Устройство для программного регулирования Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для программного регулирования температуры.

По основному авт. св. № 943665 известно устройбтво, содержащее генератор импульсов, программный задатчик, переключающий элемент, к «выходу которого через исполнительный блок подключен нагреватель, блок памяти, элемент задержки, элемент сравнения и датчик температуры, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, а.программный задатчик выполнен в виде распределителя импульсов, соединенного с элементами ИЛИ, выход одного из котоЕМх подключен к входу блока памяти и входу элемента задержки, связанного выходами с соответствующими входс1ми элемента сравнения, входы других элементов ИЛИ подключены к входам переключающего элемента, а датчик температуры через аналого-цифровой преобразователь соединен с элементом сравнения, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом исполнительного блока tl.

Недостатком известного устройства является его малая точность.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит триггер, дополнительный элемент задержки, элемент И, дополнительный элемент ИЛИ компаратор, генератор пилообразного

10 напряжения и коммутатор, первый вход которого через последовательно соединенные элемент И и триггер подключен к выходу одного Из основных элементов ИЛИ, выходы других основ15ных элементов ИЛИсоединены соответственно с вторыми входами элемента И и коммутатора, соединенного третьим входом с выходом цифро-аналогового преобразователя и первым входом ком20паратора, второй вход триггера подсоединен через дополнительный элемент задержки к первому входу коммутатора, подсоединенного первым выходом через дополнительный элемент ИЛИ к одному входу переключающего элемента, а вторым выходом через последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и компаратор - к второму входу допол30нительного элемента ИЛИ и управляющему входу генератора пилообразного напряжения. На фиг. 1 дана блок-схема устрой ства, на фиг. 2 - схема блока коррекции; на фиг. 3 - кривая управления. Устройство содержит генератор 1 импульсов, программный задатчик 2, распределитель 3 импульсов, элементы ИЛИ 4-6, блок 7 коррекции, пере ключакаций элемент 8, блок 9 памяти, элемент 10 задержки, датчик 11 температуры, аналого-цифровой преобразователь 12, элемент 13 сравйения цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 14, исполнительный блок 15, ключ 16, сумматор 17, источник 18 напряжения, нагреватель 19, объе 20 регулирования, коммутатор 21, эл мент И 22 к дополнительный элемент ИЛИ 23, генератор 24 пилообразного напряжения, компаратор 25, триггер 26, блок 27 задержки. Устройство работает следующим об разом. В исходном состоянии на выходе элемента 8 - О, ключ 16 разомкнут т.е. нагреватель 19 отключен, элемент 13 заперт, выходное напряжение ЦАП 14 равно нулю. Первый же импуль генератора 1 устанавливает распределитель 3 в такое состояние, при котором на выходе блока ИЛИ 4 появляется сигнал, который через коммутатор 21, элемент ИЛИ 23 устанавливает переключающий элемент 8 в 1. Тем самым открь1вается ключ 16 и напряжение источника 18 подается на нагреватель 19. Выходная величина возрастает по времени. В момент вре мени t, , предшествующий первому узл аппроксимации (момент времени i) Появляется импульс на выходе элемен та ИЛИ 6. Этим импульсом из блока 9 извлекается код N , прямо пропорцио нальный значению параметра в точке (фиг. 3). Через время, определяемое элементом 10 и необходимое для выборки кода из блока 9, разрешается сравнение кода N и кода , соответствующего действительному значению параметра в момент времени tj Причем-элемент 13 определяет не тол ко величину разности N.- И , но и е .. А В момент времени t возможны три арианта продолжения программы. i .1. N,| - О (точка 1), В этом случае выходное напряжение ЦАП 14 равно нулю и на нагреватель подаетс прежнее напряжение источника 18, т. программа идет по участку 1-2. 2. N - О (точка 1 ). В этом случае напряжение на выходе ЦАП 14 рицательно по знаку, а по величине пропорционально разности кодов, а и разности значений параметр в,точках 1 и 1 . Результирующее напряжение на выходе сумматора 17 уменьшается и программа идет по участку l-2. Поскольку напряжение, подаваемое на нагреватель 19, пропорционально разности температур в точках 1 и 1, а интервал t фиксирования, то в момент t регулируемый параметр приходит в узел 2 апроксимации. 3. N - (точка 1), В этом случае напряжение на выходе ЦАП 14 положительно по знаку, а по-величине пропорционально разности значений температур в точках 1 и l . По причинам, изложенным выше, в момент t регулируемый параметр оказывается в точке 2. В этот же момент времени (t) появляется импульс на выходе элемента ИЛИ 5, который устанавливает триггер 26 в 1, а переключающий элемент 8 в О, прекращая тем самым подачу напряжения на нагреватель 19. В момент времени ta , предшествующий второму узлу апроксимации (момент времени t) появляется импульс на выходе элемента ИЛИ 6, который из блока 8 памяти извлекает код N,j, пропорциональный значению регулируемого параметра в точке 3. Одновременно через элемент И 22 этот импульс поступает на коммутатор 21. Через время, определяемое элементом 10 задержки, необходимое для выборки кодг из блока 9, разрешается сравнение кода N -J и кода NOA , соответствующего значению параметра в момент времени t-j). В этом случае возможны также три варианта дальнейшего ходапрограммы . 1. О (точка 3. В этом случае выходное напряжение ЦАП 14равно нулю, коммутатор 21 замыкает цепь элемент ИЛИ элемент ИЛИ 23 -переключаютий элемент 8. Программа идет по участку 3-4. 2. ,0 (точка 3), В этом случае напряжение на выходе ЦАП 14 отрицательно по знаку, а по величине пропорционально разности значений параметра в точках 3 и З . Коммутатор 21 замыкает цепь элемент ИЛИ 6 - элемент И 22 -генератор 24. И1 шульсом с ИЛИ 6 запускается генератор 24. Через время задержки, прямо пропорциональное величине разности значений параметра в точках 3 и З и равное разности tj.- , на выходе компаратора 25 появляется импульс, который через элемент ИЛИ 23 устанавливает переключающий элемент 8 в 1, т.е. нагреватель включается на номинальную мощность не в точке 4, а в точке 5. Сигналом компаратора 25 прекращается формирование пилообразного напряжения генератора 24. 3. О (точка 3. В этом случае напряжение на выходе ЦАП 14 швложительно по знаку, а по величин пропорционально разности значений температур в точках 3 и З Коммутатор закялкает цепь элемент ИЛИ 6элемент И 22-элемент ИЛИ 23. Импульсом с ИЛИ 6 элемент 8 устанавли вается в 1. По причинам изложенны вьоше ( точка 1) в момент времени t. регулируемый параметр оказывается в точке 4. В этот же момент времени (t) по является импульс на выходе схегФг ИЛ 4, который устанавливает элемент 8 т.е. программа идет вновь по линии нагревания. Для точной коррекции програмкы необходимо выдерживать интервалы времени t для всех узлов аппро ксимации, типа узла 2 и t для всех узлов аппроксимации тип узла одинаковыми. Это условие обеспечивается соответствующим подключением выходов распределителя 3 к элементам ИЛИ 4-6. Временные интервалы ( t), (ti- tj), равно как и длительность аппроксимирующих участков ( t.,) ( t , определяются инерционност объекта к максимальным значениям эн гии, которая может быть подана на нагреватель, а также требуемой точностьк .аппроксимации. Изобретение за счет введения бло ка, коррекции с его связями позволяе значительно повысить точность выполнения программ. Формула изобретения Устройство для программного регулирования по авт. св. 943665, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит триггер, дополнительный элемент задержки, элемент И и дополнительный элемерт ИЛИ, компаратор, генератор пилообразного напряжения и коммутатор, вход которого через последовательно соединенные- элемент И и триггер подключен к выходу одного из основных элементов ИЛИ, выходы других основных элементов ИЛИ соединены соответственно со вторыми входами элемента И и коммутатора, соединенного третьим входом с выходом цифро-аналогового преобразователя и перйым входом компаратора, второй вход триггера подсоединен через дополнительный элемент задержки к первому входу коммутатора, подсоединенного первым выходом через дополнительный элемент ИЛИ к одному входу переключающего элемента, а вторым выходом через последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и компаратор - ко второму входу дополнительного элемента ИЛИ и управляющему входу генератора пилообразного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 943665, кл. G 05 О 23/19, 1978 (прототип).

фуг. /