Экстремальный шаговый регулятор Советский патент 1975 года по МПК G05B11/01 

(54) ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ ШАГОВЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение касается автоматизации производственных нроцессов и может быть использовано для оптимизации технологических процессов инерционных объектов с экстремальными 1статическими характеристи-: ками при одном управляющем воздействии.

Известен экстремальный шаговый регулятор для инерционных обьектов с медленно протекающими процессами содержит последовательно соединенные квантователь уровня и блок определения знака производной, генератор тактовых импульсов, трехвходовую схему ИЛИ,первую и вторую схемы И, триггер реверса, исполнительное устройство, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом схемы ИЛИ, выход которой соединен с первыми входами первой и второй схемы И, вторые входы которых соединены с соответствующими вььк:одами триггера реверса, выходы первой и второй схемы И соединены с ncnojmuTejibHbiM устройством, первый выход блока определения знака производной соединен с вторым входом схемы ИЛИ, а второй - с третьим входом схемы ИЛИ.

Однако это устройство не обеспечивает достаточную скорость процесса поиска и невысокую точность регулирования объектов с большой инерционностью.

В предлагаемом регуляторе установлен запоминающее устройство и третья схема И, при атом выходы блока определения знака производной соединены с соответствующими входами запоминающего устройства, а eio выход соединен с первым входом третьей схемы И. Выход пocJ eднeй соединен с входом триггера реверса, а второй вход третьей схемы И соединен с вторым врлходом блока определения знака производной.

Такое вьтолнение нознюляет повысить точность и улучшить качество регулирования объектов с инерционностью.

На чертеже приведено пред; агаемое устройство.

Оно содержит квантователь 1 уровня, блок 2 определения янака производной, сенератор 3 тактовых импульсов, ИЛИ 4, запоминающее устройство 5, триггер ре-верса 6, . первую, вторую и т 1етью схемЕ, 3 И 7, 8, 9, и исполнительное устройстт-во 10. Регулятор работает следующим образом В процессе настройки регулятора рабочая точка перемешается по статической характеристике. При пересечении некоторого к-го уровня, когда выполняется условие у к д у, сработает пороговое устройство, квантователь уровня и на его к-м выходе формируется скачок напряжения. В случае пересечения уровня снизу вверх образуетс положительный перепад напряжения, а при пересечении сверху вниз - отрицательный. Блок 2 определения знака производной фо мирует из ступенчатых сигналов прямоугол МО r-T Aroj iMtjapUTv г мг млгтгчта оллпг гт ные импульсы заданной длительности. В зависимости от знака перепада напряжени импульсы проходят на разные выходы блока 2. При пересечении уровня снизу вверх появляется импульс на первом выходе блока 2(+у), а при пересечении сверхувниз импульсы проходят соответственно на второй выход блока 2 (-у). Начальные управляющие импульсы посту пают от тактового генератора 3, который также осуществляет перемещение рабочей точки на пологих участках статической характеристики, лежащих между уровнями ква тования, в том числе и в области экстрему ма. При первоначальном движении рабочей точки в сторону максимума состояние триггера реверса 6 таково, что сигнал с него поступает только на первую схему И 7, следовательно5сигналы с первого выхода ( +Д у) блока 2 через схему ИЛИ 4 вместе с тактовыми импульсами генератора 3 проходят на выход схемы И 7 (прибавить) и затем поступают на исполнительное устройство, перемещая его в на- правлении, вызывающем приращение величины задающего воздействия. Это приводит к дальнейшему перемещению рабочей точки по статической характеристике в направлении экстремума. В области экстремума движе- ние точки замедляется и определяется толь ко тактовыми импульсами генератора 3. В момент времени, когда точка перейдет экстремальное значение характеристики и пересечет ближайщий от максимума уровень сверху вниз появляется импульс на втором выходе блока 2(-у). Так как в этот мо- мент запоминающее устройство 5 включенс то импульс, пройдя третью схему И 9, опрокинет триггер реверса 6, сигнал которого будет теперь подаваться на вторую схему И 8 и отсутствовать на первой схеме И 7. Запоминающее устройство 5 к моменту окончания реверса триггера 6 окажется включенным. Если рабочая точка на статической характеристике, двигаясь по инерции, будет пересекать ни; ележащий: уровень квантова- ния при этом каждый раз будут появляться импульсы на втором выходе блока 2 (-у), то ложного реверса при этом не произойдет, так как триггер реверса 6 не опрокинется.) поскольку запоминающее устройство 5 выключено и прохождение сигналов через схему И 9 запрещено. Все эти импульсы, а также очередные импульсы от генератора тактовых импульсов 3, пройдя че . g поступать на вто.. J - .-.4 рую схему И 8 (убавить), возвращая систему к экстремальному значению статической характеристики. Рабочая точка, затормозившись, изменит направление движения и начнет подниматься по статической характеристике. При первом же пересечении очередного уровня квантования снизу вверх на первом выходе блока 2 (- у) появится импульс, который включит запоминающее устройство 5 и тем самым подготовит ревере триггера 6 к очередному переключению. Дальнейшая работа регулятора происходит аналогично описанной. В установивщемся режиме регулированная точка находится в пределах . линии экстремального уровня квантования статической характеристики и перемещается за счет импульсов тактового генератора 3. При соответствующем уменьщении щага квантования и у, область регулирования в окрестности точки экстремума может быть сужена до необходимых пределов. В результате значительно увеличивается точность поддержания экстремального значения регулируемого технологического параметра. Предмет изобретения Экстремальный шаговый регулятор для инерционных объектов с медленно протекающими процессами, содержащий последовательно соединенные квантователь уровня и блок определения знака производной, гёнератор тактовых импульсов, трехвходо- ; вую схему ИЛИ, первую и вторую схемы И, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом схемы ИЛИ, выход которой соединен с первыми входами первой и второй схем И, вторые входы которых соединены с соответствующими

выходами триггера реверса, выходы первой и второй схем И соединены с исполни- ; TenbHbDvi устройством, первый выход блока

определения знака производной соединен с вторым входом схемы ИЛИ, а второй ; выход - с третьим входом схемы ИЛИ, о т л и ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и улучшения качества регулирования, в нем установлены запомина,ющее устройство и третья схема И, выхо- .ды блока определения знака производной соединены с соответствующими входами запоминающего устройства, выход которого сое- 5 динен с первым входом третьей схемы выход которой соединен с входом триггера реверса, второй вход третьей схемы И соединен с вторым входом блока определения знака производной.