| - у| Х, где teTi- IST , - суммарная величина рассогласования за (Время t-ro такта (Г,), когда регулирова.ние ведется с прежним Kz и с Ki, измененным вначале t-ro тааста на пробную величину ЛТ fr. По окончании времени такта Tj счетчик 10 либо не И3(менит зна-к, либо изменит в зависимости от того, улучщилось или нет качество регулирования после введения в К пробной серии импульсов T-fr. Если анак счетчика 10 не изменился, то с приходо.М им.пульса начала (г + 1)-го такта запущенный мультивибратор 6 подключит генератор IS к счетчику // через интерполятор 13, который управляется счетчиком 10. В счетчике 11 запишется определенное количество импульсов G тем же знаком, с каким была записана пробная серия импульсов в счетчик 11,так как реверсом счетчиков // и 12 управляет триггер знака 5 счетчика 10. Если же знак счетчика 10 изменился, то это значит, что условия 1ретулир01вания с введением пробнсго часла импульсов в К ухудшились, и определенное количество импульсов, в зависимости от состояния счетчика 10, запишется в счетчик //, но уже со знаков, противоположным знаку пробной серии. С приходом импульса начала такта ревераируется счетчик 10, сработает триггер 4 и подключится счетчик коэффициента Kz 1-2; запустится .мультивибратор 7, который закроет вход счетчика 10 и подключит генератор 16 непосредственно к счетчику 12 л ъ К.ч внесется поправка Т fr. Период Г ,-.2 регулятор будет работать с коэффициентом Kz, в который введена поправка, а в счетчик 10 за время Г/-ь2 будет записана новая разность I Д.А (- 2 I КОторая определит teTi-lleTi+l ухудшилось ИЛИ нет качество регулирования от вв.ода поправки в Кч или в конкретном выражении определит величину и знак изменения Kz. Далынейщая работа аналогична той, которая была рассмотрена при корректировке /Сь После корректировок и К схема вновь перейдет к анализу и изменению /Ci и так далее. Для исключения влияния на настройку регулятора больщих возмущений, не «типичных для да.нного объекта и вероятность появления которых очень низка, на вход регулятора введен фильтр 14. В случае, если Х резко возрастет при больщях возмущениях, фильтр выделит напряжение, достаточное для закрытия с помо.щью ключа входа генератора 16. Таким образом, при возникновении больщих возмущений, коэффициенты К и К, не подвергаются изменению и тем самым исключено влияние «не типичных возмущений на настройку регулятора. Блок 17 предназначен для формирования пропорциональной и интегральной составляюи1их закона регулирования. С этой целью рассогласование Х умножается с помощью интер.полятора 18 на /CiИнтерполятор 19 умножает Х на Къ а реверсивный счетчик 21 с триггером знака 22 суммирует это рассогласование, выделяя величину в виде параллельного кода. В случае необходимости выделения интегральной составляющей закона регулирования в виде числоимпульсного кода необходимо на выходе счетчика 21 установить интерполятор 20, как это показано на схеме. Пред м е т изобретения Самонастраивающийся регулятор, содержащий блок .ирования пропорциональной и интегральной составляющих, первый

вход которого соединен с выходом генератора стандартных импульсов и через последовательно соединенные первый ключ и фильтр - со входом регулятора и вторым входом блока формирования п-рапорциональной и интегральной составляющих, который через последовательно соединенные второй КЛЮ1Ч и первый реверсивный очетчйк соединен с первым триггером, другой вход первого реверсивного счетчйка через дифференцирующую цепочку соединен с первым входом схемы «ИЛИ, выход которой подключен к другому входу второго ключа, третий и четвертый Бходь блока формирования пропорциональной и интегральной составляющих соединены соответственно с выходами второго и третьего реверсивных счетч1иков, генератор тактовых импуЛЬсов, соединенный со вторым триггером, первый и второй выходы которого подключены « первому реверсивному счетчику, отличающийся тем, что с целью повыщения ТОЧ1НОСТИ регулятора он содержит два

жд Щ11х мультивноратора, входы которых соединены с соответствующими выходами второго триггера, выход первого ждущего мультивибратора соединен с первыми входами схемы «liJiH и третьего ключа, выход второго ждущего мультивибратора соединен со вторым входом схемы «ИЛИ и первым входом четвертого ключа, вторые входы третьего и четвертого ключей соединены с выходом первого ключа, выход третьего ключа соединен со входом интерполятора, второй вход которого подключен к первому реверсивному счетчику, а выход соединен с четвертым «лючом и через пятый и щестой ключи - со входами соответственно второго и третьего реверсивных счетчиков, другие входы которых попарно соединены с выходами первого триггера, другие входы пятого и шестого ключей соединены с соответствующими выходами третьего триггера, подключенного ко вторОлМу выходу второго триггера.