რეგულატორების ძირითადი ტიპები, რომლებიც გამოიყენება საბურღი დანადგარის ამძრავების ელექტრული დისკების მართვის სისტემებში
ანალოგური რეგულატორები ელექტრული დისკების სლავური კონტროლის სისტემებში აგებულია ოპერაციული გამაძლიერებლების (op-amps) საფუძველზე - პირდაპირი დენის გამაძლიერებლები მაღალი შეყვანის და ძალიან დაბალი გამომავალი წინაღობებით. ინტეგრირებული მიკროსქემის ტექნოლოგია ახლა შესაძლებელს ხდის მაღალი ხარისხის და იაფი ოპ-ამპერატორების წარმოებას. მისი ოპერაციული დიაპაზონის გარკვეულ ნაწილში, op-amp იქცევა როგორც ხაზოვანი ძაბვის გამაძლიერებელი ძალიან მაღალი მომატებით (10 5 - 10 6). თუ op-amp წრე არ იძლევა უარყოფით გამოხმაურებას გამომავალიდან შეყვანამდე, მაშინ მაღალი მომატების გამო, ის აუცილებლად მოხვდება გაჯერების რეჟიმში. ამიტომ, op-amp დაფუძნებული რეგულატორის სქემები შეიცავს უარყოფით გამოხმაურებას.
ოპერაციულმა გამაძლიერებელმა მიიღო სახელი იმის გამო, რომ მას შეუძლია შეასრულოს სხვადასხვა მათემატიკური ოპერაციები, როგორიცაა გამრავლება, შეჯამება, ინტეგრაცია და დიფერენციაცია. ტიპიური რეგულატორები აგებულია ინვერსიული გამაძლიერებლის საფუძველზე, ხოლო შემავალი და გამომავალი სქემები, წინააღმდეგობების გარდა, შეიძლება შეიცავდეს კონდენსატორებს.
ვინაიდან op-amp მომატება დიდია (კუ= = 10 5 +10 6), და გამომავალი ძაბვა Uvy შეზღუდულია მიწოდების ძაბვით ᲞᲠᲝᲪᲔᲡᲝᲠᲘ,შემდეგ წერტილის პოტენციალი ა(ნახ. 1, ა) cpA = = uout/Ku ახლოს არის ნულთან, ე.ი. წერტილი აასრულებს მოჩვენებითი ნიადაგის ფუნქციას (წერტილის დასაბუთება აშეუძლებელია, წინააღმდეგ შემთხვევაში წრე გახდება უმოქმედო).
ბრინჯი. 1. ოპერაციულ გამაძლიერებელზე დამზადებული ანალოგური რეგულატორის სტრუქტურა (ა). პროპორციული კონტროლერის წრე გამომავალი სიგნალის კონტროლირებადი შეზღუდვით (ბ). შემავალი-გამომავალი რეგულატორის მახასიათებლები გამომავალი სიგნალის კონტროლირებადი შეზღუდვით (c)
სხვადასხვა ტიპის რეგულატორების სქემები, გადაცემის ფუნქციები და გარდამავალი ფუნქციები მოცემულია ცხრილში.
სხვადასხვა ტიპის რეგულატორების სქემები და დინამიური მახასიათებლები
პროპორციული კონტროლერის (P-რეგულატორის) მისაღებად, რეზისტორები ჩართულია op-amp-ის შეყვანაში და უკუკავშირის წრეში; ინტეგრალური რეგულატორი (I-რეგულატორი) მოიცავს რეზისტორს შეყვანის წრეში, ხოლო კონდენსატორს უკუკავშირის წრეში; PI კონტროლერი შეიცავს რეზისტორს შეყვანის წრეში და სერიასთან დაკავშირებულ რეზისტორს და კონდენსატორს უკუკავშირის წრეში. PID კონტროლერი შეიძლება განხორციელდეს ერთ გამაძლიერებელზე აქტიური ტევადობის სქემების გამოყენებით შესასვლელში და უკუკავშირის წრეში.
წარმოებული მრეწველობის მიერ სხვადასხვა სახისოპერაციული გამაძლიერებლები ინტეგრირებულ სქემებზე (ICs) - მრგვალი და მართკუთხა. რეგულატორების ასაგებად ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ოპ-ამპერატორებია K140UD7, K553UD2, K157UD2 და ა.შ.
შესაძლებელია ელექტროძრავების ანალოგური მართვის სისტემების მოწყობილობების ზომის შემცირება და საიმედოობის გაზრდა მათი წარმოებისთვის ჰიბრიდული ტექნოლოგიის დანერგვით. ჰიბრიდის წარმოებაში ინტეგრირებული სქემები(GIS) აქტიური ელემენტები (OU) დამონტაჟებულია ბეჭდური მიკროსქემის დაფამყარი მდგომარეობის (შეფუთული) დიზაინით, ხოლო კონდენსატორები და რეზისტორები - ფირის ტექნოლოგიის მეთოდის გამოყენებით (გამტარი, ნახევრადგამტარი და არაგამტარი მასალების ფირები). შედეგად მიღებული მოდული შეიძლება შეივსოს ნაერთით ან მოთავსდეს კორპუსში.
ელექტროძრავის კოორდინატების შეზღუდვა (დენი, სიჩქარე და ა.შ.) ხორციელდება გარე კონტროლის მარყუჟის რეგულატორის სტრუქტურაში შემზღუდველი ერთეულების ჩართვით. ეს უკანასკნელი შეიძლება იყოს კონტროლირებადი ან უკონტროლო. ნახ. 6
გვიჩვენებს სქემას პროპორციული რეგულატორის გამომავალი ძაბვის შეზღუდვისთვის გამორთვის დიოდებით VD1, VD2 და კონტროლირებადი საცნობარო ძაბვით Vop. წრე საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ შემავალი-გამომავალი მახასიათებელი, რომელიც ასიმეტრიულია კოორდინატების წარმოშობასთან შედარებით შეზღუდული გამომავალი ძაბვის სხვადასხვა დონეებით (ნახ.). ასევე შესაძლებელია ტრანზისტორების გამოყენებით op-amp გამომავალი ძაბვის კონტროლირებადი შეზღუდვის სქემების სხვა ვარიანტები.
ბოლო დრომდე, საყოფაცხოვრებო საბურღი მოწყობილობების ამძრავების ავტომატიზირებულ ელექტრო დისკზე, ძირითადად გამოიყენებოდა ანალოგური კომპიუტერული ტექნოლოგია. უკან ბოლო წლებიმიკროპროცესორული მართვის სისტემების შექმნაზე მუშაობს მრავალი საპროექტო და კვლევითი ორგანიზაცია. ანალოგურ სისტემებთან შედარებით, მიკროპროცესორულ სისტემებს აქვთ მრავალი უპირატესობა. მოდით აღვნიშნოთ ზოგიერთი მათგანი.
მოქნილობა.შესაძლებლობა, გადაპროგრამირებით, შეცვალოს არა მხოლოდ საკონტროლო სისტემის პარამეტრები, არამედ ალგორითმები და სტრუქტურაც კი. ამავდროულად, სისტემის აპარატურა უცვლელი რჩება. ანალოგურ სისტემებში, ტექნიკის ხელახალი აწყობა უნდა მოხდეს. მიკროკომპიუტერის პროგრამული უზრუნველყოფის რეგულირება შესაძლებელია როგორც წინასწარი გაშვების პერიოდში, ასევე მათი მუშაობის დროს. ამის წყალობით, რეგულირების სამუშაოების ხარჯები და დრო მცირდება და იცვლება მათი ბუნება, რადგან საჭირო ექსპერიმენტები მახასიათებლებისა და პარამეტრების დასადგენად, აგრეთვე რეგულატორების დაყენება, შეიძლება ავტომატურად განხორციელდეს თავად მიკროკომპიუტერის მიერ წინასწარ მომზადებული პროგრამის გამოყენებით. .
ყველა შეზღუდვის მოხსნასაკონტროლო მოწყობილობის სტრუქტურასა და კონტროლის კანონებზე. ამავდროულად, ციფრული სისტემების ხარისხის მაჩვენებლები შეიძლება მნიშვნელოვნად აღემატებოდეს უწყვეტი კონტროლის სისტემების მართვის ხარისხის მაჩვენებლებს. შესაბამისი პროგრამების დანერგვით შეიძლება განხორციელდეს კონტროლის რთული კანონები (ოპტიმიზაცია, ადაპტაცია, პროგნოზირება და ა.შ.), მათ შორის, ანალოგური საშუალებების გამოყენებით ძალიან რთული შესასრულებელი. შესაძლებელი ხდება ინტელექტუალური პრობლემების გადაჭრა, რომლებიც უზრუნველყოფენ ტექნოლოგიური პროცესების სისწორესა და ეფექტურობას. ნებისმიერი ტიპის სისტემები შეიძლება აშენდეს მიკროკომპიუტერის ბაზაზე, მათ შორის სისტემები დაქვემდებარებული კონტროლით, მრავალგანზომილებიანი სისტემები ჯვარედინი კავშირებით და ა.შ.
თვითდიაგნოსტიკა და თვითშემოწმებაციფრული კონტროლის მოწყობილობები. პროცესის შესვენების დროს მექანიკური წამყვანი კომპონენტების, დენის გადამყვანების, სენსორების და სხვა აღჭურვილობის მომსახურებისუნარიანობის შემოწმების შესაძლებლობა, ე.ი. აღჭურვილობის მდგომარეობის ავტომატური დიაგნოსტიკა და ავარიების ადრეული გაფრთხილება. ამ შესაძლებლობებს ავსებს გაუმჯობესებული ჩარევის საწინააღმდეგო შესაძლებლობები. აქ მთავარია ანალოგური ინფორმაციის გადამცემი ხაზების შეცვლა ციფრულით, რომელიც შეიცავს გალვანურ იზოლაციას, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი არხებს და ხმაურისადმი მდგრადი ინტეგრირებული სქემების გამაძლიერებლებსა და გადამრთველებს.
უფრო მაღალი სიზუსტეანალოგური მოწყობილობებისთვის დამახასიათებელი ნულოვანი დრიფტის არარსებობის გამო. ამრიგად, ციფრული ელექტროძრავის სიჩქარის კონტროლის სისტემებს შეუძლიათ უზრუნველყონ კონტროლის სიზუსტის გაზრდა ანალოგებთან შედარებით მასშტაბის ორი რიგით.
მარტივი ვიზუალიზაციაკონტროლის პროცესის პარამეტრები ციფრული ინდიკატორების, ინდიკატორის პანელებისა და დისპლეების გამოყენებით, ოპერატორთან ინფორმაციის გაცვლის ინტერაქტიული რეჟიმის ორგანიზებით.
მეტი საიმედოობა, უფრო მცირე ზომები, წონა და ღირებულება.მიკროკომპიუტერების მაღალი საიმედოობა ანალოგურ ტექნოლოგიასთან შედარებით უზრუნველყოფილია დიდი ინტეგრირებული სქემების (LSIs) გამოყენებით, სპეციალური მეხსიერების დაცვის სისტემების არსებობით, ხმაურის იმუნიტეტით და სხვა საშუალებებით. LSI წარმოების ტექნოლოგიის მაღალი დონის წყალობით, ელექტროძრავის მართვის სისტემების წარმოების ხარჯები მცირდება. ეს უპირატესობები განსაკუთრებით თვალსაჩინოა ერთი დაფის და ერთჩიპიანი კომპიუტერების გამოყენებისას.
ოპერაციული გამაძლიერებლები თანამედროვე ანალოგური ელექტრონული მოწყობილობების ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტია. გამოთვლების სიმარტივისა და შესანიშნავი პარამეტრების წყალობით, ოპერატიული გამაძლიერებლები მარტივი გამოსაყენებელია. მათ ასევე უწოდებენ დიფერენციალურ გამაძლიერებლებს, რადგან მათ შეუძლიათ გააძლიერონ სხვაობა შეყვანის ძაბვაში.
აუდიო ტექნოლოგიაში ოპერატიული გამაძლიერებლების გამოყენება განსაკუთრებით პოპულარულია მუსიკალური დინამიკების ხმის გასაუმჯობესებლად.
აღნიშვნა დიაგრამებზე
ჩვეულებრივ, გამაძლიერებლის კორპუსიდან ხუთი პინი გამოდის, რომელთაგან ორი არის შესასვლელი, ერთი გამომავალი, ხოლო დანარჩენი ორი არის კვების წყარო.
ოპერაციული პრინციპი
არსებობს ორი წესი, რომელიც დაგეხმარებათ გაიგოთ ოპერაციული გამაძლიერებლის მუშაობის პრინციპი:
- ოპერაციული გამაძლიერებლის გამომავალი მიდრეკილია ნულოვანი ძაბვის სხვაობისკენ შეყვანებში.
- გამაძლიერებლის შეყვანა არ მოიხმარს დენს.
პირველი შეყვანა აღინიშნება "+" და ეწოდება არაინვერსიული. მეორე შეყვანა აღინიშნება "–" ნიშნით და ითვლება ინვერსიულად.
გამაძლიერებლის შეყვანას აქვს მაღალი წინააღმდეგობა, რომელსაც წინაღობა ეწოდება. ეს საშუალებას აძლევს დენის მოხმარებას რამდენიმე ნანოამპერის შეყვანაში. შეყვანისას ფასდება ძაბვის მნიშვნელობა. ამ შეფასებიდან გამომდინარე, გამაძლიერებელი გამოსცემს გაძლიერებულ სიგნალს.
მოგების ფაქტორს დიდი მნიშვნელობა აქვს, ზოგჯერ მილიონს აღწევს. ეს ნიშნავს, რომ თუ შემავალზე გამოყენებულია მინიმუმ 1 მილივოლტი, მაშინ გამომავალი ძაბვა იქნება გამაძლიერებლის კვების წყაროს ძაბვის ტოლი. ამიტომ, ოპამპები არ გამოიყენება უკუკავშირის გარეშე.
გამაძლიერებლის შეყვანები მოქმედებენ შემდეგი პრინციპით: თუ ძაბვა არაინვერტირებულ შეყვანაზე უფრო მაღალია, ვიდრე ძაბვა ინვერსიულ შესასვლელში, მაშინ გამომავალს ექნება ყველაზე მაღალი დადებითი ძაბვა. საპირისპირო სიტუაციაში გამომავალს ექნება ყველაზე დიდი უარყოფითი მნიშვნელობა.
უარყოფითი და დადებითი ძაბვა საოპერაციო გამაძლიერებლის გამოსავალზე შესაძლებელია ელექტრომომარაგების გამოყენების გამო, რომელსაც აქვს გაყოფილი ბიპოლარული ძაბვა.
ოპ გამაძლიერებელი სიმძლავრე
თუ აიღებთ AA ბატარეას, მას აქვს ორი პოლუსი: დადებითი და უარყოფითი. თუ უარყოფითი პოლუსი განიხილება ნულოვანი მითითების წერტილად, მაშინ დადებითი პოლუსი გამოჩნდება +1,5 ვ. ეს ჩანს დაკავშირებულიდან.
აიღეთ ორი ელემენტი და დააკავშირეთ ისინი სერიულად, მიიღებთ შემდეგ სურათს.
თუ ქვედა ბატარეის უარყოფითი პოლუსი მიიღება ნულოვანი წერტილით, ხოლო ძაბვა იზომება ზედა ბატარეის დადებით პოლუსზე, მოწყობილობა აჩვენებს +10 ვოლტს.
თუ ბატარეებს შორის შუა წერტილს ავიღებთ ნულს, მაშინ მივიღებთ ბიპოლარულ ძაბვის წყაროს, ვინაიდან არსებობს დადებითი და უარყოფითი პოლარობის ძაბვა, ტოლი +5 ვოლტი და -5 ვოლტი, შესაბამისად.
არსებობს მარტივი გაყოფილი ელექტრომომარაგების სქემები, რომლებიც გამოიყენება სამოყვარულო რადიო დიზაინებში.
ჩართვაში დენის მიწოდება ხდება საიდან საყოფაცხოვრებო ქსელი. ტრანსფორმატორი ამცირებს დენს 30 ვოლტამდე. მეორად გრაგნილს შუაში აქვს ონკანი, რომლის დახმარებით გამომავალი არის +15 V და -15 V გამოსწორებული ძაბვა.
ჯიშები
Არსებობს რამდენიმე სხვადასხვა სქემებიოპერაციული გამაძლიერებლები, რომლებიც ღირს დეტალურად განხილვა.
ინვერსიული გამაძლიერებელი
ეს არის მთავარი სქემა. ამ მიკროსქემის თავისებურება ის არის, რომ ოპამპერები, გაძლიერების გარდა, ხასიათდება ფაზის ცვლილებით. ასო "k" წარმოადგენს მომატების პარამეტრს. გრაფიკზე ნაჩვენებია გამაძლიერებლის ეფექტი ამ წრეში.
ლურჯი ფერი წარმოადგენს შეყვანის სიგნალს, ხოლო წითელი ფერი წარმოადგენს გამომავალ სიგნალს. მომატება ამ შემთხვევაში უდრის: k = 2. გამომავალი სიგნალის ამპლიტუდა 2-ჯერ მეტია შემავალ სიგნალზე. გამაძლიერებლის გამომავალი ინვერსიულია, აქედან გამომდინარეობს მისი სახელი. ინვერსიულ ოპერაციულ გამაძლიერებლებს აქვთ მარტივი წრე:
ეს ოპ გამაძლიერებლები პოპულარული გახდა მათი მარტივი დიზაინის გამო. მოგების გამოსათვლელად გამოიყენეთ ფორმულა:
ეს აჩვენებს, რომ op-amp-ის მომატება არ არის დამოკიდებული R3 წინააღმდეგობაზე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ამის გარეშე. აქ იგი გამოიყენება დაცვისთვის.
არაინვერსიული ოპერაციული გამაძლიერებლები
ეს წრე წინა მსგავსია, განსხვავება არის სიგნალის ინვერსიის (ინვერსიის) არარსებობა. ეს ნიშნავს სიგნალის ფაზის შენარჩუნებას. გრაფიკზე ნაჩვენებია გაძლიერებული სიგნალი.
არაინვერსიული გამაძლიერებლის მომატება ასევე უდრის: k = 2. სიგნალი სინუსოიდის სახით მიეწოდება შესასვლელს მხოლოდ მისი ამპლიტუდა;
ეს წრე არანაკლებ მარტივია, ვიდრე წინა, მას აქვს ორი წინააღმდეგობა. შეყვანისას სიგნალი გამოიყენება დადებით ტერმინალზე. მოგების გამოსათვლელად თქვენ უნდა გამოიყენოთ ფორმულა:
ეს გვიჩვენებს, რომ მოგება არასოდეს არის ერთიანობაზე ნაკლები, რადგან სიგნალი არ არის ჩახშობილი.
გამოკლების წრე
ეს წრე შესაძლებელს ხდის შექმნას განსხვავება ორ შეყვანის სიგნალს შორის, რომელიც შეიძლება გაძლიერდეს. გრაფიკზე ნაჩვენებია დიფერენციალური მიკროსქემის მუშაობის პრინციპი.
ამ გამაძლიერებლის წრეს ასევე უწოდებენ გამოკლების წრეს.
მას აქვს უფრო რთული დიზაინი, განსხვავებით ადრე განხილული სქემებისგან. გამომავალი ძაბვის გამოსათვლელად გამოიყენეთ ფორმულა:
გამოხატვის მარცხენა მხარე (R3/R1) განსაზღვრავს მომატებას, ხოლო მარჯვენა მხარე (Ua – Ub) არის ძაბვის სხვაობა.
დამატების წრე
ამ წრეს უწოდებენ ინტეგრირებულ გამაძლიერებელს. ეს არის გამოკლების სქემის საპირისპირო. მისი განსაკუთრებული მახასიათებელია ორზე მეტი სიგნალის დამუშავების შესაძლებლობა. ყველა ხმის მიქსერი მუშაობს ამ პრინციპით.
ეს დიაგრამა გვიჩვენებს მრავალი სიგნალის შეჯამების უნარს. ძაბვის გამოსათვლელად გამოიყენება ფორმულა:
ინტეგრატორის წრე
თუ წრეს დაამატებთ უკუკავშირის კონდენსატორს, მიიღებთ ინტეგრატორს. ეს არის კიდევ ერთი მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ოპერაციულ გამაძლიერებლებს.
ინტეგრატორის წრე მსგავსია ინვერსიული გამაძლიერებლისა, ტევადობა ემატება უკუკავშირს. ეს იწვევს სისტემის მუშაობის დამოკიდებულებას შეყვანის სიგნალის სიხშირეზე.
ინტეგრატორს ახასიათებს სიგნალებს შორის გადასვლის საინტერესო თვისება: ჯერ მართკუთხა სიგნალი გარდაიქმნება სამკუთხედად, შემდეგ იქცევა სინუსოიდულად. მოგება გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:
ამ ფორმულაში ცვლადი ω = 2 π f იზრდება სიხშირის მატებასთან ერთად, შესაბამისად, რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით ნაკლებია მოგება. ამრიგად, ინტეგრატორს შეუძლია იმოქმედოს როგორც აქტიური დაბალი გამტარი ფილტრი.
დიფერენციატორის წრე
ამ სქემაში საპირისპირო სიტუაცია ხდება. ტევადობა დაკავშირებულია შესასვლელთან, ხოლო წინააღმდეგობა დაკავშირებულია უკუკავშირში.
მიკროსქემის სახელწოდებით ვიმსჯელებთ, მისი მოქმედების პრინციპი მდგომარეობს განსხვავებაში. რაც უფრო სწრაფად იცვლება სიგნალი, მით უფრო მაღალია მოგება. ეს პარამეტრი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ აქტიური ფილტრები მაღალი სიხშირეებისთვის. დიფერენციატორის მოგება გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:
ეს გამონათქვამი არის ინტეგრატორის გამოხატვის ინვერსია. მოგება იზრდება უარყოფითი მხარემზარდი სიხშირით.
ანალოგური შედარებითი
შესადარებელი მოწყობილობა ადარებს ძაბვის ორ მნიშვნელობას და აწვდის სიგნალს დაბალ ან მაღალ გამომავალ მნიშვნელობამდე, ძაბვის მდგომარეობიდან გამომდინარე. ეს სისტემა მოიცავს ციფრულ და ანალოგურ ელექტრონიკას.
ამ სისტემის განსაკუთრებული მახასიათებელია უკუკავშირის არარსებობა მთავარ ვერსიაში. ეს ნიშნავს, რომ მარყუჟის წინააღმდეგობა ძალიან მაღალია.
სიგნალი მიეწოდება დადებით შეყვანას, ხოლო მთავარი ძაბვა, რომელიც დაყენებულია პოტენციომეტრით, მიეწოდება უარყოფით შეყვანას. უკუკავშირის არარსებობის გამო, მოგება მიდრეკილია უსასრულობისკენ.
როდესაც შესასვლელში ძაბვა აღემატება მთავარი საორიენტაციო ძაბვის მნიშვნელობას, გამომავალი იღებს უმაღლეს ძაბვას, რომელიც უდრის დადებითი მიწოდების ძაბვას. თუ შეყვანის ძაბვა ნაკლებია საცნობარო ძაბვაზე, მაშინ გამომავალი მნიშვნელობა იქნება უარყოფითი ძაბვა, რომელიც უდრის დენის წყაროს ძაბვას.
ანალოგური შედარებითი წრეში მნიშვნელოვანი ხარვეზია. როდესაც ორი შეყვანის ძაბვის მნიშვნელობები ერთმანეთს უახლოვდება, გამომავალი ძაბვა შეიძლება ხშირად შეიცვალოს, რაც ჩვეულებრივ იწვევს რელეში გამოტოვებას და გაუმართაობას. ამან შეიძლება გამოიწვიოს აღჭურვილობის გაუმართაობა. ამ პრობლემის გადასაჭრელად გამოიყენება ჰისტერეზის წრე.
ანალოგური შედარებითი ჰისტერეზით
ნახატზე ნაჩვენებია c მიკროსქემის მუშაობის დიაგრამა, რომელიც წინა წრედის მსგავსია. განსხვავება ისაა, რომ გამორთვა და ჩართვა არ ხდება იმავე ძაბვაზე.
დიაგრამაზე ისრების მიმართულება მიუთითებს ისტერეზის მიმართულებაზე. გრაფიკის მარცხნიდან მარჯვნივ შესწავლისას ცხადია, რომ ქვედა დონეზე გადასვლა ხდება Uph ძაბვის დროს, ხოლო მარჯვნიდან მარცხნივ გადაადგილებით, გამომავალი ძაბვა აღწევს უმაღლესი დონეძაბვისას Upl.
მოქმედების ეს პრინციპი მივყავართ იმ ფაქტს, რომ შეყვანის ძაბვის თანაბარი მნიშვნელობებით, მდგომარეობა გამომავალზე არ იცვლება, რადგან ცვლილება მოითხოვს ძაბვის განსხვავებას მნიშვნელოვანი რაოდენობით.
მიკროსქემის ეს მოქმედება იწვევს სისტემის გარკვეულ ინერციას, მაგრამ ის უფრო უსაფრთხოა ჰისტერეზის გარეშე წრედისგან განსხვავებით. როგორც წესი, ეს ოპერაციული პრინციპი გამოიყენება გათბობის მოწყობილობებითერმოსტატით: ღუმელები, უთოები და ა.შ. ფიგურაში ნაჩვენებია გამაძლიერებლის წრე ჰისტერეზით.
ძაბვები გამოითვლება შემდეგი დამოკიდებულების მიხედვით:
ძაბვის გამეორებები
ოპერაციული გამაძლიერებლები ხშირად გამოიყენება ძაბვის მიმდევარ სქემებში. ამ მოწყობილობების მთავარი მახასიათებელია ის, რომ ისინი არ აძლიერებენ და არ ასუსტებენ სიგნალს, ანუ მოგება ამ შემთხვევაში უდრის ერთიანობას. ეს ფუნქცია განპირობებულია იმით, რომ უკუკავშირის მარყუჟს აქვს წინააღმდეგობა ნულის ტოლი.
ასეთი ძაბვის მიმდევარი სისტემები ყველაზე ხშირად გამოიყენება როგორც ბუფერული დატვირთვის დენის და მოწყობილობის მუშაობის გაზრდის მიზნით. ვინაიდან შეყვანის დენი ახლოს არის ნულთან, ხოლო გამომავალი დენი დამოკიდებულია გამაძლიერებლის ტიპზე, შესაძლებელია სუსტი სიგნალის წყაროების განტვირთვა, მაგალითად, ზოგიერთი სენსორის.
ოპერაციულ გამაძლიერებლებზე დენის რეგულატორის აგების პროცესის გასამარტივებლად, ჩვენ ვცვლით მის PF (8) შემდეგნაირად:
(8")
პირველი ტერმინი (8") არის იზოდრომული და აპერიოდული ბმულების ნამრავლი, მეორე არის აპერიოდული რგოლი, მესამე არის ინერციული დიფერენციალური ბმული. ელექტრონიკის კურსიდან თქვენ იცით, როგორ ააწყოთ ეს ბმულები საოპერაციო გამაძლიერებლებზე.
სურათი 10 - დენის რეგულატორი საოპერაციო გამაძლიერებლებზე
წრე, როგორც ხედავთ, შედგება სამი პარალელური განშტოებისაგან, რომლებიც დახურულია გამოსასვლელებით ოპერაციულ გამაძლიერებელზე შებრუნებული შემკრებისკენ, ამიტომ გამომავალი სიგნალი u 2
შებრუნებული იქნება შეყვანის მიმართ u 1
. თუ დამტკიცებაა საჭირო u 1
და u 2
საჭირო იქნება დამატებითი ინვერტორის დაყენება დამმატებლის გამოსავალზე. ეს ტექნიკა გამოიყენებოდა მიკროსქემის შუა განშტოებაში, ვინაიდან აპერიოდული ბმული აგებულია ინვერსიულ ოპერაციულ გამაძლიერებელზე. ზედა ფილიალი პასუხისმგებელია PF-ზე 
. იზოდრომული და აპერიოდული ბმულების პროდუქტი მზადდება მათი სქემების სერიების შეერთებით ინვერსიულ ოპერაციულ გამაძლიერებლებზე და რადგან თითოეული ბმული აბრუნებს სიგნალს, ზედა განშტოების შეყვანისა და გამომავალის შესაბამისობა არ არის საჭირო. ქვედა განშტოება, რომელიც ახორციელებს ინერციულ დინამიურ ბმულს, არ აბრუნებს შეყვანის სიგნალს.
გამოვთვალოთ წრედის პარამეტრები. ცნობილია, რომ
კითხვის შემდეგ რ 1 =რ 3 =რ 5 = რ 8 =რ 12 =რ 17 =რ 18 = 500 Ohm, რ 13 = 300 Ohm, რ 14 = 50 Ohm ჩვენ ამას მივიღებთ თან 1 =
=
= 240 μF, თან 2 =თან 3 =
=
= 10 μF, თან 4 =
=
= 40 μF, რ 2 =
= 
= 380 Ohm, რ 4 =რ 6 =რ 9 =რ 10 =რ 11 =რ 16 = 500 Ohm, რ 7 = 110 Ohm, რ 15 =
=
= 
= 310 Ohm.
2.3AmLahx - პროგრამა ასიმპტომური პარამეტრების ასაგებად და კონტროლერების სინთეზირებისთვის სასურველი პარამეტრების მეთოდით
2.3.1 ზოგადი ინფორმაცია პროგრამის შესახებ
AmLAHX პროგრამა შექმნილია MatLab6.0 ან უფრო მაღალ გარემოში გასაშვებად და მომხმარებელს აძლევს შემდეგ შესაძლებლობებს:
აქვს GUI ინტერფეისი;
აგებს გადაცემის ფუნქციების სახით განსაზღვრულ დინამიურ ობიექტთა ასიმპტომურ LFC-ებს;
ინტერაქტიულად აშენებს ღია მარყუჟის სისტემის სასურველ LFC-ს განსაზღვრული ხარისხის კრიტერიუმების მიხედვით, მათ შორის, პროგრამა საშუალებას აძლევს მომხმარებელს აირჩიოს შეჯვარების სექციები (მათი ფერდობები) საკონტროლო ობიექტის LFC ტიპის მიხედვით;
უზრუნველყოფს საკონტროლო ობიექტის LFC ღია მარყუჟის სისტემის LFC-დან ავტომატურ გამოკლებას და ამგვარად აგებს კონტროლერის LFC-ს, აბრუნებს ასიმპტოტების კონიუგატულ სიხშირეებს და ფერდობებს, რაც საკმაოდ აადვილებს მისი გადაცემის ფუნქციის ჩაწერას. კონტროლერის LFC (შემდეგ ვერსიებში პროგრამა ამას ავტომატურად გააკეთებს);
ყველა LFC დახაზულია ასიმპტოტების ფერდობების მითითებით, მომხმარებელს შეუძლია ცალ-ცალკე განსაზღვროს თითოეული LFC-ის ფერები, ასევე გრაფიკებზე წარწერების ფორმატი (სისქე, სიმაღლე).
2.3.2 პროგრამის ბრძანების ხაზი
სრული ბრძანების ხაზი პროგრამის გასაშვებად არის:
წ.წ=amlahx( რიცხ,დენ, დროშა, პარამ),
სად რიცხდა დენ- საკონტროლო ობიექტის PF-ის მრიცხველი და მნიშვნელი, შესაბამისად, რიცხდა დენუნდა იყოს ვექტორები დაწერილი MatLab ფორმატში (იხ. მაგალითი ქვემოთ);
დროშა- მუშაობის რეჟიმი (1 (ნაგულისხმევი) ან 2);
პარამ- 6 ელემენტის ვექტორი (რიცხვები), 1, 2 და 3 ელემენტი, შესაბამისად, არის OU, RS და CU LFC-ების სისქე, 4, 5 და 6 არის ამ LFC-ების ფერები (ნაგულისხმევად, სისქე ყველა LFC-დან არის 1, ფერები არის წითელი, ლურჯი და მწვანე, შესაბამისად).
AmLAHXპარამეტრების გარეშე მუშაობს დემო რეჟიმში, ამ შემთხვევაში
რიცხ= ,დენ = ,დროშა= 2.
საკონტროლო სისტემების ტიპიური მოწყობილობები
რეგულატორები
თანამედროვე ავტომატიზაციის სისტემების მნიშვნელოვანი ფუნქციაა მისი კოორდინატების რეგულირება, ანუ საჭირო მნიშვნელობების შენარჩუნება საჭირო სიზუსტით. ეს ფუნქცია ხორციელდება დიდი რაოდენობით სხვადასხვა ელემენტების გამოყენებით, რომელთა შორის რეგულატორებს უდიდესი მნიშვნელობა აქვთ.
მარეგულირებელიახორციელებს საკონტროლო სიგნალის ტრანსფორმაციას მართვის სისტემის მუშაობის პირობებით მოთხოვნილი მათემატიკური ოპერაციების შესაბამისი. ტიპიური საჭირო ოპერაციები მოიცავს შემდეგ სიგნალის გარდაქმნებს: პროპორციული, პროპორციული ინტეგრალური, პროპორციული ინტეგრალური დიფერენციალური.
ანალოგური რეგულატორის საფუძველია ოპერაციული გამაძლიერებელი - პირდაპირი დენის გამაძლიერებელი, რომელსაც, უკუკავშირის არარსებობის შემთხვევაში, აქვს მაღალი მომატება. აპლიკაციების უმეტესობაიპოვნეთ ინტეგრირებული ოპერაციული გამაძლიერებლები. ოპერატიული გამაძლიერებელი არის მრავალსაფეხურიანი სტრუქტურა, რომელშიც შეიძლება განვასხვავოთ შეყვანის დიფერენციალური გამაძლიერებელი ( DU) ინვერსიული და პირდაპირი შეყვანებით, ძაბვის გამაძლიერებელი ( გაეროს), მაღალი მოგების და დენის გამაძლიერებლის დანერგვა ( გონება), უზრუნველყოფს ოპერატიული გამაძლიერებლის საჭირო დატვირთვის სიმძლავრეს. ოპერაციული გამაძლიერებლის ფუნქციური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.1. ოპერაციული გამაძლიერებლის ერთი ჩიპი, მცირე ზომის დიზაინი უზრუნველყოფს პარამეტრების მაღალ სტაბილურობას, რაც შესაძლებელს ხდის მაღალი DC მომატების მიღებას. დიაგრამიდან მიღებული ქულები Kl, K2, KZშექმნილია გარე კორექტირების სქემების დასაკავშირებლად, რომლებიც ამცირებს მომატებას მაღალ სიხშირეებზე და ზრდის გამაძლიერებლის სტაბილურობას უკუკავშირით. კორექტირების სქემების გარეშე, საკმარისად მაღალ სიხშირეებზე, როდესაც დაგროვილი ფაზის ჩამორჩენა 180°-ია, იცვლება უკუკავშირის ნიშანი და დიდი მომატებით, ოპერაციული გამაძლიერებელი თვითაღგზნებადია და შედის თვითრხევის რეჟიმში. ნახ. 4.1 გამოიყენება შემდეგი აღნიშვნები: U გვ- გამაძლიერებლის მიწოდების ძაბვა; U ui- შეყვანის კონტროლის ძაბვა გამაძლიერებლის შებრუნებული შეყვანის მეშვეობით; U პაკეტი- შეყვანის კონტროლის ძაბვა გამაძლიერებლის პირდაპირი შეყვანის საშუალებით; თქვენ გარეთ- გამაძლიერებლის გამომავალი ძაბვა. ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ძაბვა იზომება ბიპოლარული ელექტრომომარაგების საერთო მავთულთან შედარებით.
ოპერაციული გამაძლიერებლის შეერთების სქემები ნაჩვენებია ნახ. 4.2. ოპერაციული გამაძლიერებლის დიფერენციალურ საფეხურს აქვს ორი საკონტროლო შეყვანა: პირდაპირი პოტენციალით U პაკეტიდა ინვერსიული პოტენციალით U ui(ნახ. 4.2, ა).
 |
გამაძლიერებლის გამომავალი ძაბვა განისაზღვრება მომატების პროდუქტით და გამაძლიერებლის შეყვანის პოტენციური სხვაობით, ე.ი.
U out = k уо (U up - U уу) = k уо U у,
სად კ უო- საოპერაციო გამაძლიერებლის დიფერენციალური მოგება; უ- გამაძლიერებლის დიფერენციალური შეყვანის ძაბვა, ანუ ძაბვა პირდაპირ და ინვერსიულ შეყვანებს შორის. ინტეგრირებული ოპერაციული გამაძლიერებლების დიფერენციალური მომატება უკუკავშირის არარსებობის შემთხვევაში.
შეყვანის ძაბვების მიმართ U vhpდა უჰაიგამომავალი ძაბვა განისაზღვრება სხვაობით
U out = k up U in - k ui U in,
სად არის პირდაპირი შეყვანის მიღწევები კ პაკეტიდა შებრუნებული შეყვანით k uiგანისაზღვრება გამაძლიერებლის გადართვის სქემით. პირდაპირი შეყვანის გადართვის სქემისთვის, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 4.3, ბ, მოგება განისაზღვრება ფორმულით
,
და ნახ. 4.3, ვ, - ფორმულის მიხედვით
სხვადასხვა რეგულატორის სქემების ასაგებად, ჩვეულებრივ გამოიყენება ოპერაციული გამაძლიერებლის წრე შებრუნებული შეყვანით. როგორც წესი, რეგულატორებს უნდა ჰქონდეთ მრავალი შეყვანა. შეყვანის სიგნალები მიეწოდება 1 წერტილს (ნახ. 4.2, ვ) ინდივიდუალური მეშვეობით შეყვანის წინააღმდეგობები. რეგულატორების საჭირო გადაცემის ფუნქციები მიიღება უკუკავშირის წრეში რთული აქტიური ტევადობის წინააღმდეგობების გამო. Z osდა შეყვანის სქემებში Z in. რეგულატორის გადაცემის ფუნქცია რომელიმე შეყვანის მიმართ გამომავალი ძაბვის ინვერსიის გათვალისწინების გარეშე
. (4.1)
გადაცემის ფუნქციის სახეობიდან გამომდინარე, ოპერაციული გამაძლიერებელი შეიძლება ჩაითვალოს ამა თუ იმ ფუნქციურ რეგულატორად. მომავალში, რეგულატორების დასანერგად, განვიხილავთ მხოლოდ სქემების გადართვას, რომელიც დაფუძნებულია შებრუნებულ შეყვანაზე.
პროპორციული კონტროლერი (P-კონტროლერი) -ეს არის მჭიდრო უკუკავშირის ოპერაციული გამაძლიერებელი, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 4.3, ა. მისი გადაცემის ფუნქცია
W(p) = k P, (4.2)
სად კ პ- P-რეგულატორის მომატების კოეფიციენტი.
როგორც ირკვევა გადაცემის ფუნქციიდან (4.2), საოპერაციო გამაძლიერებლის გამტარუნარიანობის ფარგლებში, P-რეგულატორის ლოგარითმული ამპლიტუდის სიხშირის პასუხი (LAFC) სიხშირის ღერძის პარალელურია. ვდა ფაზა არის ნულოვანი (ნახ. 4.3, ბ).
ინტეგრალური კონტროლერი (I-რეგულატორი)მიიღება კონდენსატორის უკუკავშირის ციკლში ჩართვის გზით, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 4.4, ა, შეყვანის სიგნალისა და კონტროლერის გადაცემის ფუნქციის ინტეგრირებისას
 |
, (4.3)
სად T და = R C os-ში- ინტეგრაციის მუდმივი.
როგორც (4.3) ჩანს, გამომავალი სიგნალის ფაზური ცვლა უდრის - გვ/ 2, LFC-ს აქვს დახრილობა -20 dB/dec, ხოლო ლოგარითმული ფაზის სიხშირის პასუხი (LPFR) არის სიხშირის ღერძის პარალელურად. ვ(ნახ. 4.4, ბ).
პროპორციული ინტეგრალური კონტროლერი (PI კონტროლერი ) მიიღება P- და I- რეგულატორების პარალელური შეერთებით, ანუ
გადაცემის ფუნქცია (4.4) შეიძლება მიღებულ იქნას ერთ საოპერაციო გამაძლიერებელზე, მის უკუკავშირში აქტიურ-ტევადობის რეაქტიულობის ჩართვის გზით. Z os (p) = R os (p) + + 1 / (C os p), როგორც ნაჩვენებია ნახ. 4.5, ა.
შემდეგ, (4.1) შესაბამისად
,
სად T 1 = R os C os; T I = R C os-ში; k P = R os / R in.
PI კონტროლერის ლოგარითმული სიხშირის მახასიათებლები ნაჩვენებია ნახ. 4.5, ბ.
პროპორციული დიფერენციალური კონტროლერი (PD კონტროლერი)მიიღება P-რეგულატორისა და დიფერენციალური D-რეგულატორის პარალელური შეერთებით, ანუ
W PD (p) = k P + T D p = k P (T 1 p+1). (4.5)
გადაცემის ფუნქცია (4.5) მიიღება კონდენსატორის მიერთებით op-amp-ის შეყვანის რეზისტორთან, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 4.6, ა. შემდეგ, (4.1)-ის გათვალისწინებით, გვაქვს
სად T 1 = R in C in; k P = R os / R in.
 |
PD კონტროლერის ლოგარითმული სიხშირის მახასიათებლები ნაჩვენებია ნახ. 4.6, ბ.
პროპორციულ-ინტეგრალ-წარმოებული კონტროლერი (PID controller).ეს რეგულატორი მიიღება სამი რეგულატორის - P-რეგულატორის, I-რეგულატორის და D-რეგულატორის პარალელური შეერთებით. მის გადაცემის ფუნქციას აქვს ფორმა
. (4.6)
გადაცემის ფუნქცია (4.6) ყოველთვის შეიძლება განხორციელდეს PD კონტროლერის და I კონტროლერის პარალელური შეერთებით, რომლებსაც აქვთ, შესაბამისად, გადაცემის ფუნქციები (4.5) და (4.3). ამ შემთხვევაში, PID კონტროლერის წრე შეიძლება განხორციელდეს სამი ოპერატიული გამაძლიერებლის გამოყენებით. პირველი გამაძლიერებელი ახორციელებს PD რეგულატორის ფუნქციას (ნახ. 4.6, ა), მეორე გამაძლიერებელი არის I-რეგულატორის ფუნქცია (ნახ. 4.4, ა), მესამე გამაძლიერებელი (ნახ. 4.3, ა) არის პირველი და მეორე გამაძლიერებლების გამომავალი სიგნალების შეჯამების ფუნქცია.
თუ პარამეტრები კ პ, T Iდა თ დდააწესოს შეზღუდვა
მაშინ გადაცემის ფუნქცია (4.6) შეიძლება ჩაიწეროს როგორც
, (4.7)
სად k P = (T 1 + T 2) / T I; T D = (T 1 T 2) / T I.
PID კონტროლერი გადაცემის ფუნქციით (4.7) არის PD კონტროლერისა და PI კონტროლერის თანმიმდევრული კავშირი და შეიძლება განხორციელდეს ერთ ოპერაციულ გამაძლიერებელზე წინააღმდეგობის მქონე უკუკავშირის წრეში.
Z os (p) = R os + 1/(C os p)
და წინააღმდეგობა შეყვანის წრეში
.
ამ შემთხვევაში, კონტროლერი დროის მუდმივებია T 1 = R in C in, T 2 =R os C os, T 0 =R C os-ში.
 |
PID კონტროლერის წრე ერთი გამაძლიერებლისთვის ნაჩვენებია ნახ. 4.7, ადა მისი ლოგარითმული სიხშირის მახასიათებლები ნახ. 4.7, ბ.
PD კონტროლერის და PID კონტროლერის განხილულ სქემებს აქვთ კონდენსატორები გამაძლიერებლის შეყვანის სქემებში, რომლებიც მაღალი სიხშირის ჩარევისთვის წარმოადგენს წინააღმდეგობას ნულთან ახლოს. რეგულატორების სტაბილურობის გასაზრდელად, შეგიძლიათ დააკავშიროთ დამატებითი რეზისტორი მცირე წინააღმდეგობით (კონდენსატორის ტევადობაზე ნაკლები სიდიდის მინიმუმ ერთი რიგით) სერიულად კონდენსატორთან.
რეგულატორები, მათი ფუნქციონირება და ტექნიკური განხორციელება უფრო დეტალურად არის განხილული /1/-ში.
თვითტესტის კითხვები
1. რა ფუნქციას ასრულებენ ავტომატიზაციის სისტემის რეგულატორები?
2. საკონტროლო სიგნალის რა ტიპურ გარდაქმნებს ახორციელებენ ავტომატიზაციის სისტემების რეგულატორები?
3. რას ეფუძნება ყველაზე თანამედროვე ანალოგური რეგულატორების აგება?
4. რა არის საოპერაციო გამაძლიერებლების ძირითადი თვისებები?
5. რა არის ტიპიური op-amp-ის შეყვანის კოორდინატები?
6. რა არის ტიპიური ოპ გამაძლიერებლის გამომავალი კოორდინატი?
7. რა კომპონენტები შედის ოპერაციული გამაძლიერებლის ფუნქციურ წრეში?
8. დაასახელეთ საოპერაციო გამაძლიერებლების შეერთების ტიპიური სქემები.
9. რა ტიპიური ოპერაციული გამაძლიერებლის წრე გამოიყენება ჩვეულებრივ რეგულატორების დასაყენებლად?
10. მიეცით საოპერაციო გამაძლიერებლის გადაცემის ფუნქცია ინვერსიული შეყვანის წრედისთვის.
11. რომელი ელემენტი შეიცავს პროპორციულ კონტროლერს საოპერაციო გამაძლიერებლის უკუკავშირის წრეში?
12. რომელი ელემენტი შეიცავს პროპორციულ კონტროლერს საოპერაციო გამაძლიერებლის შეყვანის წრეში?
13. მიეცით პროპორციული მაკონტროლებლის გადაცემის ფუნქცია.
14. როგორია პროპორციული კონტროლერის ამპლიტუდის სიხშირე და ფაზის სიხშირის მახასიათებლები?
15. რომელი ელემენტი შეიცავს ინტეგრალურ რეგულატორს საოპერაციო გამაძლიერებლის უკუკავშირის წრეში?
16. რომელი ელემენტი შეიცავს ინტეგრალურ რეგულატორს ოპერაციული გამაძლიერებლის შეყვანის წრეში?
17. მიეცით ინტეგრალური რეგულატორის გადაცემის ფუნქცია.
18. როგორია ინტეგრალური რეგულატორის ლოგარითმული ამპლიტუდის სიხშირის დახრილობის დახრილობა?
19. როგორია ინტეგრალური რეგულატორის ფაზური სიხშირის პასუხი?
20. რა ელემენტებს შეიცავს ოპერაციული გამაძლიერებლის უკუკავშირის წრე?
21. რომელი ელემენტი შეიცავს პროპორციულ-ინტეგრალურ რეგულატორის ოპერაციული გამაძლიერებლის შეყვანის წრეს?
22. მიეცით პროპორციულ-ინტეგრალურ მაკონტროლებლის გადაცემის ფუნქცია.
23. რომელი ელემენტი შეიცავს პროპორციული დიფერენციალური რეგულატორის საოპერაციო გამაძლიერებლის უკუკავშირის წრედს?
24. მიეცით პროპორციულ-დიფერენციალური კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია.
25. პროპორციულ-ინტეგრალ-წარმოებული კონტროლერის პარამეტრებზე რა შეზღუდვებით არის დანერგილი ერთ საოპერაციო გამაძლიერებელზე?
26. რა ელემენტებს შეიცავს ერთ საოპერაციო გამაძლიერებელზე დაფუძნებული პროპორციულ-ინტეგრალ-წარმოებული კონტროლერის შეყვანის წრე?
27. რა ელემენტებს შეიცავს პროპორციულ-ინტეგრალ-წარმოებული კონტროლერის უკუკავშირის წრე ერთ საოპერაციო გამაძლიერებელზე?
ინტენსივობის კონტროლერები
ტიპიური სამაგისტრო ერთეული ელექტროძრავის მართვის სისტემებში და სხვა ავტომატიზაციის სისტემებში არის ინტეგრატორიან ინტენსივობის კონტროლერი(ZI). SI-ის ამოცანაა შექმნას ძირითადი სიგნალის გლუვი ცვლილება ერთი დონიდან მეორეზე გადასვლისას, კერძოდ, შექმნას სიგნალის ხაზოვანი აწევა და დაცემა საჭირო სიჩქარით. სტაბილურ მდგომარეობაში, ძაბვა ინტენსივობის გენერატორის გამომავალზე უდრის ძაბვას მის შეყვანაში.
ნახ. 4.8 წარმოდგენილი სტრუქტურული სქემაერთი ინტეგრირებული SI, რომელიც შედგება სამი ოპერატიული გამაძლიერებლისგან. ყველა გამაძლიერებელი დაკავშირებულია მიკროსქემის მიხედვით, ინვერსიული შეყვანით. პირველი გამაძლიერებელი U1,მუშაობს უკუკავშირის გარეშე, მაგრამ გამომავალი ძაბვის შეზღუდვით U 1,აქვს მართკუთხა მახასიათებელი, რომელიც ნაჩვენებია გამომავალი ძაბვის ინვერსიის გათვალისწინების გარეშე ნახ. 4.9, ა. მეორე ოპერაციული გამაძლიერებელი U2მუშაობს როგორც ინტეგრატორი ინტეგრაციის მუდმივი ტემპით
(4.8)
ინტეგრაციის სიჩქარის კორექტირება შესაძლებელია შეცვლით Rin2. მესამე გამაძლიერებელი U3წარმოქმნის უარყოფით უკუკავშირის ძაბვას
. (4.9)
როდესაც საცნობარო ძაბვა გამოიყენება შესასვლელში U zგამომავალი ძაბვა იზრდება ხაზობრივად (4.8) მიხედვით. დროის მომენტში t=t p,Როდესაც U з = - U os,ინტეგრაცია ჩერდება და გამომავალი ძაბვა, როგორც ქვემოთ მოცემულია (4.9) აღწევს მნიშვნელობას 
, შემდგომში უცვლელი რჩება. დაყენების ძაბვის ამოღებისას შესასვლელიდან ( U z = 0) ხდება გამომავალი ძაბვის ნულამდე წრფივი შემცირების პროცესი (ნახ. 4.9, ბ).
ამ დამცავი მოწყობილობის გამომავალი ძაბვის ცვლილების სიჩქარე, როგორც ქვემოთ მოცემულია (4.8), შეიძლება შეიცვალოს ძაბვის მნიშვნელობის შეცვლით. U 1მაგალითად, ზენერის დიოდების არჩევით გამაძლიერებლის უკუკავშირის წრეში U1საჭირო მნიშვნელობის ტოლი სტაბილიზაციის ძაბვით U 1, ან პროდუქტის ღირებულების შეცვლით R in2 C oc2.
ნახ. 4.10, ანაჩვენებია ერთი ინტეგრირებული SI-ის კიდევ ერთი წრე, რომელიც დამზადებულია ბიპოლარული ტრანზისტორის საფუძველზე, რომელიც დაკავშირებულია საერთო ფუძის მქონე მიკროსქემის მიხედვით. ეს წრე იყენებს ტრანზისტორის თვისებებს ( თ) როგორც დენის გამაძლიერებელი. კონდენსატორის დატენვა ( თან) ყოველთვის ხდება კოლექტორის მუდმივი დენით მე რომ, განისაზღვრება მოცემული ემიტერის დენით მე ე. ამ შემთხვევაში, დროთა განმავლობაში ძაბვის ცვლილების სიჩქარე თქვენ გარეთ ZI-ის გამოსავალზე | დუატი/დტ| = მე რომ/C. ZI კონტროლის მახასიათებლები თქვენ გარეთ = = f(t)ნაჩვენებია ნახ. 4.10, ბ. გამომავალი სიგნალის ცვლილების სიჩქარის რეგულირება შესაძლებელია ძაბვის შეცვლით უ ე, რომლის პროპორციულად იცვლება მიმდინარეობა მე ედა, შესაბამისად, მიმდინარე მე რომ, ან კონდენსატორის ტევადობის შეცვლა. მდგრად მდგომარეობაში, კონდენსატორი ყოველთვის იტენება ძაბვაზე შენ შედი. მაკორექტირებელი ხიდი უზრუნველყოფს ტრანზისტორი კოლექტორის დენის მუდმივ მიმართულებას, ძაბვის ნიშნის მიუხედავად შენ შედი. ZI დეტალურად არის განხილული /1, 7/.
თვითტესტის კითხვები
1. რა მიზნით გამოიყენება ინტენსივობის კონტროლერები ავტომატიზაციის სქემებში?
2. როგორია ინტენსივობის გენერატორის შემავალი და გამომავალი კოორდინატები?
3. რა არის ინტენსივობის გენერატორის სტატიკური მომატება?
4. როგორ უნდა შეიცვალოს ძაბვა ერთი ინტეგრირებული ინტენსივობის კონტროლერების გამოსავალზე ეტაპობრივი ცვლილებების დროს? შემომავალი ძაბვა?
5. რა გამაძლიერებლების საფუძველზე შენდება ინტენსივობის ინტეგრირების კონტროლერები?
6. რამდენი ოპერაციული გამაძლიერებელია, დაკავშირებული შებრუნებული შეყვანის საშუალებით, საჭიროა ერთჯერადი ინტეგრირებული ინტენსივობის კონტროლერის დასაყენებლად?
7. მიუთითეთ სამი ოპერაციული გამაძლიერებლიდან თითოეულის დანიშნულება მიკროსქემებზე შექმნილ ტიპიური ერთი ინტეგრირებული ინტენსივობის კონტროლერის წრეში.
8. რა პარამეტრები მოქმედებს სამ ოპერაციულ გამაძლიერებელზე ერთინტეგრამიანი ინტენსივობის გენერატორის გამომავალი ძაბვის ცვლილების სიჩქარეზე?
9. როგორ მიიღწევა კონდენსატორზე ძაბვის წრფივი ცვლილება ერთი ინტეგრირებული ტრანზისტორის ინტენსივობის კონტროლერის წრეში?
10. რა პარამეტრები მოქმედებს ტრანზისტორის ინტენსივობის კონტროლერის ერთინტეგრამით გამომავალი ძაბვის ცვლილების სიჩქარეზე?
შესატყვისი ელემენტები
საკონტროლო სისტემებში ფუნქციური ელემენტები შეიძლება იყოს ჰეტეროგენული სიგნალის ტიპის, დენის ტიპის, წინააღმდეგობისა და სიმძლავრის და სხვა ინდიკატორების მიხედვით. ამიტომ ელემენტების შეერთებისას ჩნდება მათი მახასიათებლების კოორდინაციის ამოცანა. ეს პრობლემა მოგვარებულია ელემენტების შესატყვისით. ელემენტების ამ ჯგუფში შედის ფაზის დეტექტორები, რომლებიც ემთხვევა დენის ტიპს, ციფრული ანალოგური და ანალოგური ციფრული გადამყვანები, რომლებიც შეესაბამება სიგნალის ტიპს, ემიტერების მიმდევრებს, შესატყვისი შეყვანის და გამომავალი წინააღმდეგობების, დენის გამაძლიერებლებს, გალვანურ გამყოფებს და სხვა ელემენტებს. . კოორდინაციის ფუნქცია ასევე შეიძლება შესრულდეს ელემენტებით, რომლებიც ჩვეულებრივ განკუთვნილია სხვა მიზნებისთვის. მაგალითად, ოპერაციული გამაძლიერებელი, რომელიც განხილულია 4.1 ნაწილში, აღმოჩნდება, რომ არის ემიტერის მიმდევარი არაინვერსიული შეყვანის მიმართ, როდესაც გამომავალი ძაბვა უკავშირდება შებრუნებულ შეყვანას.
გალვანური გამოყოფისთვის, მაგალითად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტრანსფორმატორის ძაბვის სენსორი. ასეთი და მსგავსი ელემენტები აშკარაა ან ცნობილია და არ განიხილება.
განვიხილოთ უფრო რთული სტანდარტული შესატყვისი ელემენტები.
ფაზის დეტექტორი(PD) მიიღო მრავალი სხვა სახელწოდება სამეცნიერო და ტექნიკურ ლიტერატურაში: ფაზის მგრძნობიარე გამაძლიერებელი, ფაზის მგრძნობიარე რექტიფიკატორი, ფაზის დისკრიმინატორი, დემოდულატორი.
FD-ის დანიშნულებაა შეყვანის ძაბვის გადაქცევა ალტერნატიული დენი U in V DC გამომავალი ძაბვა თქვენ გარეთ, რომლის პოლარობა და ამპლიტუდა დამოკიდებულია შეყვანის ძაბვის ფაზაზე ჯ. ამრიგად, PD-ს აქვს ორი შეყვანის კოორდინატი: შეყვანის ძაბვის ამპლიტუდა U-ში მდა შეყვანის ძაბვის ფაზა ჯდა ერთი გამომავალი კოორდინატი: გამომავალი ძაბვის საშუალო მნიშვნელობა თქვენ გარეთ. არსებობს PD მუშაობის ორი რეჟიმი: ამპლიტუდური რეჟიმი, როდესაც შეყვანის ძაბვის ფაზა მუდმივი რჩება, ორიდან ერთ-ერთი მნიშვნელობის 0 ან გვ, U-ში მ= ვარ და თქვენ გარეთ = f(U in m);ფაზის რეჟიმი, როდესაც U in= კონსტი, ჯ= ვარ და თქვენ გარეთ = f(j).
ამპლიტუდის რეჟიმში, PD გამოიყენება როგორც AC შეუსაბამობის სიგნალის გადამყვანად საკონტროლო სიგნალად DC სერვო დისკებში, როგორც AC ტაქოგენერატორის გამომავალი სიგნალის გადამყვანი და ა.შ. ფაზის რეჟიმში, PD გამოიყენება საკონტროლო სისტემებში, რომლებშიც კონტროლირებადი და საკონტროლო ცვლადი შეუფერხებლად ცვალებადი ფაზაა.
ფაზის დეტექტორს, როგორც წესი, არ ენიჭება ძაბვის გაძლიერების ფუნქცია.
მაშასადამე, PD-ის მონაპოვარი ახლოსაა ერთიანობასთან. ნახ. 4.11 ნაჩვენებია დიზაინის სქემასრული ტალღის PD-ს ჩანაცვლება. წრე შეესაბამება ნულოვანი გასწორების წრეს, რომელშიც სარქველები იცვლება ფუნქციური კონცენტრატორებით K1და K2.დატვირთვის წინააღმდეგობა Rn,რომელზედაც გამოყოფილია გამომავალი ძაბვა, აკავშირებს შუა წერტილებს ა, 0 EMF კონტროლის გასაღებები და წყაროები e y.საკონტროლო EMF წყაროს შიდა წინააღმდეგობა შედის თითოეულ წრეში R y.გასაღებების მდგომარეობას აკონტროლებს საცნობარო EMF e opალგორითმის შესაბამისად: e op > 0-ისთვის K1შედის, ანუ ის
 |
გადართვის ფუნქცია y k1= 1, ა K2გამორთულია, ანუ მისი გადართვის ფუნქცია y k2 = 0. ამისთვის e op< 0 y k1 = 0, ა y k2= 1. ეს ალგორითმი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ფორმულებით
y-დან 1-მდე = (1+ნიშანი e op) /2; y-დან 2-მდე = (1- ნიშანი e op) /2 . (4.10)
ცხადია, დახურულთან ერთად K1გამომავალი emf ე გარეთწერტილებს შორის ა, 0 ტოლია e y,და როცა დახურულია K2 e out = - e y, ანუ
e out = e y y k1 - e y y k2. (4.11)
(4.10) ჩანაცვლება (4.11) იძლევა
e out = e y ნიშანი e op . (4.12)
გამომავალი EMF-ის ცვლილებების დიაგრამა, რომელიც შეესაბამება ალგორითმებს (4.11) და (4.12) ნაჩვენებია სურათზე 4.12.
e op = E op m sinwtდა e y = E y m sin(wt - j),
სად E op m,ე ი მ- საცნობარო EMF-ისა და საკონტროლო EMF-ის ამპლიტუდის მნიშვნელობები; ვარის საცნობარო EMF-ისა და საკონტროლო EMF-ის კუთხური სიხშირე, შემდეგ გამოსწორებული გამომავალი EMF-ის საშუალო მნიშვნელობა
. (4.13)
იმიტომ რომ E y m = k p U in m, საშუალო გამომავალი ძაბვა 
, შემდეგ (4.13) გათვალისწინებით
, (4.14)
სად კ გვ- გადაცემის კოეფიციენტი შეყვანის ძაბვიდან საკონტროლო EMF-ზე. იგი განისაზღვრება სპეციფიკური PD წრიული დიაგრამის მახასიათებლებით.
ამისთვის ჯ= const = 0 ან ჯ= const = გვარსებობს PD-ის მოქმედების ამპლიტუდური რეჟიმი, რომლისთვისაც კონტროლის მახასიათებელი მარტივია:
U out = k FD U in,
სადაც, (4.14) გათვალისწინებით, PD მომატება ამპლიტუდის რეჟიმში
.
ზე ჯ= 0 გამომავალი ძაბვის მნიშვნელობები თქვენ გარეთდადებითია და როდის ჯ = გვგამომავალი ძაბვის მნიშვნელობები უარყოფითია.
ამისთვის U in= კონსტ და ჯ= var არის PD-ის ფაზის რეჟიმი, რომლის საკონტროლო მახასიათებელს აქვს ფორმა
U out = k " FD cosj = k "FD sinj",
სად j" = p/2 - jდა PD გადაცემის კოეფიციენტი ფაზურ რეჟიმში (4.14) გათვალისწინებით
;
პატარაზე j"კონტროლის მახასიათებელი
პდ-ების მოქმედება, მათი მახასიათებლები და მიკროსქემის დიაგრამებიგანხილულია /1/-ში.
ციფრული ანალოგური გადამყვანები(DAC). კონვერტორი ემთხვევა კონტროლის სისტემის ციფრულ ნაწილს ანალოგთან. DAC-ის შეყვანის კოორდინატი არის ორობითი მრავალბიტიანი რიცხვი A n = a n -1 …a i …a 1 a 0, და გამომავალი კოორდინატი არის ძაბვა თქვენ გარეთ, გენერირებული საცნობარო ძაბვის საფუძველზე U op(ნახ. 4.13).
DAC სქემები აგებულია რეზისტორების მატრიცის საფუძველზე, რომლის დახმარებით დენები ან ძაბვები ჯამდება ისე, რომ გამომავალი ძაბვა შეყვანის რიცხვის პროპორციულია. DAC შედგება სამი ძირითადი ნაწილისგან: რეზისტორის მატრიცა, ელექტრონული გადამრთველები, რომლებიც კონტროლდება შეყვანის ნომრით და შემაჯამებელი გამაძლიერებელი, რომელიც გამოიმუშავებს გამომავალ ძაბვას. ნახ. 4.14 მოცემულია მარტივი წრეშეუქცევადი DAC. შეყვანილი ორობითი რიცხვის თითოეული ციფრი ანშეესაბამება წინააღმდეგობას
R i = R 0 / 2 i, (4.15)
სად R0- დაბალი რიგის წინააღმდეგობა.
რეზისტორი რ იუკავშირდება ელექტრომომარაგებას საცნობარო ძაბვით U opელექტრონული გასაღების საშუალებით კ ი, რომელიც დახურულია ა ი=1 და გახსენით ა ი= 0. ცხადია, მნიშვნელობიდან გამომდინარე ა იშეყვანის მიკროსქემის წინააღმდეგობა ამისთვის მე-კატეგორია (4.15) გამოითვლება გამოსახულებით
R i = R 0 /(2 i a i). (4.16)
შემდეგ ამისთვის და მე= 0, ანუ წრე გატეხილია და for ა ი=1 წრე ჩართულია და აქვს წინააღმდეგობა R 0/2 i.
დიაგრამაში ნახ. 4.14 ოპერაციული გამაძლიერებელი უაჯამებს შეყვანის დენებს და მის გამომავალ ძაბვას მიკროსქემის აღნიშვნისა და გამოხატვის გათვალისწინებით (4.16)
ფორმის გამოხატულება (4.17). U out = f(A n)- ეს არის DAC-ის საკონტროლო მახასიათებელი. მას აქვს საფეხურიანი ფორმა ძაბვის დისკრეტულობით, რომელიც შეესაბამება ყველაზე ნაკლებად მნიშვნელოვან ერთეულს,
ΔU 0 = R os U op / R 0 = k DAC.
მაგნიტუდა ΔU 0არის ამავე დროს DAC-ის საშუალო გადაცემის კოეფიციენტი k DAC.
ანალოგური ციფრული გადამყვანი(ADC) წყვეტს შებრუნებულ პრობლემას - გარდაქმნის უწყვეტ შეყვანის ძაბვას რიცხვად, მაგალითად, ორობით. თითოეული გამომავალი მრავალბიტიანი ორობითი რიცხვი A იშეესაბამება შეყვანის ძაბვის ცვლილებების დიაპაზონს:
, (4.18)
სად U ei = ΔU 0 i- გამომავალი ძაბვის საცნობარო მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება გამომავალი ორობითი რიცხვს A ი; ΔU 0- გამომავალი ძაბვის დისკრეტულობა, რომელიც შეესაბამება გამომავალი ნომრის ყველაზე ნაკლებად მნიშვნელოვანი ციფრის ერთეულს.
ზე ნ-ბიტი ADC, არანულოვანი საცნობარო შეყვანის ძაბვის დონეების საერთო რაოდენობა, რომლებიც განსხვავდება ერთმანეთისგან ΔU 0, უდრის მაქსიმალურ გამომავალ ათობითი რიცხვს N=2 n - 1. ყოველი დონის შემდეგ U e i, (4.18) მიხედვით ახორციელებს ინფორმაციას რიცხვის შესახებ, შემდეგ ADC-ის მუშაობისას შეგვიძლია განვასხვავოთ ძირითადი ოპერაციები: შემავალი და საცნობარო ძაბვების შედარება, დონის ნომრის განსაზღვრა, გამომავალი ნომრის წარმოქმნა მოცემულ კოდში. . საშუალო ADC მომატება განისაზღვრება, როგორც შესაბამისი DAC მომატების ორმხრივი:
k ADC = 1 / ΔU 0.
შემდეგ ADC კონტროლის მახასიათებლის განტოლება შეიძლება დაიწეროს როგორც
ADC კონტროლის მახასიათებელს აქვს საფეხურის ფორმა.
ADC განხორციელების სქემები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ტიპად: პარალელური მოქმედება და თანმიმდევრული მოქმედება.
პარალელური ADC-ის მთავარი უპირატესობა მისი მაღალი შესრულებაა. ანალოგური შეყვანის ძაბვის მრავალციფრიან ათობითი რიცხვად გადაქცევა ხდება მხოლოდ ორ საათის ციკლში ციფრული ელემენტებისქემა. ასეთი ADC-ების მთავარი მინუსი არის დიდი რიცხვიანალოგური შედარებითები და ფლიპ-ფლოპები წრედში, ტოლი 2 n - 1, რაც მრავალ ბიტიან პარალელურ ADC-ებს ძალიან ძვირად აქცევს.
სერიულ ADC-ში საჭიროა მნიშვნელოვნად დაბალი ტექნიკის ხარჯები. ნახ. ნახაზი 4.15 გვიჩვენებს თვალთვალის ADC წრეს, რომელიც მიეკუთვნება თანმიმდევრული სქემების ჯგუფს. დიაგრამა იყენებს ადრე უხსენებელ სიმბოლოებს: GTI- საათის პულსის გენერატორი, სრ- საპირისპირო მრიცხველი, TO- შედარება, რ- გამომავალი რეგისტრი. ლოგიკური ელემენტების აღნიშვნები და,ᲐᲜ ᲐᲠᲐზოგადად მიღებული.
შედარება U inდა უ ეშესრულებულია კომბინირებულ ანალოგურ შესადარებელზე ორი გამოსასვლელით: „მეტი“ (>) და „ნაკლები“ (<). ЕслиU in - U e >ΔU 0/ 2, შემდეგ გამომავალზე გამოჩნდება ერთი სიგნალი > და ელემენტი და 1ატარებს საათის იმპულსებს ზევით/ქვევით მრიცხველის შემაჯამებელ შეყვანამდე (+1). სრ.გამომავალი რაოდენობა იზრდება სრდა შესაბამისად იზრდება უჰ,გენერირებული DAC. თუ U in - U e < ΔU 0 /2 , შემდეგ გამომავალზე გამოჩნდება ერთი სიგნალი< , при этом импульсы от генератора тактовых импульсов через элемент და 2გადადით მრიცხველის გამოკლების შეყვანაზე (-1). სრდა უ ემცირდება. როდესაც მდგომარეობა | U in - U e | = ΔU 0 /2 ორივე გამოსავალზე TOხაზგასმულია ნულოვანი სიგნალები და ელემენტები და 1და და 2ჩაკეტილია საათის პულსებისთვის. მრიცხველი წყვეტს თვლას და მის გამოსავალზე უცვლელი დარჩენილი რიცხვი გამოჩნდება რეგისტრის გამომავალზე რ.რეესტრში რიცხვის ჩაწერის უფლება მოცემულია ერთი ელემენტის სიგნალით ან-არა, შედის ორ გამოსავალზე TO.ამ სქემის გათვალისწინებით U inდა უჰ,შეიძლება დადგინდეს, რომ ADC არის კონტროლის სისტემა დახურული გამომავალი კოორდინატის გასწვრივ კონტროლერთან TOსარელეო მოქმედება. სისტემა აკონტროლებს შეყვანის ძაბვის ცვლილებას ± სტაბილური სიზუსტით U 0/2და გამოაქვს ციფრული გამოსავლის შესაბამისი რიცხვი U in.თვალთვალის ADC-ს შეუძლია სწრაფად გადაიყვანოს შეყვანის ძაბვის მხოლოდ საკმაოდ ნელი ცვლილება.
განხილული ADC-ის მთავარი მინუსი არის მისი ცუდი შესრულება. ყველაზე არახელსაყრელ შემთხვევაში, როდესაც შემავალზე მაქსიმალური ძაბვა მკვეთრად არის დაყენებული, ციფრულ კოდში შესაბამისი გამომავალი მნიშვნელობის შესაქმნელად საჭირო იქნება 2 n - 1სცემს ზოგიერთი DAC და ADC სქემები და მათი მოქმედება განხილულია /1/-ში.
თვითტესტის კითხვები
1. რატომ გამოიყენება შესატყვისი ელემენტები ავტომატიზაციის სისტემებში?
2. რა ტრანსფორმაციას ახორციელებს ფაზის დეტექტორი?
3. რა რეჟიმში შეუძლია მუშაობა ფაზის დეტექტორს?
4. როგორია ფაზის დეტექტორის შეყვანის კოორდინატები?
5. რა არის ფაზის დეტექტორის გამომავალი კოორდინატი?
6. როგორია ფაზის დეტექტორის ამპლიტუდის მუშაობის რეჟიმი?
7. როგორია ფაზური დეტექტორის მუშაობის ფაზური რეჟიმი?
8. რისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფაზის დეტექტორები ავტომატიზაციის სისტემებში?
9. მიეცით ამპლიტუდის რეჟიმში მოქმედი ფაზის დეტექტორის მართვის მახასიათებლების ფორმულა.
10. რა კონვერტაციას ახორციელებს ციფრული ანალოგური გადამყვანი?
11. რა არის ციფრული-ანალოგური გადამყვანის შემავალი და გამომავალი კოორდინატები?
12. რა არის ციფრული-ანალოგური გადამყვანის მიკროსქემის ძირითადი ნაწილები?
13. მიეცით ციფრულ-ანალოგური გადამყვანის მართვის მახასიათებლებისა და მისი საშუალო გადაცემის კოეფიციენტის გამოთვლის ფორმულები.
14. რა ტიპის კონტროლის მახასიათებელი აქვს ციფრულ-ანალოგურ გადამყვანს?
15. რა გადაქცევას ახორციელებს ანალოგური ციფრული გადამყვანი?
16. როგორია ანალოგური ციფრული გადამყვანის შემავალი და გამომავალი კოორდინატები?
17. მიეცით ანალოგ-ციფრულ გადამყვანის მართვის მახასიათებლებისა და მისი საშუალო გადაცემის კოეფიციენტის გამოთვლის ფორმულები.
18. რა ტიპის ანალოგური ციფრული გადამყვანები არსებობს?
19. რა არის პარალელური ანალოგური ციფრული გადამყვანების ძირითადი დადებითი და უარყოფითი მხარეები?
20. რა არის სერიული ანალოგური ციფრული გადამყვანების ძირითადი დადებითი და უარყოფითი მხარეები?
21. რატომ გამოიყენება ციფრული ანალოგური გადამყვანი ანალოგური ციფრული გადამყვანის თვალთვალის წრეში?
22. როგორია ანალოგური ციფრული გადამყვანის თვალთვალის აბსოლუტური აბსოლუტური ცდომილება?
სენსორები
თვითტესტის კითხვები
1. რა არის შემავალი და გამომავალი კოორდინატები ბრუნვის კუთხის სენსორის?
2. რა არის შემავალი და გამომავალი კოორდინატები არასწორი განლაგების კუთხის სენსორის?
3. რა სისტემებში შეიძლება გამოყენებულ იქნას კუთხის სენსორები და შეცდომის სენსორები?
4. რამდენი გრაგნილი და სად აქვს სამფაზიანი კონტაქტის სინქრონი?
5. რა არის selsyn-ის შემავალი და გამომავალი კოორდინატები?
6. რა რეჟიმში შეუძლია selsyn-ს მუშაობა?
7. როგორია სინქრონიზატორის მუშაობის ამპლიტუდური რეჟიმი?
8. როგორია selsyn-ის მუშაობის ფაზური რეჟიმი?
9. მიეცით ფორმულა სინქრონიზატორის საკონტროლო მახასიათებლების ამპლიტუდის მუშაობის რეჟიმში გამოსათვლელად.
10. მიეცით სინქრონიზატორის საკონტროლო მახასიათებლების გამოთვლის ფორმულა მუშაობის ფაზურ რეჟიმში.
11. რა ფაქტორები განაპირობებს სინქრონიზატორის სტატიკურ შეცდომებს, რომლებიც ამახინჯებენ მის საკონტროლო მახასიათებლებს?
12. რა იწვევს selsyn-ზე დაფუძნებული მბრუნავი კუთხის სენსორის სიჩქარის შეცდომას?
13. რა რეჟიმში მუშაობენ selsyn სენსორი და selsyn მიმღები შეუსაბამობის კუთხის სენსორის წრეში, თუ selsyn მიმღების როტორის EMF-ის ამპლიტუდის მნიშვნელობა და ამ EMF-ის ფაზა გამოიყენება მის გამომავალ კოორდინატებად?
14. მიეცით ფორმულა სატრანსფორმატორო რეჟიმში მომუშავე ორ სინქრონიზატორზე დაფუძნებული შეუსაბამობის სენსორის კონტროლის მახასიათებლების გამოსათვლელად.
15. რა არის სელსინზე დაფუძნებული მბრუნავი კუთხის სენსორების ძირითადი ნაკლოვანებები?
16. რა მიზნით გამოიყენება შემცირების საზომი მექანიზმები ბრუნვის კუთხის სენსორების შეყვანისას?
17. რა მიზნით გამოიყენება აწევის საზომი მექანიზმები ბრუნვის კუთხის სენსორების შეყვანისას?
18. როგორ იცვლება კუთხის გაზომვის შეცდომა შემცირების საზომი მექანიზმების გამოყენებისას?
19. როდის არის მიზანშეწონილი დისკრეტული კუთხის სენსორების გამოყენება?
20. რა ძირითადი ელემენტებია წარმოდგენილი კოდის დისკზე დაფუძნებული ციფრული ბრუნვის კუთხის სენსორის დიზაინში?
21. რატომ აქვს კოდის დისკზე დაფუძნებული ციფრული ბრუნვის კუთხის სენსორის საკონტროლო მახასიათებელს ეტაპობრივი ხასიათი?
22. მიეცით ფორმულა კოდის დისკზე დაფუძნებული ციფრული ბრუნვის კუთხის სენსორის დისკრეტული ინტერვალის გამოსათვლელად.
23. მიეცით ციფრული ბრუნვის კუთხის სენსორის აბსოლუტური ცდომილების გამოთვლის ფორმულა კოდის დისკზე დაყრდნობით.
24. რა საპროექტო ზომებით შეიძლება გაიზარდოს კოდის დისკზე დაფუძნებული ციფრული ბრუნვის კუთხის სენსორის ბიტის მოცულობა?
კუთხოვანი სიჩქარის სენსორები
DC ტაქოგენერატორიწარმოადგენს ელექტრო მანქანა DC დამოუკიდებელი აგზნების ან მუდმივი მაგნიტებით (ნახ. 5.6). შეყვანის კოორდინატი TG - კუთხური სიჩქარე ვ, გამომავალი - ძაბვა თქვენ გარეთ, გამოყოფილი დატვირთვის წინააღმდეგობაზე.
E tg = kФw = I (R tg + R n),
გადაცემის კოეფიციენტი TG, V/rad; k = pN/ (2p a)- კონსტრუქციული მუდმივი; ფ- მაგნიტური აგზნების ნაკადი; რ ტგ- არმატურის გრაგნილისა და ჯაგრისის კონტაქტის წინააღმდეგობა.
 |
TG-ის გადაცემის კოეფიციენტი, მკაცრად რომ ვთქვათ, არ რჩება მუდმივი, როდესაც სიჩქარე იცვლება ფუნჯის კონტაქტის წინააღმდეგობის არაწრფივობისა და არმატურის რეაქციის გამო. მაშასადამე, საკონტროლო მახასიათებელში შეინიშნება გარკვეული არაწრფივობა დაბალი და მაღალი სიჩქარის ზონებში (ნახ. 5.6, ბ). არაწრფივობა დაბალი სიჩქარის ზონაში მცირდება მეტალიზებული ჯაგრისების გამოყენებით დაბალი ძაბვის ვარდნით. არმატურის რეაქციის გამო მახასიათებლის არაწრფივობა მცირდება ზემოდან სიჩქარის შეზღუდვით და დატვირთვის წინააღმდეგობის გაზრდით. ამ აქტივობების განხორციელებისას, TG-ის კონტროლის მახასიათებლები შეიძლება ჩაითვალოს თითქმის მარტივი.
28. სუიმის რეგულატორები.
1. საოპერაციო გამაძლიერებლებზე დაფუძნებული „შემავალი-გამომავალი“ კლასის ანალოგური რეგულატორები
რეგულატორების ტექნოლოგიური მიზნის მიუხედავად, ისინი ყველა იყოფა 2 დიდ კლასად:
„შემავალი/გამომავალი“ კლასის პარამეტრული კონტროლერები (P-, PI-, PID- და ა.შ. კონტროლერები);
ACS სახელმწიფო რეგულატორები (აპერიოდული, მოდალური და ა.შ.).
ES კონტროლის სისტემის ფუნქციურ დიაგრამებზე რეგულატორების პირველი კლასი მითითებულია, როგორც გარდამავალი ფუნქცია.
1. პროპორციული კონტროლერი (P-controller).
რეგულატორის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.19.
ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ კონტროლერის შესასვლელში არის საკონტროლო შეცდომის სიგნალი X in, და X in = Xსთ - X os. უფრო მეტიც, ორი რეზისტორების ნაცვლად რზ და რგამოიყენება ერთი OS - რშეყვანა
უგარეთ ( ტ)=TOრეგ X in( ტ).
2. ინტეგრალური რეგულატორი (I-regulator).
რეგულატორის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.22.
ბრინჯი. 4.22. ინტეგრირებული რეგულატორის სქემატური დიაგრამა
კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია
სად თ თდა = რ VX თან 0 .
რეგულატორის დროის მახასიათებლები:
უგარეთ ( ტ)=უგარეთ (0)+ 1/ ( რ VX თან 0)X in( ტ)ტ.
პ 
გარდამავალი პროცესი კონტროლერში ნულოვან საწყის პირობებში ( უგამოსავალს (0)=0) ექნება ნახ. 4.23.
ინტეგრირებული რეგულატორის ფუნქციური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.24.
3. დიფერენციალური რეგულატორი (D-regulator).
რეგულატორის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.25.
კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია
სად თ D არის ინტეგრატორის დროის მუდმივი, თ D = რ 0 თან VH.
რეგულატორის დროის მახასიათებლები:
უგარეთ ( ტ)=თდ (ტ),
სად (ტ) არის დირაკის დელტა ფუნქცია.
რეგულატორში გარდამავალი პროცესი ექნება ნახ. 4.26.
თან 
უნდა აღინიშნოს, რომ ოპერაციული გამაძლიერებლების შეზღუდული სიხშირის გამტარობა არ იძლევა სუფთა (იდეალურ) დიფერენციაციას. გარდა ამისა, დიფერენციალური რეგულატორების დაბალი ხმაურის იმუნიტეტის გამო, განვითარდა რეალური დიფერენცირების ბმულების გამოყენების პრაქტიკა და ასეთი რეგულატორების მიკროსქემის დიაგრამები გარკვეულწილად განსხვავდება ნახ. 4.25.
დიფერენციალური რეგულატორის ფუნქციური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.27.
4. პროპორციულ-ინტეგრალურ კონტროლერი (PI controller).
რეგულატორის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.28.
კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია
სად კ REG - რეგულატორის გადაცემის კოეფიციენტი, კ REG = რ 0 /რ VX;
თდა არის ინტეგრატორის დროის მუდმივი, თდა = რ VX თან 0 .
რეგულატორის დროის მახასიათებლები:
უგარეთ ( ტ)=უგარეთ (0) + ( კრეგ + ტ/ ( რ VX თან 0))X in( ტ).
გარდამავალი პროცესი კონტროლერში ნულოვან საწყის პირობებში ექნება ფორმა, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 4.29.
პროპორციული ინტეგრალური კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია ხშირად წარმოდგენილია არა როგორც ორი წევრის ჯამი, არამედ ე.წ.
, (4.53)
სად თ IZ არის იზოდრომული რგოლის დროის მუდმივი, თ FROM = რ 0 C 0 ,
თდა არის კონტროლერის ინტეგრაციის დროის მუდმივი, თდა = რ VX C 0 .
ACS სტრუქტურაში შემავალი PI კონტროლერი უზრუნველყოფს კომპენსაციას საკონტროლო ობიექტის ერთი დიდი დროის მუდმივისთვის (იხ. სექცია 8.1).
პროპორციული დიფერენციალური კონტროლერი (PD კონტროლერი)რეგულატორის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.31.
სად კ კ REG = რ 0 /რ VX;
თ D არის ინტეგრატორის დროის მუდმივი, თ D = რ 0 თან VH.
რეგულატორის დროის მახასიათებლები:
უგარეთ ( ტ)= კრეგ X in( ტ) +თდ (ტ),
სად (ტ) არის დირაკის დელტა ფუნქცია.
პ 
გარდამავალ პროცესს PD კონტროლერში ექნება ფორმა, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 4.32, რეგულატორის ფუნქციური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.33.
ბრინჯი. 4.32. გარდამავალი პროცესი PD კონტროლერში
6. პროპორციულ-ინტეგრალ-წარმოებული კონტროლერი (PID)
რეგულატორი)
რეგულატორის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.34.
კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია
სად კ REG - რეგულატორის გადაცემის კოეფიციენტი, კ REG = რ 0 /რ VX + C VX / თან 0 ;
თდა არის ინტეგრაციის დროის მუდმივი, თდა = რ VX თან 0 ;
თ D - დიფერენციაციის დროის მუდმივი, თ D = რ 0 თან VH.
რეგულატორის დროის მახასიათებლები:
უგარეთ ( ტ)=უგარეთ (0) + კრეგ X in( ტ) + (1/თდა პ) X in( ტ) + თდ (ტ),
სად (ტ) არის დირაკის დელტა ფუნქცია.
რეგულატორში გარდამავალი პროცესი ექნება ნახ. 4.35, ფუნქციური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 4.36.
PI კონტროლერის ანალოგიით, PID კონტროლერის MM ხშირად წარმოდგენილია როგორც მეორე რიგის იზოდრომული ბმული.
, (4.56)
სად თ IZ,1 , თ IZ,2 - იზოდრომული რგოლის დროის მუდმივები; თ IZ,1 = რ 0 თან 0 ,თ IZ,2 = =რშეყვანა თანშეყვანა
PID კონტროლერი უზრუნველყოფს კომპენსაციას საკონტროლო ობიექტის ორი დიდი დროის მუდმივისთვის, რაც უზრუნველყოფს ACS-ში დინამიური პროცესების ინტენსივობას.