Экстремальный регулятор Советский патент 1981 года по МПК G05B13/02 

Изобретение относится к адаптивным системам автоматического регули рования и предназначен для автоматического определения и поддержания оптимального режима работы одномерных объектов с меняющимися и/или неизвестными характеристиками, в том числе обладающими большой инерционностью и/или транспортным запаздыванием. Известен экстремальный регулятор содержащий квантователь уровня и блок определения приращений 1. Недостатками его являются избыточ ность и невысокое быстродействие. i Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является эксзтремёшьный регулятор, содержгиций последовательно соединенные формирую щее устройство, сигнум-реле, а также триггер реверса усилит дь мощности и испол1;йтельный механизм, причем вход формирующего устройства соединен с первым входом регулятора, вто рой вход которого соединен со вторым входом сигнум-реле и вторым входом исполнительного механизма 2. Недостатком известного регулятор является его сложность и недостаточ высокое быстродействие. . Цель изобретения - упрощение регулятора и повышение его быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в известном экстремальном регуляторе, содержащем последовательно соединенные формирующее устройство,сигнум-реле и последовательно соединённые триггер реверса, усилитель мощности и исполнительный механизм, причем вход формирующего устройства соединен с первым входом регулятора, второй вход которого соединен со вторым входом сигнум-реле и вторым входом исполнительного механизма, дополнительно вход триггера1)еверса соединен с выходом сигнум-реле,а выход триггера со входом усилителя мощности,причем сигнум-реле содержит последовательно соеди1енные конденсатор,усилитель напряжения и пороговый,-элемент, вход которого подключен-к выходу сигнум-реле,вход которого подключен к первой обкладке конденсатора,второй вход сигнум-реле механически соединен с подвижным контактом выключателя,который электрически соединен со второй обкладкой конденсатора, входом усилителя напряжения и катодом диодного элемента, анод которого соединен с шиной нулевого потенциала и неподвижным контактом выключателя а также тем, что сигнум-реле содержит транзи тор, который коллектором соединен со входом усилителя напряжения, а базой с выходом компаратора,вход которого сЬединен со входом усилителя напряжения. На фиг. 1 представлена структурная схема экстремального регулятора на фиг. 2 и фиг. 3 - первый и второй варианты выполнения сигнум-реле. CTpyi TypHaH схема-регулятора соде жит последовательно соединенные формирующее устройство 1, сигнум-реле 2 триггер 3 реверса, усилитель 4 мощно ти и исполнительный механизм 5, причем вход формирующего устройства 1 соединч н с первым входом регулятора второй вход которого соединен со вто рым входом сигнум-реле 2 и вторымвходом исполнительного механизма 5, кроме того вход триггера 3 реверса соединен с выходом сигнум-реле 2, а выход триггера 3 реверса со входом усилителя 5 мощности. Формирующее устройство 1 преобразует входной сигнал в постоянное напряжение, причем приближению i к экстремуму соответствует уменьшени сигнала, на выходе формирукяцего устройства 1. Экстремальный регулятор работает следующим образом. По команде поиск в сигнум-реле 2 задаются начальные условия поиска и начинает работать исполнительный механизм 5. Входной сигнал поступает на формирующее устройство 1 и с его выхода на сигнум-реле 2.В сигнум-рел 2 происходит сравнение текущей величины входного сигнала с запомненной В случае приближения систем) к экстр муму сигнал на выходе сигнум-реле 2 отсутствует, а в случае удгшения от экстремума на выходе сигнум-реле 2 появляется сигнал, переключающий триггер 3 реверса. Выходной сигнал цэиггера 3 реверса, усиленный усилителем 4 мсмцности, происходит реверс исполнительного механизма 5. Первый вариант сигнум-реле 2 (фиг. 2) содержит конденсатор 6, под вижный контакт выключателя 7, диодны элемент 8, усилитель 9 напряжения и пороговый элемент 10, причем выход порогового элемента 10 подключен к выходу сигнум-реле 2,вход которого лодключен к первой обклгщке конденсатора 6, второй вход сигнум-реле 2 механически соединен с подвижным контактом выключателя 7, который электрически соединен со второй обкладкой конденсатора , входом усилителя 9 напряжения и катодом дио него элемента 8,анод которого соединен с шиной нулевого потенциала и не подвижньм контактом выключателя 7. Работает сигнум-реле 2 следующим образом. До начала поиска запоминающий конденсатор 6 заряжен до текущего значения входного напряжения. По ко манде поиск размыкается контакт выключателя 7, при этом на конденсаторе б остается запомненный начальный уровень поиска. В случае удаления системы от экстремума напояжение на первом входе сигнум-реле 2 растет, и, так как диодный элемент 8 заперт, на входе усилителя 9 появляется сигнал. Усиленный усилителем 9 напряжения, он вызывает срабатывание порогового элемента 10. В случае приближения системы к экстремуму, напряжение на первом входе сигнум-реле 2 уменьшается, диодный элемент 8 открывается и конденсатор 6 разряжается через диодный элемент 8. При прохождении системы через экстремум, на запоминающем конденсаторе 6 остается запомненным экстремальное значение напряжения плюс падение напряжения на диоде 8. Второй вариант сигнум-реле 2 (фиг, 3) содержит конденсатор 6, подвижный контакт выключателя 7, усилитель 9 напряжения, пороговый элемент 10, транзистор 11 и компаратор 12, причем транзистор 11 коллектором соединен со входомусилителя 9 напряжения, а базой с выходом компаратора 12, вход которого соединен со входом усилителя 9 напряжения. Работает второй вариант сигнум-реле 2 аналогично первому варианту, с той разницей, что замена диода 8 транзистором 11 и компаратором 10 позволяет быстрее разряжать конденсатор б при приближении к экстремуму и убирать вредное падение напряжения на диоде 8. Предлагаемая схема экстремального регулятора отличается простотой кроме того выполнение сигнум-реле по одному из предложенных вариантов позволяет повысить быстродействие регулятора в силу того, что разряд запоминающего конденсатора осуществляется полупроводниковыми ключами, имеющими по сравнению с механическими более высокое быстродействие. Формула изобретения 1. Экстремальный регулятор, содержащий последогательно соединенные формирующее устройство, сигнум-реле и последовательно соединенные триггер реверса, усилитель мощности и исполнительный механизм, причем вход формирующего устройства соединен с первым входом сигнум-реле и вторым входом исполнительного механизма, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что с целью повышения быстродействия и упрощения регулятора, вход триггера реверса соединен с выходом сигнум-реле, а

выход триггера со входом усилителя мощности.

2.стремальный регулятор по пЛ, о т л т( чающийся тем, что в нем сигнум-реле содержит последовательно соединенные конденсатор, усилитель напряжения и пороговый элемент выход которого подключен к выходу сигнум-реле, вход которого подключен к первой обкладке конденсатора, второй вход сигнум-реле механически соединен с подвижным контактом выключателя, который электрически соединен со второй обкладкой конденсатора, уходом усилителя напряжения и катодом диодного элемента, анод которого соединен с шиной нулевого потенциала и неподвижным контактом выключателя .

. Экстре;у|альный регулятор по пп. и 2f отличающийся тёй, что сигнум-реле содержит транзистор, который коллектором соединен со входом усилителя напряжения, а базой с выходом компаратора, вход которого соединен со входом усилителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10

1.Авторское свидетельство СССР

Ф 470790, кл. G 05 В 13/02, 22.02.74

2.Казакевич В. В. и Родов А. Б.

15 Системы автоматической оптимизации. М., Энергия, 1977, с. 231 (прото1тип).

Комн9а тжк