專利名稱：差動積分式控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種差動積分式控制系統(tǒng)，屬于模擬電子技術(shù)類產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
目前的控制系統(tǒng)本系統(tǒng)有些不足之處，比如說發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)發(fā) 電機(jī)的電壓時需要調(diào)節(jié)勵磁電流，目前小型低成本設(shè)備是采用一個電子開關(guān)來接通或斷開 勵磁繞組的電源來增加或減少勵磁電流的，使得發(fā)電機(jī)電壓波動較大，設(shè)計一種低成本且 平滑自動調(diào)節(jié)勵磁電壓的調(diào)節(jié)器是有意義的。同樣，還有很多被控對象，如加熱裝置的溫 度、機(jī)械運(yùn)動的位移量、容器的壓力、光強(qiáng)、化學(xué)物質(zhì)濃度、放射線劑量、化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng) 速度，設(shè)計一種低成本且平滑自動調(diào)節(jié)控制量的控制系統(tǒng)是有意義的。
發(fā)明申請內(nèi)容
一種差動積分式控制系統(tǒng)，其特征是包括基準(zhǔn)電壓模塊(JZDY)、差動積分模塊 (CDJF)、功放模塊(GF)和被控系統(tǒng)模塊(BKXT)，由基準(zhǔn)電壓模塊產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電壓值 肪，作為比較電壓Vp參照比較所用的基準(zhǔn)值，比較電壓Vp是被控系統(tǒng)的反饋電壓Vf分壓 后的電壓，肪和Vp分別從差動積分模塊(CDJF)的兩個輸入端輸入，經(jīng)過積分運(yùn)算，得到積 分電壓輸出值Va，輸出給后面的功放模塊(GF) ；Va通過功放模塊(GF)放大為功率輸出的 輸出電壓Δν后，提供給被控系統(tǒng)(BKXT)中的控制器(KZQ)，對被控對象(BKDX)進(jìn)行運(yùn)行 速度控制，(BKDX)產(chǎn)生的被控量(BKL)被傳感器(CGQ)檢測到后，產(chǎn)生檢測量(JCL)，檢測 量經(jīng)過變送器(BSQ)調(diào)整到規(guī)定范圍的電壓值，作為反饋電壓(Vf)反饋至差動積分模塊。
該系統(tǒng)中，可以是Vp從差動積分模塊(⑶JF)的反相端輸入而肪從同相端輸入， 也可以是Vp從同相端輸入而肪從反相端輸入；設(shè)Vp從反相端輸入而肪從同相端輸入，令 Vi = Vp-Eb，則差動積分模塊(⑶JF)的輸出Va為以Vi函數(shù)對時間的積分，Va的變化趨勢 為當(dāng)Vi > 0時，Va下降，Vi越大，Va下降越快；當(dāng)Vi < 0時，Va上升，|Vi|越大，Va上升 越快；當(dāng)Vi = 0時，Va不變；所以，當(dāng)被控量(BKL)偏大時，反饋電壓Vf偏大，會有Vi > 0， 通過差動積分電路(CDJF)將使得Va自動下調(diào)，使得功放(GF)的輸出電壓AV= (V+)-(V-) 下調(diào)，使得被控對象(BKDX)運(yùn)行速度變慢，使得被控量(BKL)下降，使得反饋電壓Vf變小， 當(dāng)Vf變小致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va維持不 動，保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)；同理，當(dāng)(BKL)偏小時，會有Vi < 0，通過(⑶JF)將使 得Va自動上調(diào)，使得ΔΥ上調(diào)，使得(BKDX)運(yùn)行速度變快，使得(BKL)上升，使得反饋電壓 Vf變大，當(dāng)Vf變大致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va 維持不動，保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
實施例和


相結(jié)合進(jìn)行描述
附圖中有些器件是相同的，相同器件給與相同標(biāo)號，共性的標(biāo)號統(tǒng)一說明，在一個 附圖中給與說明的標(biāo)號，其它附圖中通用。
①首先說明一個共有部分——系統(tǒng)電源部分，它由兩個電壓相等的電源Ul和U2 串聯(lián)而成，Ul和U2可以是蓄電池和穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)電源有三端輸出高電位端即電源正 極，用+U表示，同時又是“發(fā)電設(shè)備輸出電壓火線”;負(fù)電位端即電源負(fù)極，用黑三角形“ +，， 或-U表示，同時又是“發(fā)電設(shè)備輸出電壓地線”，簡稱“功率地”；正極與負(fù)極的中點為控制 電路地線，簡稱“中點地”，用“丄”表示。
②很多圖中有一種可調(diào)電阻，就是在電阻上加了一個45°的箭頭，比如圖1中的 Re、Rd，在本文件中表示為既可以是可調(diào)電阻，也可以是固定電阻，是起分壓作用的，特命名 為分壓電阻。
實施例1，差動積分式控制基本系統(tǒng)原理，與圖1差動積分式控制基本系統(tǒng)原理框 圖一起說明。
圖1—差動積分式控制基本系統(tǒng)原理框圖，包括5大基本部分系統(tǒng)電源部分、 基準(zhǔn)電壓模塊(標(biāo)記為JZDY的方框，穩(wěn)定電壓為fe，Ea經(jīng)過分壓電阻Rc與Rd分壓后，得到 基準(zhǔn)電壓Eb)、差動積分模塊(標(biāo)記為CDJF的方框，反饋電壓Vf經(jīng)過分壓電阻Ra與Rb分 壓后，得到比較電壓Vp，基準(zhǔn)電壓肪和比較電壓Vp以差動輸入的方式從CDJF模塊的兩輸 入端輸入，⑶JF的輸出電壓為Va)、功放模塊(標(biāo)記為DF的方框，即功率放大模塊，輸入信 號為電壓Va，輸出為控制電壓V+ V-，令A(yù)V= (V+)-(V-))、被控系統(tǒng)模塊(標(biāo)記為BKXT 的方框，輸入為控制電壓(V+)-(V-)，產(chǎn)生被控量后，得到反饋電壓Vf，具體說明見圖 12。)。(JZDY、⑶JF、GF、BKXT分別是基準(zhǔn)電壓、差動積分、功放和被控系統(tǒng)拼音的第一個字 母)。
該系統(tǒng)中，可以是Vp從差動積分模塊(⑶JF)的反相端輸入而肪從同相端輸入， 也可以是Vp從同相端輸入而肪從反相端輸入；設(shè)Vp從反相端輸入而肪從同相端輸入，令 Vi = Vp-Eb，則差動積分模塊(⑶JF)的輸出Va為以Vi函數(shù)對時間的積分，Va的變化趨勢 為當(dāng)Vi >0時，Va下降，Vi越大，Va下降越快；當(dāng)Vi <0時，Va上升，|Vi|越大，Va上升 越快；當(dāng)Vi =0時，Va不變；所以，當(dāng)被控量(BKL)偏大時，反饋電壓Vf偏大，會有Vi >0， 通過差動積分電路(CDJF)將使得Va自動下調(diào)，使得功放(GF)的輸出電壓AV= (V+)-(V-) 下調(diào)，使得被控對象(BKDX)運(yùn)行速度變慢，使得被控量(BKL)下降，使得反饋電壓Vf變小， 當(dāng)Vf變小致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va維持不 動，保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)；同理，當(dāng)(BKL)偏小時，會有Vi < 0，通過(⑶JF)將使 得Va自動上調(diào)，使得ΔΥ上調(diào)，使得(BKDX)運(yùn)行速度變快，使得(BKL)上升，使得反饋電壓 Vf變大，當(dāng)Vf變大致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va 維持不動，保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
實施例2，基準(zhǔn)電壓模塊(JZDY)，與圖2 圖5基準(zhǔn)電壓電路一起說明。
圖2為基準(zhǔn)電壓模塊，其中標(biāo)記為JZDY的方框為基準(zhǔn)電壓模塊，以穩(wěn)壓器件(包 括穩(wěn)壓塊或穩(wěn)壓二極管)為核心，構(gòu)成JZDY模塊的電路有很多種，JZDY是穩(wěn)壓電路的總標(biāo) 記，包括了圖3中標(biāo)記為JZDYa的虛線框中的電路、圖4中標(biāo)記為JZD%的虛線框中的電路、 圖5中標(biāo)記為JZDYc的虛線框中的電路JZDY產(chǎn)生一個穩(wěn)定電壓fe，經(jīng)過電阻分壓后形成 基準(zhǔn)電壓Eb，圖2中的分壓電阻為Rc和Rd。
圖3為穩(wěn)壓塊固定電壓式基準(zhǔn)電壓，即標(biāo)記為JZDYa的虛線框中的電路，其中78** 為穩(wěn)壓塊，78**中的**為穩(wěn)壓值，比如7805表示穩(wěn)壓值為5伏，Cl和C2為穩(wěn)定78**工作 狀態(tài)的電容。
圖4為穩(wěn)壓塊可調(diào)電壓式基準(zhǔn)電壓，即標(biāo)記為JZD%的虛線框中的電路，其中78** 為穩(wěn)壓塊，Cl、C2和C3為穩(wěn)定78**工作狀態(tài)的電容，固定Rea的阻值并調(diào)大可調(diào)電阻Reb 的阻值可以提高fe的電壓值，最高可以提高至+U。
圖5為穩(wěn)壓二極管固定電壓式基準(zhǔn)電壓，即標(biāo)記為JZDYc的虛線框中的電路，其中CN 102033556 A說明書3/7頁Dw為穩(wěn)壓二極管，Rec為穩(wěn)壓電阻，使得在Dw兩端可以得到比較穩(wěn)定的電壓fe。Rc和Rd 被一個可調(diào)電阻Rcd取代，Rcd的上半部分等效于Re，下上半部分等效于Rd，將fe分壓為 Eb。
實施例3，差動積分電路工作原理，與圖6 圖9多種差動積分電路一起說明。
圖6為差動積分電路工作原理圖，圖中標(biāo)記為CDJF的方框為差動積分電路模塊， 在得到反饋電壓Vf后，經(jīng)過分壓電阻Ra和Rb分壓后，得到比較電壓Vp，調(diào)節(jié)Ra的阻值可 以調(diào)節(jié)Vp ；令肪和Vp從⑶JF的兩個輸入端輸入后，經(jīng)過積分運(yùn)算，得到積分電壓輸出值 Va,輸出給下個模塊，設(shè)Vp從反相端輸入而肪從同相端輸入，令Vi = Vp-Eb, Va的變化趨 勢為當(dāng)Vi > 0時，Va下降，Vi越大，Va下降越快；當(dāng)Vi < 0時，Va上升，| Vi |越大，Va 上升越快；當(dāng)Vi = O時，Va不變。
如果有一組關(guān)聯(lián)的CDJF，就在各個標(biāo)號后面加上下標(biāo)，比如有η個差動積分模塊 CDJFl 至 CDJFn，則有 Vfl 至 Vfn，Vpl 至 Vpn，Ral 至 I an，Rbl 至 Rbn，還有 Val 至 Van 輸出 給后面模塊。CDJF模塊可以有多種電路，包括圖7的基本積分電路、圖8大時間常數(shù)積分電 路、圖9的快速積分電路等。
圖7為差動基本積分電路圖，圖中標(biāo)記為CDJFa的虛線框為差動積分電路模塊，虛 線框中Ri為反相端輸入電阻、Ca為積分電容、A為集成運(yùn)算放大器，當(dāng)Vp從反相端輸入而Eb從同相端輸入時，令Vi = Vp-Eb, Va的理論值為化=-RilCa \Vidt，當(dāng)Vi > 0時，Va下降，Vi越大，Va下降越快；當(dāng)Vi <0時，Va上升，Vi越大，Va上升越快；當(dāng)Vi = 0時， Va不變。
圖8為大時間常數(shù)差動積分電路圖，圖中標(biāo)記為CDJFb的虛線框為大時間常數(shù)差 動積分電路模塊，虛線框中Ri為反相端輸入電阻、兩個Re為運(yùn)算電阻、兩個Rf為反饋電 阻、Cb為積分電容、Ab和Ac為集成運(yùn)算放大器，當(dāng)Vp從反相端輸入而肪從同相端輸入時，7 1令Vi = Vp-Eb, Va的理論值為:Va =，只要選用氏>> Rf，就可以得到大時間常數(shù)。
圖9為快速差動積分電路圖，圖中標(biāo)記為CDJFc的虛線框為快速差動積分電路模 塊，虛線框中Ri、A同前，&為快速積分電阻、Cc和Cd為積分電容。Ra和Rb被一個可調(diào)電 阻Rab取代，Rab的上半部分等效于Ra，下上半部分等效于Rb，將Vf分壓為Vp。
實施例4，功放模塊，與圖10 圖13多種功放電路一起說明。
圖10為功放模塊(全稱為功率放大模塊)標(biāo)記為GF，接收到Va后，進(jìn)行功率放 大輸出，輸出電壓正端為V+，電壓負(fù)端為V-，作為控制量提供給后級被控系統(tǒng)中的控制器 KZQ, SAV= (V+) - (V-)，當(dāng)Va的變化為(_U +U)并忽略三極管壓降時，得到Δ V的變化 為(0 2U)，即Δ V = Va+U ；如果有一組關(guān)聯(lián)的GF，就在各個標(biāo)號后面加上下標(biāo)，比如有η 個功放模塊 GFl 至 GFn，則有 Vl+ 至 Vn+，Vl-至 Vn_。Vpl 至 Vpn，Ral 至 Ran，Rbl 至 Rbn， Val至Van輸出給后面的控制器KZQl至KZQn。GF的電路有很多種，包括圖11的射極跟隨 器功放、圖12的共發(fā)射極功放、圖13的集成運(yùn)算放大器功放。
圖11為射極跟隨器功放電路圖，圖中標(biāo)記為GFa的虛線框為射極跟隨器功放電 路，Ve為發(fā)射極電位，令Vbe =(發(fā)射結(jié)壓降)，從模擬電子技術(shù)可知，Ve = Va_VBE，忽略發(fā)射結(jié)壓降時，有 V+ = Ye = Va, (V-) = (-U)，所以 AV = (V+) - (V-) = Va- (V-) = Va+U, AV 為提供給控制器KZQ的控制電壓，Dx為續(xù)流二極管，T為三極管。
圖12為共發(fā)射極功放電路圖，圖中標(biāo)記為GFb的虛線框為共發(fā)射極功放電路， (V+) =U, (V-) =Vc，控制器KZQ等效為Gin3的負(fù)載電阻Rl，從模擬電子技術(shù)可知，當(dāng)Va = (-U)時，三極管截止，如果將Vc的截止電位標(biāo)記為Vcj，對應(yīng)的AV標(biāo)記為AVj，有Vcj = U，所以有(V-) = Vcj = U，AVj = (V+)-(V-) = U-Vcj = 0 ；當(dāng) Va = U 時，如果要三極管 剛好飽和導(dǎo)通，并將Vc的飽和電位標(biāo)記為V。M，應(yīng)該有Vqi = (-U)，為此，將對應(yīng)的Δ V標(biāo)記 為Δ VM, Ibm記為基極飽和電流、Iqi記為集電極飽和電流、記為Va的最大值U,這些運(yùn)算 中才出現(xiàn)的電流和電壓并沒有畫在圖上，如果要(V-) = (-U)，就必須2U，才可以 有(V") = Vcm = U-Rl^Icm = U-2U = (-U), AVm= (V+)-(V-) = U-(-U) = 2U，由此得到 Icm =2U/Rl, Ibm = Icm/ β = 2U/ β Rl, Rb = VaM/IBM = U/IBM = U* β RL/2U = β RL/2 ；得到關(guān)系式 AV= (V+) - (V-) = U-RL*IC = U-RL*IC = U-Rl* ΙΒ* β = U-Rl* β *U/RB ； Rq 為偏流電阻，只有 必須調(diào)整靜態(tài)工作點才需要，所以用虛線畫出。
圖13為集成運(yùn)算放大器功放電路圖，圖中標(biāo)記為GFc的虛線框為集成功放電路， 這是一個集成電路跟隨器功放，其中(V-) = ("U), (V+) = (Va)，所以Δν= (V+)-(V-)= Va+U。當(dāng)Va的變化為(-U +U)時，得到AV的變化為(0 2U)。
實施例5，被控系統(tǒng)，與圖14、圖15被控系圖統(tǒng)一起說明。
圖14為被控系統(tǒng)方框圖，圖中標(biāo)記為BKXT的方框為被控系統(tǒng)，被GF送過來的V+ 和V-形成的Δ V控制，BKXT的內(nèi)部子框圖見圖15。
圖15為被控系統(tǒng)描述方框圖，圖中標(biāo)記為BKXT的虛線框為被控系統(tǒng)，描述BKXT 的子系統(tǒng)，GF送過來的V+和V-給控制器KZQ提供控制信號，KZQ對被控對象BKDX進(jìn)行控 制，BKDX有不勝枚舉，包括發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓、加熱裝置的溫度、機(jī)械運(yùn)動的位移量、容器的 壓力、光強(qiáng)、化學(xué)物質(zhì)濃度、放射線劑量、化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)速度，它們都會產(chǎn)生被控量BKL， 當(dāng)BKL被傳感器CGQ檢測得到檢測量JCL后送到變送器BSQ，BSQ將JCL轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)量程的 反饋電壓Vf。
實施例6，差動基本積分電路控制系統(tǒng)原理，與圖16 —起說明。
圖16為差動基本積分電路控制系統(tǒng)原理圖，圖15中Vf反饋回到⑶JF輸入端，經(jīng) 過分壓后，得到比較電壓Vp，設(shè)Vp從反相端輸入而肪從同相端輸入，令Vi = Vp-Eb, Va的理論值為
權(quán)利要求
1.一種差動積分式控制系統(tǒng)，其特征是差動積分式控制基本系統(tǒng)包括基準(zhǔn)電壓模塊 (JZDY)、差動積分模塊(CDJF)、功放模塊(GF)和被控系統(tǒng)模塊(BKXT)，由基準(zhǔn)電壓模塊產(chǎn) 生一個穩(wěn)定的電壓值肪，作為比較電壓Vp參照比較所用的基準(zhǔn)值，比較電壓Vp是被控系統(tǒng) 的反饋電壓Vf分壓后的電壓，肪和Vp分別從差動積分模塊(⑶JF)的兩個輸入端輸入，經(jīng) 過積分運(yùn)算，得到積分電壓輸出值Va，輸出給后面的功放模塊(GF) ；Va通過功放模塊(GF) 放大為功率輸出的輸出電壓后，提供給被控系統(tǒng)(BKXT)中的控制器(KZQ)，對被控對象 (BKDX)進(jìn)行運(yùn)行速度控制，(BKDX)產(chǎn)生的被控量(BKL)被傳感器(CGQ)檢測到后，產(chǎn)生檢 測量(JCL)，檢測量經(jīng)過變送器(BSQ)調(diào)整到規(guī)定范圍的電壓值，作為反饋電壓(Vf)反饋至 差動積分模塊。該系統(tǒng)中，可以是Vp從差動積分模塊(CDJF)的反相端輸入而肪從同相端輸入，也可 以是Vp從同相端輸入而肪從反相端輸入；設(shè)Vp從反相端輸入而肪從同相端輸入，令Vi =Vp-Eb，則差動積分模塊(CDJF)的輸出Va為以Vi函數(shù)對時間的積分，Va的變化趨勢為 當(dāng)Vi >0時，Va下降，Vi越大，Va下降越快；當(dāng)Vi < 0時，Va上升，|Vi|越大，Va上升越 快= 0時，Va不變；所以，當(dāng)被控量(BKL)偏大時，反饋電壓Vf偏大，會有Vi >0，通 過差動積分電路(⑶JF)將使得Va自動下調(diào)，使得功放(GF)的輸出電壓ΔΥ = (V+)-(V-) 下調(diào)，使得被控對象(BKDX)運(yùn)行速度變慢，使得被控量(BKL)下降，使得反饋電壓Vf變小， 當(dāng)Vf變小致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va維持不 動，保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)；同理，當(dāng)(BKL)偏小時，會有Vi < 0，通過(⑶JF)將使 得Va自動上調(diào)，使得ΔΥ上調(diào)，使得(BKDX)運(yùn)行速度變快，使得(BKL)上升，使得反饋電壓 Vf變大，當(dāng)Vf變大致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va 維持不動，保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是差動基本積分電路 控制系統(tǒng)，Vf反饋回到⑶JF輸入端，經(jīng)過分壓后，得到比較電壓Vp，設(shè)Vp從反相端輸入而劭從同相端輸入，令Vi =Vp-Eb, Va的理論值為化=JV誠，Va的變化趨勢為當(dāng)Vi > 0時，Va下降，Vi越大，Va下降越快；當(dāng)Vi < 0時，Va上升，| Vi |越大，Va上升越快； 當(dāng)Vi = 0時，Va不變；所以，當(dāng)被控量(BKL)偏大時，反饋電壓Vf偏大，會有Vi > 0，通過 差動積分電路(CDJF)將使得Va自動下調(diào)，使得功放(GF)的輸出電壓M= (V+)-(V-)下 調(diào)，使得被控對象(BKDX)運(yùn)行速度變慢，使得被控量(BKL)下降，使得反饋電壓Vf變小，當(dāng) Vf變小致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va維持不動， 保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)；同理，當(dāng)(BKL)偏小時，會有Vi < 0，通過(⑶JF)將使得 Va自動上調(diào)，使得ΔΥ上調(diào)，使得(BKDX)運(yùn)行速度變快，使得(BKL)上升，使得反饋電壓Vf 變大，當(dāng)Vf變大致使Vp = Eb時，(⑶JF)將停止積分，記憶住此時間的Va最佳值，使Va維 持不動，保證(BKDX)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是多套基準(zhǔn)式差動積 分控制協(xié)同運(yùn)行系統(tǒng)，基準(zhǔn)電壓肪作為⑶JFl ⑶JFn共同的基準(zhǔn)電壓，調(diào)整Ral Ran， 使Val Van都等于零時，Vpl Vpn都等于基準(zhǔn)電壓肪；其每套的反饋控制過程與差動積 分式控制基本系統(tǒng)的反饋控制過程相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是多套跟隨式差動積分控制協(xié)同運(yùn)行系統(tǒng)，有η套子控制系統(tǒng)，第1套為領(lǐng)頭羊控制系統(tǒng)，以差動積分式控制基 本系統(tǒng)的反饋控制過程為基礎(chǔ)，增加了以下內(nèi)容模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC模塊接收到基準(zhǔn)電壓肪 后，將肪由模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后傳遞給基準(zhǔn)發(fā)射模塊JZFS，將基準(zhǔn)電壓肪的數(shù) 字量經(jīng)發(fā)射天線FS發(fā)射出去；第2套 第η套為跟隨控制系統(tǒng)，它們的基準(zhǔn)接收模塊JZJS 經(jīng)接收天線JS獲得數(shù)字化的基準(zhǔn)電壓肪信號后，傳遞給數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC轉(zhuǎn)換成模擬基準(zhǔn) 電壓肪，其它控制過程與差動積分式控制基本系統(tǒng)的反饋控制過程基礎(chǔ)相同；為了使肪的 模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確，ADC和DAC采用JZDY作為電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是內(nèi)搭鐵差動積分式 發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，勵磁繞組L有一端在發(fā)電機(jī)內(nèi)部直接接功率地，調(diào)節(jié)器TJQl向三相交流發(fā) 電機(jī)GA的勵磁繞組L提供勵磁電壓，形成勵磁電流和磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后發(fā)電機(jī)開始發(fā)電，其 發(fā)電電壓正比于轉(zhuǎn)速和勵磁電流，所以正比于勵磁電壓，發(fā)出的三相交流電經(jīng)過由整流二 極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6構(gòu)成的三相橋式器整流后變成了高電位為+U低電位為-U的直 流電壓2U，2U經(jīng)過Ra和Rb分壓后得到比較電壓Vp ；同時，JZDY模塊的fe經(jīng)Rc和Rd分壓 后得到基準(zhǔn)電壓Eb，Vp與基準(zhǔn)電壓肪作為差動輸入的兩個量分別從差動積分電路的反相 端和同相端輸入，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓偏高時，會有Vp >肪，通過差動積分電路CDJF將Va自動下 調(diào)，因為這是個三極管T構(gòu)成的射極跟隨器，所以發(fā)射極電位Ve跟隨Va自動下降，使得發(fā) 電機(jī)勵磁繞組L的勵磁電流下降，從而使得三相交流發(fā)電機(jī)GA發(fā)電電壓下降，使得經(jīng)過三 相橋式器整流后的電壓2U下降；當(dāng)2U下降至使得Vp =肪時，⑶JF將停止積分，Va和Ve 會維持不動，保證勵磁電流維持在最佳值，發(fā)電機(jī)運(yùn)行處于最佳狀態(tài)；同理，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓 偏低時，會有Vp <肪，通過⑶JF將Va自動上調(diào)，使得T的發(fā)射極電位Ve上升，使得發(fā)電機(jī) 勵磁繞組L的勵磁電流上升，從而使得發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓上升，使得整流后的電壓2U上升；當(dāng) 2U上升至使得Vp = Eb時，⑶JF將停止積分，Va和Ve會維持不動，保證勵磁電流維持在最 佳值，發(fā)電機(jī)運(yùn)行處于最佳狀態(tài)；另外，SB為起動開關(guān)，發(fā)電機(jī)剛起動時，接通SB向勵磁繞 組L供電，警示燈HL亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電后，HL兩端同電位，HL滅；為了防止由于調(diào)節(jié)器故障 致使發(fā)電電壓過高，采用了過壓保護(hù)，當(dāng)電壓過高時，過壓保護(hù)繼電器線圈KA會產(chǎn)生足夠 的吸力，使它的常開觸點KAl閉合，使得中間繼電器線圈KM通電，斷開其常閉觸點KM1，切斷 勵磁電流，同時使其常開觸點KM2閉合，對線圈KM自鎖維持通電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是外搭鐵差動積分式 發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，發(fā)電、整流和過壓保護(hù)原理與權(quán)利要求5所述的內(nèi)搭鐵差動積分式發(fā)電機(jī) 調(diào)節(jié)器相同，只是調(diào)節(jié)器TJQ2與勵磁繞組L的連接改成了外搭鐵式，即勵磁繞組L的接功 率地端并沒有直接接功率地，而是接到了 T的集電極，只有當(dāng)T飽和時才接功率地經(jīng)Rc 和Rd分壓后得到基準(zhǔn)電壓m3，2U經(jīng)過Ra和Rb分壓后得到比較電壓Vp，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓偏 高時，會有Vp > Eb,通過⑶JF將Va自動下調(diào)，使得T的集電極電位Vc上升，因為發(fā)電機(jī) 勵磁繞組L的勵磁電壓M = U-Vc，所以Vc上升會使得發(fā)電機(jī)勵磁繞組L的勵磁電壓及 電流下降，從而使得發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓下降，使得整流后的電壓2U下降；當(dāng)2U下降至使得Vp =肪時，CDJF將停止積分，Va和Ve會維持不動，保證勵磁電流維持在最佳值，發(fā)電機(jī)運(yùn)行 處于最佳狀態(tài)；同理，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓偏低時，會有Vp <肪，通過⑶JF將Va自動上調(diào)，使得T 的集電極電位Vc下降，因為Vc下降會使得發(fā)電機(jī)勵磁繞組L的勵磁電壓及電流上升，從而 使得發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓上升，使得整流后的電壓2U上升；當(dāng)2U上升至使得Vp =肪時，CDJF將停止積分，Va和Ve會維持不動，保證勵磁電流維持在最佳值，發(fā)電機(jī)運(yùn)行處于最佳狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是內(nèi)搭鐵集成電路差 動調(diào)節(jié)式發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，其發(fā)電、整流和過壓保護(hù)原理與權(quán)利要求5所述的內(nèi)搭鐵差動積 分式發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器相同，只是調(diào)節(jié)器中的差動積分器改成了集成電路差動放大器。Ea和Vp 差動輸入至放大器A，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓偏高時，會有Vp >肪，通過放大器A使Va下調(diào)，使得三 極管T的發(fā)射極電位Ve下降，使得發(fā)電機(jī)勵磁繞組L的勵磁電流下降，從而使得三相交流 發(fā)電機(jī)GA發(fā)電電壓下降，使得經(jīng)過三相橋式器整流后的電壓2U下降；同理，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓 偏低時，會有Vp <肪，通過放大器A使Va自動上調(diào)，使得T的發(fā)射極電位Ve上升，使得發(fā) 電機(jī)勵磁繞組L的勵磁電流上升，從而使得發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓上升，使得整流后的電壓2U上 升；達(dá)到發(fā)電電壓的動態(tài)平衡狀態(tài)。Raf為反饋電阻；該調(diào)節(jié)器有兩路整流線路，一路向調(diào) 節(jié)器本身供電，整流線路由三相橋式整流D7、D8、D9和D4、D5、D6構(gòu)成，一路向電氣設(shè)備供 電，整流線路由三相橋式整流Dl、D2、D3和D4、D5、D6構(gòu)成，減小由于勵磁繞組L電流突變 而引起的電壓高次諧波對電氣設(shè)備的影響；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是內(nèi)搭鐵分立元件差 動調(diào)節(jié)式發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，工作原理與權(quán)利要求7所述的內(nèi)搭鐵集成電路差動調(diào)節(jié)式發(fā)電機(jī) 調(diào)節(jié)器相同，只是調(diào)節(jié)器中的集成電路差動放大器改成了分立元件差動放大器，冊、RP> Re 分別為三極管T2的偏流電阻、集電極電阻、基極電阻，RN、RQ、Ri分別為三極管T3的偏流電 阻、集電極電阻、基極電阻；Rt為基極電阻，R7為偏流電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是差動積分調(diào)節(jié)正 負(fù)對稱電源的電路，系統(tǒng)電源部分、JZDY和CDJF模塊與差動積分式控制基本系統(tǒng)一樣，當(dāng) ⑶JF模塊電壓Va輸入到對稱放大器Aa、Ab時，Aa、Ab會產(chǎn)生對稱的電壓Vab、Vbb輸出，關(guān) 系式為Vab = (l+2*Raa/Rr)*Va/2，Vbb = - (l+2*Rba/Rr) *Va/2，如果令 Raa = Rba，則 Vab =-Vbb,因為調(diào)節(jié)Ra或Rc都可以調(diào)節(jié)Va，Vab和Vbb就成為了一對可調(diào)的對稱電壓；經(jīng)過 功放iTa和Tb后，得到的輸出電壓+V和-V也就是一對可調(diào)的對稱電壓；+V充當(dāng)反饋電壓 Vf，可以得到穩(wěn)定的可調(diào)的電壓+V，從而得到穩(wěn)定的可調(diào)的對稱電壓+V和-V。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動積分式控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征是差動積分調(diào)節(jié)正負(fù) 對稱負(fù)載控制的電路，系統(tǒng)電源部分、JZDY、CDJF模塊和功放模塊GF與權(quán)利要求9所述的 差動積分調(diào)節(jié)正負(fù)對稱電源的電路相同，不同處是在GF輸出可調(diào)的對稱電壓+V和-V后， 用+V和-V控制對稱的被控系統(tǒng)BKXTa和BKXTb，由BKXTa提供反饋電壓Vf至CDJF模塊， 穩(wěn)定了 BKXTa，從而穩(wěn)定了 BKXTb。
全文摘要
一種差動積分式控制系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)電壓模塊、差動積分模塊、功放模塊和被控系統(tǒng)模塊，設(shè)Vp從反相端輸入而Eb從同相端輸入，令Vi＝Vp-Eb，則差動積分模塊的輸出Va為以Vi函數(shù)對時間的積分，Va的變化趨勢為當(dāng)Vi＞0時，Va下降，Vi越大，Va下降越快；當(dāng)Vi＜0時，Va上升，|Vi|越大，Va上升越快；當(dāng)Vi＝0時，Va不變；所以，當(dāng)被控量偏大時，反饋電壓Vf偏大，會有Vi＞0，通過差動積分電路將使得Va自動下調(diào)，使得功放的輸出電壓ΔV下調(diào)，使得被控對象運(yùn)行速度變慢，使得被控量下降，使得反饋電壓Vf變小，當(dāng)Vf變小致使Vp＝Eb時，將停止積分，記住Va最佳值，使Va維持不動，保證被控系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)；反之同理。
文檔編號G05F1/46GK102033556SQ20091017962
公開日2011年4月27日 申請日期2009年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者陳啟星 申請人:陳啟星