Цифровой широтно-импульсный интегратор Советский патент 1980 года по МПК G05B11/36 

Изобретение относится к автоматике и может найти применение в качестве реверсивного дискретного нуль органа. Известен цифровой широтно-импульс ный интегратор, содержащий триггер, нереверсивные счетчики, блок синхронизации и генератор 1 . Недостаток этого интегратора - низкая точность. Наиболее близким по технической сущности является интегратор, содержащий первый и второй реверсивные счетчики, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы - соответственно чере первый и второй элементы И с первым и вторым входами триггера, выход которого подк.гаочен ко входу фильтра задающий блок и блок обратной связи выходы которых соединены соответств но с первыми и вторыми входами блок управления и третьего реверсивного счетчика, выход которого подключен первому входу третьего элемента И, ко вторюму входу которого подключен вход интегратора 2J. Недостатками этого интегратора являются малые надежность и быстро.действие, Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия интегратора. Эта цель достигается тем, что в интегратор введены первый и второй ключи, первые входы которых соединены соответственно с первым вторым в одами блока управления, вторые входы - с выходом третьего элемента И, а выходы.- со вторыми входами первого и второго реверсивных счетчиков. На чертеже приведена функциональная схема интef paтopa. Интегратор содержит первый и второй реверсивные счетчики 1 и 2; пер-, вый и второй элементы 3 и 4 И; триггер 5; фильтр 6; блок 7 управления; генератор 8 импульсов; задакядий блок 9; блок 10 обратной связи; третий реверсивный счетчик 11; третий элемент 12 И; первый и второй ключи 13 и 14; первый и второй выходы 15 и 16 блока управления; первый и второй ВХОДЫ 17 и 18 блока управления;перый и второй выходы 19 и 20 блока 21 измерения направления; управляющие входы 22 и 23 интегратора Вперед и Назад ; элементы 24-29 2И-НЕ; выход, 30 третьего элемента И; выход 31 интегратора.

Интегратор работает следующим образом.

Режим 1. Рассогласование & М/2-1 где N - число импульсов.

В этом случае со входа интегратора 31 на вход третьего элемента 12 И подан код N/2-1, при этом на его выходе 30 установится 1 и первый и второй ключи 13 и 14 замкнуты. На первые (суммирующие) входы первого и второго реверсивных счетчиков 1 и 2 поступают импульсы с частотой fj, с генератора 8, при этом скважность на выходе триггера 5 равна 2. При подаче 1, например, на управлякнций вход интегратора 22 Вперед импульсы с частотой fgC выхода задающего блока 9 поступают через первый ключ 13 на второй (вычитающий) вход пёрт вого реверсивного счетчика 1. При работе интегратора в системе регулирования. скорости или положения, например двигателя постоянного тока, последний, а вместе с ним и датчик обратной связи (на чертеже не показаны) , начнет вращаться, на выходе 20 блока 21 измерения направления появится 1 и импульсы с частотой foe с выхода блока 10 обратной связи через элементы 26 и 29 2,И-НЕ и второй ключ 14 начнут поступать на второй (вычитающий) вход второго реверсивного счетчика 2. Скважность на выходе триггера 5 начнет меняться (момент времени t). При равенстве частот fJ fo. скважность установится постоянной, но отличной от2 на величину разности частот f и fop за время (t2-tfj). При отключении импульсов с частотой f импульсы с частотой fpp восстановят скважность 2 При подаче 1 на управляющий вход 23 интегратора Назад вращение, например двигателя постоянного тока, изменится на противоположное. Одновременно импульсы с частотой f поступают на первый (суммирующий) вход третьего реверсивного счетчика 11, а импульсы с частотой f - на его второй (вычитающий) вход. При принятом условии (рассогласование д N/2-1) третий элемент 12 И в работу не вступает.

Режим 2. Рассогласование д -N/2-1. При подаче 1 на управляющий вхо интегратора 22 Вперед фаза выходного напряжения триггера 5 изменится При А N/2-1 на выходе 30 третьего элемента 12 И появляется О, первый и второй ключи 13 и 14 размыкаются и скважность на выходе триггера 5 устанавливается максимально допустимой для дискретных систем (1 импульс). в случае использования интегратора в системе регулирования, в этом jpeжиме происходит отработка ра1ссотласования с максимальным ускорением.

Затем наступает момент, когда ЛСМ/2-1 ( fg)/ на выходе 30 третьего элемента 12 И появляется 1, первый и второй ключи 13 и 14 замыкаются и через них поступают , импульсы соответственно с частотой f3 и частотой fgc . Рассогласование еще уменьшается и при f ос скважность на выходе триггера 5 устанавливается постоянной, и ее ве- личина зависит от частоты f и

коэффициента усиления системы регулирования по скорости.

В случае регулирования положения при условии, что рассогласование д станет больше N/2, третий реверсивный счетчик. 11 проинтегрирует это рассогласование, третий элемент 12 И обеспечит ограничение изменения скважности на выходе триггера 5, а затем импульсы с частотой , устранят рассогласование, и скважность на выходе триггера станет равной 2 при f 0. При этом не будет происходить потери информации.

Изменяя код на входе 31 интегратора, можно менять пределы линейной работы интегратора. Такое выполнение интегратЬра позволяет повыоитьего надежность и быстродействие.

Формула изобретения

Цифровой широтно-импульсный интегратор, содержащий первый и второй реверсивные счетчики, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы - соответственно через первый и второй элементы И с первым и вторым входами триггера,

выход которого подключен ко входу фильтра, задающий блок и блок обратной связи, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока управления и третьего реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, ко второму входу которого подключен вход интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия

интегратора, он содержит первый и второй ключи, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходг1Ми блока управления, вторые входы - с выходом третьего

элемента И, а выходы - со вторыми входами первого и второго реверсивных счетчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Круг Е,К. и др. Цифровые регуляторы, М.-Л., Энергия, 1966,

с, 337 и 353.

2.Авторское свидетельство СССР

239666, кл. G 05 В 11/01, 29.01.68.