[其他]比例、微分、雙重積分脈沖調(diào)節(jié)器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 85105657
• 申請日: 1985-07-17
• 公開（公告）號: CN85105657A
• 公開（公告）日: 1987-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 周兆群
• 申請（專利權）人: 新疆機械研究所
• 主分類號: G05B11/36
• 分類號: G05B11/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種新型的脈沖寬度周期可調(diào)的單參數(shù)連續(xù)模擬控制自動調(diào)節(jié)器，特別是一種用于含長滯后，大慣性，非線性對象系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)器。本發(fā)明適合于化學反應過程中的組份含量，各種溫度、壓力、液位、流量及氣體滲碳中的氣氛含量的控制。

現(xiàn)有的調(diào)節(jié)器，國產(chǎn)的以DDZⅡ，DDZⅢ系列中的DTL為代表的調(diào)節(jié)器，國外的各種三參數(shù)（P、I、D）調(diào)節(jié)器，它們對長滯后，大慣性，強非線性對象控制困難。自適應調(diào)節(jié)器和用現(xiàn)代控制理論產(chǎn)生的新型控制方法對上述存在的問題有較好的效果，但因建立模型和辯識復雜使其在生產(chǎn)中使用困難。

本發(fā)明的任務是：由對物理過程的直接認識，避開數(shù)學模型和辨識，提供一種新型通用調(diào)節(jié)器，以其解決現(xiàn)有調(diào)節(jié)器存在的問題，并使系統(tǒng)的設計、分析、調(diào)試、操作簡化。

以下將結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步的詳細描述。

圖1是本發(fā)明的構(gòu)成方框圖。

圖2是本發(fā)明的比例環(huán)節(jié)電路原理圖。

圖3是本發(fā)明的微分環(huán)節(jié)電路原理圖。

圖4是本發(fā)明的雙重積分電路原理圖。

圖5是本發(fā)明的雙重積分電路工作波形圖。

圖6是本發(fā)明的變換關系曲線圖。

圖7是本發(fā)明的雙重積分環(huán)節(jié)特性框圖。

圖8是本發(fā)明的可正負關斷脈沖開關的電路原理圖。

圖9是本發(fā)明的可正負關斷脈沖開關在正電壓關斷下的工作波形。

圖10是本發(fā)明一實施例的電路原理圖。

圖11是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)方框圖。

圖12是發(fā)明人用于生產(chǎn)得到的控制曲線。

參照圖1，Ve是來自對象狀態(tài)的檢測訊號與給定值比較后放大了的差值。經(jīng)過比例環(huán)節(jié)傳遞后有：

V₀₁＝-KVe <1>

其中：-K是比例環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)。

經(jīng)過微分環(huán)節(jié)傳遞后有：

V_i=- (1+T_DS)/(1+T_gS) V₀₁（S） <2>

其中：T_D是微分時間常數(shù);Tg是慣性時間常數(shù)。

經(jīng)過雙重積分環(huán)節(jié)傳遞后有：

y(S)= (Q)/(T_IS²) V_i(S) <3>

其中：T_I是積分時間常數(shù)，Q是階躍輸出的幅度。

可正負（電壓）關斷脈沖開關，交流開關僅改變Q的大小。調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)：

其中：A是調(diào)節(jié)器增益，且：

A= (KQT_D)/(T_I·T_g) <5>

調(diào)節(jié)器有位式、偏差調(diào)整、前饋控制三種工作狀態(tài)。在雙重積分環(huán)節(jié)調(diào)整強度參數(shù)n₁、n₂（通稱為n參數(shù)）的作用下，它們構(gòu)成系統(tǒng)的最佳控制區(qū)間，并使對象處于最佳控制（最小值）之下，且廣義對象與調(diào)節(jié)器串聯(lián)后可視其為比例特性。

參照圖2，此為比例環(huán)節(jié)（簡稱P）。A₀₁、A₀₂是兩個失調(diào)電壓極性相反的普通運放。令A₀₁輸入端接地，調(diào)R₀₄，A₀₅使其輸出為零即可。這里A₀₁擔任訊號傳遞中的放大作用，A₀₂起補償穩(wěn)零作用，整個電路相當一個反相放大器，放大倍數(shù)：

K = - (R₀₃+W₁)/(R₀₁) <6>

參照圖3，此為微分環(huán)節(jié)（簡稱D）。T₁、T₂組成晶體管互補輸入電路，T₃、T₄組成電容C₁電流放大電路。A₀₃是普通運放，用作混合器。取R₂₁＝R₂₂·R₂₀≈ (R₂₂)/10 ·W₂≈3R₂₂·R₁₁≥10R₁₂，R₁₆≥20R₁₂·R₁₅≥10K