Пропорционально-интегральнодифференциальный регулятор

°,; лч 4 г °

ЮЪ

О Л И С А Й И Е,1ц,.„5, Е©щ з ф@е tl сиv g

Сециалнстюиескня

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.11.71 {Я) 1710824-/18-24 с присоединением заявки № 1727121/18-24 (51) М. Кл.

О 05 В 11/10

Геаударатаанний каыт ат

Савата Манаатраа СССР в дааан ааабрааааа а атар,".,тна (23) Приоритет (43) Опубликовано05.08.76.Бюллетень № 29 (45} Дата опубликования описания 27.10.76 (5З) УДК 621.316..7{ 088.8) Г. Г. Воробьев (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Куйбышеаский филиал Специального кэнструкторскэго бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии

{ 54) ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬНС .ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ

РЕГУЛЯТОР

Из<,ретение относится к системам автоматичесж:го упоавления и регулщювания и в сочетании с цифровым устройством сравнения может использоваться в качестве электронного устройства формирования регулирующего воздействия цифрового регулчтора.

Извест - ы пропорционально-интегральнсдифференциальные регуляторы, содержащие параллельно соединенные первые резистор щ и конденсатор, переменный резистор, подключенный между отрицательной шиной источника питания и базой первого транзистора прямой проводимости, коллектор которого через второй резистор соединен с отрица- д тельной шиной источника питания, а эмиттер с положит.зльной шиной источника питания, второй транзистор прямой пооводимости, транзистор обратной проводимости„резисторы н второй конденсатор. 20

Цель изобретения - упрощение схемы регул ятбр а 4

Зто достигается тем, что коллекторы второго транзис:эра прямой проводимости и транзист-..р; обратной проводимости через последовательно соединенные второй конденсатор и третий резистор подключены к одной из шин источника питания, эмиттеры этих транзисторов подключены соответственно к положительной и отрицатель:юй шинам источника питания, а базы соотвеv=TBBHHo через четвертый и пятый резисторы .- к коллектору первого транзистора прямой IIpoводимости, база которого связана с общей точкой параллельно -..îåäèíåííûõ первых резистора и конденсатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема регулятора, на фнг. 2 — диаграммы напряжений в различных точках схем . регулятора.

Принципиальная схема регулятора {фиг.1) содержит транзисторы 1 и 2 прямой проводимости, транзистор 3 обратной проэодимос— ти, конденсаторы 4 и 5, переменный резистор 6 н резисторы -11.

На фиг. 2 черезЦ, Няа 0т обозначенные соответствено пдения напрякений на конденсаторе 5, резисторе 11 и сумма этих напряжений.

Регулятор работает следующим образом.

С помощью резистора 6 устанавливается начальный (исходный) режим транзистора

1 так, чтобы напряжение на его выходе было равно примерно половине напряжения источника питания Е . Транзисторы " и

3 берутся примерно с однаковыми параметрами, а сопротивления резисторов 9 и 10 должны быть равны между собой.

Небольшую ассиметрию, которая практически всегда бывает у транзисторов 2 и 3, усТХэаняют регулировкой величины начального тока транзистора 1 при помощи резистора

6.

И исходном состоянии„при нуле сигнала ошибки на входе, на участках эмиттербаза транзисторов 2 и 3 действует одинаковое напряжение, их коплекторные токи равны. Через конденсатор 5 и резистор 11 тэк не протекает. Напряжение на выходе

usg равно приблизительно =.

2

С появлением Ошибки, например, отрицательнэго знака, на вход транзистора 1 поступает в первый момент сброса тока, Обусловленный дифференцируюшим конденсатэром 4, и напряжение г?эстоянного тока ошибки через резистор 6. Зтот входной сигнал ошибки вызывает Обратную реакцию выходного напряжения на коллекторе транзистора 1. Транзистор 3 приоткрывается, а транзистор 2 закрывается. Ток разряда конденсатора 5 через транзистор 3 оказывается больше тока заряда через транзистор 2. конденсатор 5 разряжается..? ?инейность разряда конденсатора (а при ошибке другого знака — заряда его) эбусловпена пост янством протекающего через него тока. Зт-э объясняется тем, что транзисторы являются хорэшими, а в Области малых токов почти идеальными, стабилизаторами тэка при токе базы независимо от изменения величины нагрузки (в даннэм слу ?ае конденсатора 5) или изменения колпекторнэго питания. Иа конденсаторе 5 выделяется интегральная составляхошая и частично (небэльшая часть) пропорциональная составляющач регулирующегэ воздействия, .на резисторе 1 1 — пр эпорциональная и дчфферснциальная сэставляюшие регулирухошего воздействия.

Это вытекает из следующих зависимос-!

"" Хи= S UBÕ «(Д „ " З где) õ

8 +T

Ь?? сэпротпвпепие резистора 7; емкэсть кэнденсатэра 4; козффиххие??т усиления по иапршке нию транзист эра 1; — входное сопротивление транзис-- :

Вх

1.

Х 1вщх =,Р.2, "З < 1вх С."Цех ц.

2.

? ?Одста вляя значение U имее

?- — - I И и т-?- — С. hx C, 2 (4их =,«"аР" » p(++- ) (К, (4х 1 д . )г где ах к, — соответственно коэффициептьх усиления по напряжению транзисторов 2 и

26 C — емкость конденсатора 5,.

Коэффициент пропорциональной cj....-ыхя?:-. шей задается при помоши резистора 11„ коэффпциент интегральной составляхошей— конденсатором 5, козффициент дифференциаль ной составляю?це@ — кэнденсатороь; 4, Хороц?ая х?Х?нейнэсть интегрирОьания с возмОжностью пол чения боль???их постОян-. ных времени интегрирования полу хена p. „-.,згуляторе при небс?льших козффици=.--;.- х "эх-"39 ния, которые могут быть даже меньше 1, Причем B противоположно? Yr- из зc ? .,":зхм ?эегl лятарам„чем ? хе?хь???е коэффициент уси; ?ьхя в схеме предл"эженного регулятора„тем вь?ше л??нзй??ость и??тегрирова???,*,rr и больш.-.,:,;: -тэ..

35 янпая времени интегрир-эвания. В предложенном регуляторе полностью Отсутствух?эт обрат= ные связи, эп прост в настройке и -Онс 1эук., тивном исполнении, практичес?? и в. ???О? н;"-.

Ва двух т?эанзисторах 2 и 3 и для -; ??рот:,.=.??Ня

40 настройки, напри". ?ер, при смене тр;::";."-.,э-ров имеет да??олнитель??ый входной л: —. Hc-.

TQp 1 для симмзтрнрования входа, Нахождение рабочей тэчки испол; .ител: ног ., Органа перед cKoi . r в среднем положелих.

45 является также достэинством такого р -гулятора. Б системе регулирования с применением такого регулятора пуск Осухцествляется очень мягко, без раскачки с миннмальнь м переходи ьпм прох?есс?эм, поскольку положе59 ние исполнительного Орх.ана перед пуском близко к рабочей точке.

Формула изобретен. .?я

Прон эрционально-интегрально-диффер; нциапьный регулятор, содержаший:.Паралп:.Ль-5$ чо соединенные первые резистор и к .: -?донсатор, переменный рез -.Ст--.:;. и. .::Оченнь между Отрицательяой ?!??1??ой исто -?r,! « r! .?Та-??ня ri базои перв "ГО транзи ?торс. ??рямо" .?р г " водп1А эс ? ?х rf<+1,„ Оф,"тор r, ?Орого через p, jYQ

QQ рой реъзистоо соединен с отрип, . епх ной щн

430751

Составитель В. Лукашин

Редактор Vi, Грузова Техред Г. Родак Корректор Н. Ковалева

Заказ 4970/438 Тираж 1029 Подписное,ЛЯИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113025, Москва, Ж-35,Раушская наб., д- 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной источника питания G змит - "ир — с положительной шиной источника питания, второй транзистор прямой гпзоводимости, транзистор обратной проводимости, резисторы и второй конденсатор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения регулятора, коллекторы второго транзистора прямой проводимости и транзистора обратной проводимости через последовательно соединенные второй конденсатор и третий резистор соединены с одной из шин источника питания, эмиттеры этих транзисторов подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам источника питания, а базы соответственно через четвертый и пятый резисторы соединены с коллектором первого транзистора прямой проводимости, база которого соединена с обшей точкой параллельно соединенных первых резистора О и конденсатора.