SU860608A1 - Задающее устройство - Google Patents

Description

(54) ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относитс  к области автоматики и может использоватьс  в р азличных системах автоматического регулировани  в качестве задатчика, предназначенного дл  преобразовани  быстрых изменений входного напр жени  в линейно зависимое от времени выходное напр жение посто нного тока.

Известны различные устройства, примен емые в качестве 31аД|атчиков интенсивности , например параметрический задатчик интенсивности типа ЗИ-1, выпускаемый промышленностью . В схеме устройства используетс  транзистор в режиме с обп1,ей базой. Интенсивность изменени  выходного напр жени  не зависит от уровн  входного сигнала. Врем  отработки задани  регулируетс  в пределах 0,5-2 с. Нелинейность составл ет 10%. При больших значени х времени отработки задани  этот задатчик интенсивности имеет значительные отклонени  от линейности выходного напр жени , которое с ростом времени все более увеличиваетс  1.

Дл  получени  линейно измен юш,егос  во времени напр жени  с большим временем процесса и хорошей линейностью примен ют операционные усилители посто нного тока в режиме интегрировани . Линейность выходного напр жени  опера2

ционного усилител  в режиме интегрировани  значительно выше, чем у параметрического задатчика, поскольку посто нна  времени увеличиваетс  в (К-Ы) раз, 5 где К - коэффициент усилени  усилител . Примером такого устройства  вл етс  интегро-задающее устройство. Устройство состоит из усилител , работающего в режиме ограничени , интегрирующего усилител  и блока ограничени . Устройство обеспечивает врем  отработки задани  в пределах 0,5-20 с. Нелинейность выходного напр жени  составл ет 2,5%. При увеличении времени отработки и соответ5 ственно увеличении посто нной времени интегрировани  нелинейность выходного напр жени  устройства значительно возрастает в св зи с конечным значением входного сопротивлени  самого усилител ,

20 что  вл етс  основным недостатком устройства .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  задающее устройство, содержащее усилитель25 ограничитель, блок ограничени , первый интегрирующий усилитель, второй интегрирующий усилитель, дифференцирующий усилитель, суммирующий усилитель , выпр митель и первый ключ,

30 первый вход которого через дифференцирующий усилитель подключен к выходу первого интегрирующего усилител , а через выпр митель к первому входу второго интегрирующего усилител , второй вход подключен к второму входу устройства и первому входу суммирующего усилител , а выход - к второму входу второго интегрирующего усилител , первый выход которого-соединен со вторым входом суммирующего усилител , подключенного своим выходом к второму входу блока ограничени , выход которого соединен с первым входом усилител -ограничител , второй вход которго св з;ан с первым входом устройства, а третий вход соединен с выходом устройства и через первый интегрирующий усилитель - с первым входом блока ограничени  и выходом усилител ограничител  2.

Это устройство обладает лучшей линейностью выходного напр жени , так как в нем осуществл етс  коррекци  нелинейности выходного сигнала.

Недостатком устройства  вл етс  нелинейность выходного напр жени  в начале отработки заданного сигнала по уровню , св занна  с тем, что на конденсаторе цепи обратной св зи второго интегрирующего усилител  сохран етс  напр жение, которое образовалось там при коррекции нелинейности выходного напр жени  устройства при предыдущей отработке сигнала по уровню. Величина и знак этого напр жени  иикак не св заны с процессом коррекции нелинейности при отработке сигнала по уровню в данный момент времени . Следствием этого  вл етс  увеличение времени коррекции нелинейности, так как-процесс коррекции начинаетс  только после того, как будет скомпенсировано напр л ение на -конденсаторе обратной св зп второго интегрирующего усилител , оставшеес  от предыдущего процесса отработки . Увеличение времени коррекции приводит к тому, что па начальном участке отработки скорость изменени  выходного напр жени  устройства отличаетс  от заданной.

Цель изобретени  - повышение точности (линейности выходного напр жени ) задающего устройства.

Цель достигаетс  тем, ;что в известное устройство, содержащее первый , первый вход которого через дифференцирую цчй усилитель подключен к выходу пер-;ого интегрирующего усилител , а через выпр митель - к первому входу второго интегрирующего усилител , второй вход подключен :к. второму входу устройства и первому входу суммирующего усилител , а выход -к второму входу второго интегрирующего усилител , первый выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилител , подключенного своим гыходом к второму входу блока ограничени , выход которого соединен с первым входом усилител -ограничител , второй вход которого св аан с первым входом устройства, а третий вход соединен с выходом устройства и через первый интегрирующий усилитель - с первым BXOiftOM блока ограничени  и выходом усилител ограничител , вводитс  второй ключ, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующего усилител , а второй вход и выход соединены соответственно с вторым выходом и третьим входом второго интегрирующего усилител .

На чертеже представлена функциональна  схема задающего устройства. Устройство содержит суммируюп ий усилитель 1, блок 2 ограничени , }силитель-ограничитель 3, первый и второй интегрирующие усилители 4 и 5, дифференцирующий усилитель б, первый ключ 7, выпр митель 8, первый и второй входы устройства 9 и 10, выход устройства И, второй клю;ч 12.

Устройство работает следующим образом . Отрабатываемый сигнал подаетс  с первого входа устройства 9 на вход усилител -ограни1чител  3, работающего в режиме регулируемого ограничени . Его выходное напр жение интегрируетс  во времени с помощью первого интегрирующего усилител  4 с парафазным выходом. Оба эти усилител  охвачены жесткой отрицательной обратной св зью с коэффициентом передачи, равным единице. В результате выходное напр жепие в процессе отработки устанавливаетс  равным напр жению задани . Уровень ограничени  выходного напр жени  усилител -ограничител  3, а следовательно и врем  отработки устройства, регулируетс  изменением величины опорного напр жени  в цепи обратной св зи усилител -ограничител  3 с помощью блока ограничени  2. Выходное напр жение от первого интегрирующего усилител  4 через дифференцирующий усилитель 6, выдающий сигнал, пропорциональный фактической скорости изменени  регулируемого параметра, поступает на первый вход первого ключа 7. На его второй вход поступает сигнал, пропорциональный заданной скорости изменени  регулируемого параметра с второго входа устройства 10, и ключ 7 пропускает его лишь при по влении на его первом входе сигнала, пропорционального фактической скорости f/факт.ск изменени  выходного сигнала . Оба эти сигнала поступают на входы второго интегрирующего усилител  5, причем сигнал, поступающий на первый вход второго интегрирующего усилител  5 через выпр митель 8 имеет пол рность, противоположную пол рности сигнала, поступающего на второй вход второго интегрирующего усилител  5. Цепь обратной св зи второго интегрирующего усилител 

5 шунтируетс  вторым ключом 12, вход которого соединен с выходом дифференцирующего усилител  6, причем второй ключ 12 закорачивает цепь обратной св зи усилител  5 только при отсутствии сигнала на входе.

При отличии по уровню сигналов на входах второго интегрирующего усилител  5 на выходе его по вл етс  сигнал, поступающий на второй вход суммирующего усилител  1. На его первый вход поступает сигнал, пропорциональный заданной скорости изменени  регулируемого параметра. На выходе суммирующего усилител  1 по вл етс  напр жение,  вл ющеес  опорным напр жением блока ограничени  2, который и ограничивает выходной сигнал усилител -ограничител  3. Это напр жение зависит от алгебраической суммы сигналов , поступающих с второго интегрирующего усилител  5 и сигнала, пропорционального заданной скорости изменени  регулируемого параметра. При скачкообразном изменении задающего сигнала по уровню регулируемого параметра на выходе устройства 11 наблюдаетс  линейно зависимое от времени выходное напр жение посто нного тока. Любое отклонение от линейности корректируетс  суммирующим, вторым интегрирующим и дифференцирующим усилител ми 1, 5 и 6 и блоком ограничени  2, ограничивающим выход усилител -ограничител  3, причем корректирующий сигнал на выходе второго интегрирующего усилител  формируетс  быстрее счет введени  второго ключа 12, который шунтирует цепь обратной св зи второго интегрирующего усилител  5.

Коррекци  осуществл етс  следующим образом. Допустим, что произвели изменение скачком регулируемого параметра и началась отработка, но скорость изменени  выходного напр жени  отлична от заданной . Это приводит к тому, что величина напр жени  на выходе дифференцирующего усилител  6 делаетс  больше или меньше заданной скорости изменени  регулируемого параметра, и на входе второго интегрирующего усилител  5 суммарный входной сигнал по обоим входам делаетс  отличным от нулевого.

Так как до начала отработки сигнал на выходе дифференцирующего усилител  6, а значит и на входе второго ключа 12 отсутствует , то ключ 12 своим выходом шунтирует цепь обратной св зи второго интегрирующего усилител  5, благодар  чему происходит разр д конденсатора обратной св зи второго интегрирующего усилител  и напр жение на его выходе равно нулю.

Отсутствие напр жени  на конденсаторе обратной св зи и выходе усилител  5 приводит к тому, что, как только происходит отклонение от линейности выходного

напр жени  и суммарный входной сигнал второго интегрирующего усилител  5 становитс  отличным от нул , усилитель 5 начинает интегрирование, и Hia его выходе

по вл етс  корректирующий сигнал нужной пол рности, который через суммирующий усилитель 1 и блок ограничени  2 корректирует скорость изменени  выходного напр жени . При отсутствии второго

ключа 12 и наличии на конденсаторе обратной св зи и выходе второго интегрирующего усилител  5 напр жени  обратной пол рности под действием ненулевого суммарного входного сигнала усилител  5 в

начале в течение некоторого времени производитс  компенсаци  напр жени  цепи обратной св зи и выходного напр жени  обратной пол рности. В течение всего этого времени скорость изменени  выходного

напр жени  устройства отлвчна от заданной .

Таким образом, введение второго ключа 12 сокращает продолжительность времени , в течение которого осуществл етс  коррекци  и тем самым повышаетс  линейность выходного напр жени . Использование изобретени  позвол ет повысить линейность выходного напр жени  задающего устройства.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Задающее устройство, содержащее первый ключ, первый вход которого через дифференцирующий усилитель подключен к выходу первого интегрирующего усилител , а через выпр митель - к первому входу второго интегрирующего усилител , второй вход подключен к второму входу устройства и первому входу суммирующего усилител , а выход - к второму входу второго интегрирующего усилител , первый

   ВЫХ01Д которого соединен с вторым входом суммирующего усилител , подключенного своим выходом к второму входу блока ограничени , выход которого соединен с первым входом усилител -ограничител , второй вход которого св зан с первым входом устройства, а третий вход соединен с выходом устройства и через первый интегрирующий усилитель - с первым входом блока ограничени  и выходом усилител ограничител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства , оно содержит второй ключ, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующего усилител , а второй вход и

   выход соединены соответственно с вторым выходол и третьим входом второго интегрирующего усилител .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

   i 1. Лебедев E. Д. и др. Управление вентильными электроприводами посто нного тока, М., «Энерги , 1970.
2. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2696003, кл. G 05 В 11/36, 1979 (прототип).

   3aS. ск.

   Узад. ск.