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1、10申请公布号CN102033556A43申请公布日20110427CN102033556ACN102033556A21申请号200910179627722申请日20091007G05F1/46200601H02P9/1420060171申请人陈启星地址410015湖南省长沙市天心区南湖路古堆山湖南城建职业技术学院2栋403室72发明人陈启星54发明名称差动积分式控制系统57摘要一种差动积分式控制系统,包括基准电压模块、差动积分模块、功放模块和被控系统模块,设VP从反相端输入而EB从同相端输入,令VIVPEB,则差动积分模块的输出VA为以VI函数对时间的积分,VA的变化趋势为当VI0时,VA下。
2、降,VI越大,VA下降越快;当VI0时,VA上升,|VI|越大,VA上升越快;当VI0时,VA不变;所以,当被控量偏大时,反馈电压VF偏大,会有VI0,通过差动积分电路将使得VA自动下调,使得功放的输出电压V下调,使得被控对象运行速度变慢,使得被控量下降,使得反馈电压VF变小,当VF变小致使VPEB时,将停止积分,记住VA最佳值,使VA维持不动,保证被控系统处于最佳运行状态;反之同理。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书7页附图14页CN102033559A1/3页21一种差动积分式控制系统,其特征是差动积分式控制基本系统包括基准电压模块JZDY、。
3、差动积分模块CDJF、功放模块GF和被控系统模块BKXT,由基准电压模块产生一个稳定的电压值EB,作为比较电压VP参照比较所用的基准值,比较电压VP是被控系统的反馈电压VF分压后的电压,EB和VP分别从差动积分模块CDJF的两个输入端输入,经过积分运算,得到积分电压输出值VA,输出给后面的功放模块GF;VA通过功放模块GF放大为功率输出的输出电压V后,提供给被控系统BKXT中的控制器KZQ,对被控对象BKDX进行运行速度控制,BKDX产生的被控量BKL被传感器CGQ检测到后,产生检测量JCL,检测量经过变送器BSQ调整到规定范围的电压值,作为反馈电压VF反馈至差动积分模块。该系统中,可以是VP。
4、从差动积分模块CDJF的反相端输入而EB从同相端输入,也可以是VP从同相端输入而EB从反相端输入;设VP从反相端输入而EB从同相端输入,令VIVPEB,则差动积分模块CDJF的输出VA为以VI函数对时间的积分,VA的变化趋势为当VI0时,VA下降,VI越大,VA下降越快;当VI0时,VA上升,|VI|越大,VA上升越快;当VI0时,VA不变;所以,当被控量BKL偏大时,反馈电压VF偏大,会有VI0,通过差动积分电路CDJF将使得VA自动下调,使得功放GF的输出电压VVV下调,使得被控对象BKDX运行速度变慢,使得被控量BKL下降,使得反馈电压VF变小,当VF变小致使VPEB时,CDJF将停止积。
5、分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态;同理,当BKL偏小时,会有VI0,通过CDJF将使得VA自动上调,使得V上调,使得BKDX运行速度变快,使得BKL上升,使得反馈电压VF变大,当VF变大致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态。2根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是差动基本积分电路控制系统,VF反馈回到CDJF输入端,经过分压后,得到比较电压VP,设VP从反相端输入而EB从同相端输入,令VIVPEB,VA的理论值为VA的变化趋势为当VI0时,VA下降,VI越大,VA下降。
6、越快;当VI0时,VA上升,|VI|越大,VA上升越快;当VI0时,VA不变;所以,当被控量BKL偏大时,反馈电压VF偏大,会有VI0,通过差动积分电路CDJF将使得VA自动下调,使得功放GF的输出电压VVV下调,使得被控对象BKDX运行速度变慢,使得被控量BKL下降,使得反馈电压VF变小,当VF变小致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态;同理,当BKL偏小时,会有VI0,通过CDJF将使得VA自动上调,使得V上调,使得BKDX运行速度变快,使得BKL上升,使得反馈电压VF变大,当VF变大致使VPEB时,CDJF将停止积分,记。
7、忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态。3根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是多套基准式差动积分控制协同运行系统,基准电压EB作为CDJF1CDJFN共同的基准电压,调整RA1RAN,使VA1VAN都等于零时,VP1VPN都等于基准电压EB;其每套的反馈控制过程与差动积分式控制基本系统的反馈控制过程相同。4根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是多套跟随式差动积权利要求书CN102033556ACN102033559A2/3页3分控制协同运行系统,有N套子控制系统,第1套为领头羊控制系统,以差动积分式控制基本系统的反馈控制过程为基础。
8、,增加了以下内容模数转换器ADC模块接收到基准电压EB后,将EB由模拟信号转换成数字信号,然后传递给基准发射模块JZFS,将基准电压EB的数字量经发射天线FS发射出去;第2套第N套为跟随控制系统,它们的基准接收模块JZJS经接收天线JS获得数字化的基准电压EB信号后,传递给数模转换器DAC转换成模拟基准电压EB,其它控制过程与差动积分式控制基本系统的反馈控制过程基础相同;为了使EB的模数转换和数模转换准确,ADC和DAC采用JZDY作为电源。5根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是内搭铁差动积分式发电机调节器,励磁绕组L有一端在发电机内部直接接功率地,调节器TJQ1向三相交流发。
9、电机GA的励磁绕组L提供励磁电压,形成励磁电流和磁场,转子旋转后发电机开始发电,其发电电压正比于转速和励磁电流,所以正比于励磁电压,发出的三相交流电经过由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6构成的三相桥式器整流后变成了高电位为U低电位为U的直流电压2U,2U经过RA和RB分压后得到比较电压VP;同时,JZDY模块的EA经RC和RD分压后得到基准电压EB,VP与基准电压EB作为差动输入的两个量分别从差动积分电路的反相端和同相端输入,当发电机电压偏高时,会有VPEB,通过差动积分电路CDJF将VA自动下调,因为这是个三极管T构成的射极跟随器,所以发射极电位VE跟随VA自动下降,使得发电机励。
10、磁绕组L的励磁电流下降,从而使得三相交流发电机GA发电电压下降,使得经过三相桥式器整流后的电压2U下降;当2U下降至使得VPEB时,CDJF将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态;同理,当发电机电压偏低时,会有VPEB,通过CDJF将VA自动上调,使得T的发射极电位VE上升,使得发电机励磁绕组L的励磁电流上升,从而使得发电机发电电压上升,使得整流后的电压2U上升;当2U上升至使得VPEB时,CDJF将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态;另外,SB为起动开关,发电机刚起动时,接通SB向励磁绕组L供电,警示灯。
11、HL亮,当发电机发电后,HL两端同电位,HL灭;为了防止由于调节器故障致使发电电压过高,采用了过压保护,当电压过高时,过压保护继电器线圈KA会产生足够的吸力,使它的常开触点KA1闭合,使得中间继电器线圈KM通电,断开其常闭触点KM1,切断励磁电流,同时使其常开触点KM2闭合,对线圈KM自锁维持通电。6根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是外搭铁差动积分式发电机调节器,发电、整流和过压保护原理与权利要求5所述的内搭铁差动积分式发电机调节器相同,只是调节器TJQ2与励磁绕组L的连接改成了外搭铁式,即励磁绕组L的接功率地端并没有直接接功率地,而是接到了T的集电极,只有当T饱和时才接功。
12、率地;EA经RC和RD分压后得到基准电压EB,2U经过RA和RB分压后得到比较电压VP,当发电机电压偏高时,会有VPEB,通过CDJF将VA自动下调,使得T的集电极电位VC上升,因为发电机励磁绕组L的励磁电压VUVC,所以VC上升会使得发电机励磁绕组L的励磁电压及电流下降,从而使得发电机发电电压下降,使得整流后的电压2U下降;当2U下降至使得VPEB时,CDJF将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态;同理,当发电机电压偏低时,会有VPEB,通过CDJF将VA自动上调,使得T的集电极电位VC下降,因为VC下降会使得发电机励磁绕组L的励磁电压及电流上升,。
13、从而使得发电机发电电压上升,使得整流后的电压2U上升;当2U上升至使得VPEB时,CDJF权利要求书CN102033556ACN102033559A3/3页4将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态。7根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是内搭铁集成电路差动调节式发电机调节器,其发电、整流和过压保护原理与权利要求5所述的内搭铁差动积分式发电机调节器相同,只是调节器中的差动积分器改成了集成电路差动放大器。EA和VP差动输入至放大器A,当发电机电压偏高时,会有VPEB,通过放大器A使VA下调,使得三极管T的发射极电位VE下降,使得发电机励磁。
14、绕组L的励磁电流下降,从而使得三相交流发电机GA发电电压下降,使得经过三相桥式器整流后的电压2U下降;同理,当发电机电压偏低时,会有VPEB,通过放大器A使VA自动上调,使得T的发射极电位VE上升,使得发电机励磁绕组L的励磁电流上升,从而使得发电机发电电压上升,使得整流后的电压2U上升;达到发电电压的动态平衡状态。RAF为反馈电阻;该调节器有两路整流线路,一路向调节器本身供电,整流线路由三相桥式整流D7、D8、D9和D4、D5、D6构成,一路向电气设备供电,整流线路由三相桥式整流D1、D2、D3和D4、D5、D6构成,减小由于励磁绕组L电流突变而引起的电压高次谐波对电气设备的影响;8根据权利要。
15、求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是内搭铁分立元件差动调节式发电机调节器,工作原理与权利要求7所述的内搭铁集成电路差动调节式发电机调节器相同,只是调节器中的集成电路差动放大器改成了分立元件差动放大器,RM、RP、RE分别为三极管T2的偏流电阻、集电极电阻、基极电阻,RN、RQ、RI分别为三极管T3的偏流电阻、集电极电阻、基极电阻;RT为基极电阻,R7为偏流电阻。9根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是差动积分调节正负对称电源的电路,系统电源部分、JZDY和CDJF模块与差动积分式控制基本系统一样,当CDJF模块电压VA输入到对称放大器AA、AB时,AA、AB会产生对称的。
16、电压VAB、VBB输出,关系式为VAB12RAA/RRVA/2,VBB12RBA/RRVA/2,如果令RAARBA,则VABVBB,因为调节RA或RC都可以调节VA,VAB和VBB就成为了一对可调的对称电压;经过功放TA和TB后,得到的输出电压V和V也就是一对可调的对称电压;V充当反馈电压VF,可以得到稳定的可调的电压V,从而得到稳定的可调的对称电压V和V。10根据权利要求1所述的差动积分式控制系统,其进一步特征是差动积分调节正负对称负载控制的电路,系统电源部分、JZDY、CDJF模块和功放模块GF与权利要求9所述的差动积分调节正负对称电源的电路相同,不同处是在GF输出可调的对称电压V和V后,。
17、用V和V控制对称的被控系统BKXTA和BKXTB,由BKXTA提供反馈电压VF至CDJF模块,稳定了BKXTA,从而稳定了BKXTB。权利要求书CN102033556ACN102033559A1/7页5差动积分式控制系统0001技术领域本发明是一种差动积分式控制系统,属于模拟电子技术类产品。0002背景技术目前的控制系统本系统有些不足之处,比如说发电机的调节器,调节发电机的电压时需要调节励磁电流,目前小型低成本设备是采用一个电子开关来接通或断开励磁绕组的电源来增加或减少励磁电流的,使得发电机电压波动较大,设计一种低成本且平滑自动调节励磁电压的调节器是有意义的。同样,还有很多被控对象,如加热装置。
18、的温度、机械运动的位移量、容器的压力、光强、化学物质浓度、放射线剂量、化学反应和核反应速度,设计一种低成本且平滑自动调节控制量的控制系统是有意义的。0003发明申请内容0004一种差动积分式控制系统,其特征是包括基准电压模块JZDY、差动积分模块CDJF、功放模块GF和被控系统模块BKXT,由基准电压模块产生一个稳定的电压值EB,作为比较电压VP参照比较所用的基准值,比较电压VP是被控系统的反馈电压VF分压后的电压,EB和VP分别从差动积分模块CDJF的两个输入端输入,经过积分运算,得到积分电压输出值VA,输出给后面的功放模块GF;VA通过功放模块GF放大为功率输出的输出电压V后,提供给被控系。
19、统BKXT中的控制器KZQ,对被控对象BKDX进行运行速度控制,BKDX产生的被控量BKL被传感器CGQ检测到后,产生检测量JCL,检测量经过变送器BSQ调整到规定范围的电压值,作为反馈电压VF反馈至差动积分模块。0005该系统中,可以是VP从差动积分模块CDJF的反相端输入而EB从同相端输入,也可以是VP从同相端输入而EB从反相端输入;设VP从反相端输入而EB从同相端输入,令VIVPEB,则差动积分模块CDJF的输出VA为以VI函数对时间的积分,VA的变化趋势为当VI0时,VA下降,VI越大,VA下降越快;当VI0时,VA上升,|VI|越大,VA上升越快;当VI0时,VA不变;所以,当被控量。
20、BKL偏大时,反馈电压VF偏大,会有VI0,通过差动积分电路CDJF将使得VA自动下调,使得功放GF的输出电压VVV下调,使得被控对象BKDX运行速度变慢,使得被控量BKL下降,使得反馈电压VF变小,当VF变小致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态;同理,当BKL偏小时,会有VI0,通过CDJF将使得VA自动上调,使得V上调,使得BKDX运行速度变快,使得BKL上升,使得反馈电压VF变大,当VF变大致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态。0006实施例和附图说。
21、明相结合进行描述0007附图中有些器件是相同的,相同器件给与相同标号,共性的标号统一说明,在一个附图中给与说明的标号,其它附图中通用。0008首先说明一个共有部分系统电源部分,它由两个电压相等的电源U1和U2串联而成,U1和U2可以是蓄电池和稳压电源,系统电源有三端输出高电位端即电源正极,用U表示,同时又是“发电设备输出电压火线”;负电位端即电源负极,用黑三角形或U表示,同时又是“发电设备输出电压地线”,简称“功率地”;正极与负极的中点为控制电路地线,简称“中点地”,用表示。说明书CN102033556ACN102033559A2/7页60009很多图中有一种可调电阻,就是在电阻上加了一个45。
22、的箭头,比如图1中的RC、RD,在本文件中表示为既可以是可调电阻,也可以是固定电阻,是起分压作用的,特命名为分压电阻。0010实施例1,差动积分式控制基本系统原理,与图1差动积分式控制基本系统原理框图一起说明。0011图1差动积分式控制基本系统原理框图,包括5大基本部分系统电源部分、基准电压模块标记为JZDY的方框,稳定电压为EA,EA经过分压电阻RC与RD分压后,得到基准电压EB、差动积分模块标记为CDJF的方框,反馈电压VF经过分压电阻RA与RB分压后,得到比较电压VP,基准电压EB和比较电压VP以差动输入的方式从CDJF模块的两输入端输入,CDJF的输出电压为VA、功放模块标记为DF的方。
23、框,即功率放大模块,输入信号为电压VA,输出为控制电压VV,令VVV、被控系统模块标记为BKXT的方框,输入为控制电压VVV,产生被控量后,得到反馈电压VF,具体说明见图12。JZDY、CDJF、GF、BKXT分别是基准电压、差动积分、功放和被控系统拼音的第一个字母。0012该系统中,可以是VP从差动积分模块CDJF的反相端输入而EB从同相端输入,也可以是VP从同相端输入而EB从反相端输入;设VP从反相端输入而EB从同相端输入,令VIVPEB,则差动积分模块CDJF的输出VA为以VI函数对时间的积分,VA的变化趋势为当VI0时,VA下降,VI越大,VA下降越快;当VI0时,VA上升,|VI|越。
24、大,VA上升越快;当VI0时,VA不变;所以,当被控量BKL偏大时,反馈电压VF偏大,会有VI0,通过差动积分电路CDJF将使得VA自动下调,使得功放GF的输出电压VVV下调,使得被控对象BKDX运行速度变慢,使得被控量BKL下降,使得反馈电压VF变小,当VF变小致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态;同理,当BKL偏小时,会有VI0,通过CDJF将使得VA自动上调,使得V上调,使得BKDX运行速度变快,使得BKL上升,使得反馈电压VF变大,当VF变大致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动。
25、,保证BKDX处于最佳运行状态。0013实施例2,基准电压模块JZDY,与图2图5基准电压电路一起说明。0014图2为基准电压模块,其中标记为JZDY的方框为基准电压模块,以稳压器件包括稳压块或稳压二极管为核心,构成JZDY模块的电路有很多种,JZDY是稳压电路的总标记,包括了图3中标记为JZDYA的虚线框中的电路、图4中标记为JZDYB的虚线框中的电路、图5中标记为JZDYC的虚线框中的电路;JZDY产生一个稳定电压EA,经过电阻分压后形成基准电压EB,图2中的分压电阻为RC和RD。0015图3为稳压块固定电压式基准电压,即标记为JZDYA的虚线框中的电路,其中78为稳压块,78中的为稳压值。
26、,比如7805表示稳压值为5伏,C1和C2为稳定78工作状态的电容。0016图4为稳压块可调电压式基准电压,即标记为JZDYB的虚线框中的电路,其中78为稳压块,C1、C2和C3为稳定78工作状态的电容,固定REA的阻值并调大可调电阻REB的阻值可以提高EA的电压值,最高可以提高至U。0017图5为稳压二极管固定电压式基准电压,即标记为JZDYC的虚线框中的电路,其中说明书CN102033556ACN102033559A3/7页7DW为稳压二极管,REC为稳压电阻,使得在DW两端可以得到比较稳定的电压EA。RC和RD被一个可调电阻RCD取代,RCD的上半部分等效于RC,下上半部分等效于RD,将。
27、EA分压为EB。0018实施例3,差动积分电路工作原理,与图6图9多种差动积分电路一起说明。0019图6为差动积分电路工作原理图,图中标记为CDJF的方框为差动积分电路模块,在得到反馈电压VF后,经过分压电阻RA和RB分压后,得到比较电压VP,调节RA的阻值可以调节VP;令EB和VP从CDJF的两个输入端输入后,经过积分运算,得到积分电压输出值VA,输出给下个模块,设VP从反相端输入而EB从同相端输入,令VIVPEB,VA的变化趋势为当VI0时,VA下降,VI越大,VA下降越快;当VI0时,VA上升,|VI|越大,VA上升越快;当VI0时,VA不变。0020如果有一组关联的CDJF,就在各个标。
28、号后面加上下标,比如有N个差动积分模块CDJF1至CDJFN,则有VF1至VFN,VP1至VPN,RA1至RAN,RB1至RBN,还有VA1至VAN输出给后面模块。CDJF模块可以有多种电路,包括图7的基本积分电路、图8大时间常数积分电路、图9的快速积分电路等。0021图7为差动基本积分电路图,图中标记为CDJFA的虚线框为差动积分电路模块,虚线框中RI为反相端输入电阻、CA为积分电容、A为集成运算放大器,当VP从反相端输入而EB从同相端输入时,令VIVPEB,VA的理论值为当VI0时,VA下降,VI越大,VA下降越快;当VI0时,VA上升,|VI|越大,VA上升越快;当VI0时,VA不变。0。
29、022图8为大时间常数差动积分电路图,图中标记为CDJFB的虚线框为大时间常数差动积分电路模块,虚线框中RI为反相端输入电阻、两个RE为运算电阻、两个RF为反馈电阻、CB为积分电容、AB和AC为集成运算放大器,当VP从反相端输入而EB从同相端输入时,令VIVPEB,VA的理论值为只要选用RIRF,就可以得到大时间常数。0023图9为快速差动积分电路图,图中标记为CDJFC的虚线框为快速差动积分电路模块,虚线框中RI、A同前,RK为快速积分电阻、CC和CD为积分电容。RA和RB被一个可调电阻RAB取代,RAB的上半部分等效于RA,下上半部分等效于RB,将VF分压为VP。0024实施例4,功放模块。
30、,与图10图13多种功放电路一起说明。0025图10为功放模块全称为功率放大模块标记为GF,接收到VA后,进行功率放大输出,输出电压正端为V,电压负端为V,作为控制量提供给后级被控系统中的控制器KZQ,设VVV,当VA的变化为UU并忽略三极管压降时,得到V的变化为02U,即VVAU;如果有一组关联的GF,就在各个标号后面加上下标,比如有N个功放模块GF1至GFN,则有V1至VN,V1至VN。VP1至VPN,RA1至RAN,RB1至RBN,VA1至VAN输出给后面的控制器KZQ1至KZQN。GF的电路有很多种,包括图11的射极跟随器功放、图12的共发射极功放、图13的集成运算放大器功放。0026。
31、图11为射极跟随器功放电路图,图中标记为GFA的虚线框为射极跟随器功放电路,VE为发射极电位,令VBE发射结压降,从模拟电子技术可知,VEVAVBE,忽略发射说明书CN102033556ACN102033559A4/7页8结压降时,有VVEVA,VU,所以VVVVAVVAU,V为提供给控制器KZQ的控制电压,DX为续流二极管,T为三极管。0027图12为共发射极功放电路图,图中标记为GFB的虚线框为共发射极功放电路,VU,VVC,控制器KZQ等效为GFB的负载电阻RL,从模拟电子技术可知,当VAU时,三极管截止,如果将VC的截止电位标记为VCJ,对应的V标记为VJ,有VCJU,所以有VVCJU。
32、,VJVVUVCJ0;当VAU时,如果要三极管刚好饱和导通,并将VC的饱和电位标记为VCM,应该有VCMU,为此,将对应的V标记为VM,IBM记为基极饱和电流、ICM记为集电极饱和电流、VAM记为VA的最大值U,这些运算中才出现的电流和电压并没有画在图上,如果要VU,就必须RLICM2U,才可以有VVCMURLICMU2UU,VMVVUU2U,由此得到ICM2U/RL,IBMICM/2U/RL,RBVAM/IBMU/IBMURL/2URL/2;得到关系式VVVURLICURLICURLIBURLU/RB;RQ为偏流电阻,只有必须调整静态工作点才需要,所以用虚线画出。0028图13为集成运算放大。
33、器功放电路图,图中标记为GFC的虚线框为集成功放电路,这是一个集成电路跟随器功放,其中VU,VVA,所以VVVVAU。当VA的变化为UU时,得到V的变化为02U。0029实施例5,被控系统,与图14、图15被控系图统一起说明。0030图14为被控系统方框图,图中标记为BKXT的方框为被控系统,被GF送过来的V和V形成的V控制,BKXT的内部子框图见图15。0031图15为被控系统描述方框图,图中标记为BKXT的虚线框为被控系统,描述BKXT的子系统,GF送过来的V和V给控制器KZQ提供控制信号,KZQ对被控对象BKDX进行控制,BKDX有不胜枚举,包括发电机的发电电压、加热装置的温度、机械运动。
34、的位移量、容器的压力、光强、化学物质浓度、放射线剂量、化学反应和核反应速度,它们都会产生被控量BKL,当BKL被传感器CGQ检测得到检测量JCL后送到变送器BSQ,BSQ将JCL转换成标准量程的反馈电压VF。0032实施例6,差动基本积分电路控制系统原理,与图16一起说明。0033图16为差动基本积分电路控制系统原理图,图15中VF反馈回到CDJF输入端,经过分压后,得到比较电压VP,设VP从反相端输入而EB从同相端输入,令VIVPEB,VA的理论值为VA的变化趋势为当VI0时,VA下降,VI越大,VA下降越快;当VI0时,VA上升,|VI|越大,VA上升越快;当VI0时,VA不变;所以,当被。
35、控量BKL偏大时,反馈电压VF偏大,会有VI0,通过差动积分电路CDJF将使得VA自动下调,使得功放GF的输出电压VVV下调,使得被控对象BKDX运行速度变慢,使得被控量BKL下降,使得反馈电压VF变小,当VF变小致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态;同理,当BKL偏小时,会有VI0,通过CDJF将使得VA自动上调,使得V上调,使得BKDX运行速度变快,使得BKL上升,使得反馈电压VF变大,当VF变大致使VPEB时,CDJF将停止积分,记忆住此时间的VA最佳值,使VA维持不动,保证BKDX处于最佳运行状态。0034实施例7,。
36、多套基准式差动积分控制协同运行系统原理,与图17一起说明。说明书CN102033556ACN102033559A5/7页90035图17为多套基准式差动积分控制协同运行系统原理图,上半部分图为第1套控制系统,带有下标1,如VF1、RA1、VP1、CDJF1、VA1、GF1、V1、BKXT1;下半部分图为第N套控制系统,带有下标N,如VFN、RAN、VPN、CDJFN、VAN、GFN、VN、BKXTN;基准电压EB作为CDJF1CDJFN共同的基准电压,调整RA1RAN,使VA1VAN都等于零时,VP1VPN都等于基准电压EB;其每套的反馈控制过程与实施例1的差动积分式控制基本系统的反馈控制过程。
37、相同。0036实施例8,多套跟随式差动积分控制协同运行系统原理,与图18一起说明。0037图18为多套跟随式差动积分控制协同运行系统原理图,大虚线框中有N套子控制系统,只画了第1套和第N套,第1套为领头羊控制系统LTY,以实施例1的差动积分式控制基本系统的反馈控制过程为基础,增加了以下内容模数转换器ADC模块接收到基准电压EB后,将EB由模拟信号转换成数字信号,然后传递给基准发射模块JZFS,将基准电压EB的数字量经发射天线FS发射出去;第2套第N套为跟随者控制系统GSZ,它们的基准接收模块JZJS经接收天线JS获得数字化的基准电压EB信号后,传递给数模转换器DAC转换成模拟基准电压EB,其它。
38、控制过程与实施例1的差动积分式控制基本系统的反馈控制过程基础相同。为了使EB的模数转换和数模转换准确,ADC和DAC采用JZDY作为电源。0038跟随领头羊控制系统可直观想象为空中加油机作为领头羊控制系统在飞行,多架受油机跟随着加油机的飞行状态飞行。0039实施例9,内搭铁差动积分式发电机调节器原理,与图19一起说明。0040图19为内搭铁差动积分式发电机调节器原理图,励磁绕组L有一端在发电机内部直接“搭铁”即接功率地,所以称“内搭铁”;调节器TJQ1向三相交流发电机GA的励磁绕组L提供励磁电压,形成励磁电流和磁场,转子旋转后发电机开始发电,其发电电压正比于转速和励磁电流,所以正比于励磁电压,。
39、发出的三相交流电经过由整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6构成的三相桥式器整流后变成了高电位为U低电位为U的直流电压,电压总值为2U,所以将总电压命名为2U,2U经过RA和RB分压后得到比较电压VP;同时,JZDY模块的EA经RC和RD分压后得到基准电压EB,VP与基准电压EB作为差动输入的两个量分别从差动积分电路的反相端和同相端输入,当发电机电压偏高时,会有VPEB,通过差动积分电路CDJF将VA自动下调,因为这是个三极管T构成的射极跟随器,所以发射极电位VE跟随VA自动下降,使得发电机励磁绕组L的励磁电流下降,从而使得三相交流发电机GA发电电压下降,使得经过三相桥式器整流后的电压2。
40、U下降;当2U下降至使得VPEB时,CDJF将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态;同理,当发电机电压偏低时,会有VPEB,通过CDJF将VA自动上调,使得T的发射极电位VE上升,使得发电机励磁绕组L的励磁电流上升,从而使得发电机发电电压上升,使得整流后的电压2U上升;当2U上升至使得VPEB时,CDJF将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态;另外,SB为起动开关,发电机刚起动时,接通SB向励磁绕组L供电,警示灯HL亮,当发电机发电后,HL两端同电位,HL灭;为了防止由于调节器故障致使发电电压过高,采用了过。
41、压保护,当电压过高时,过压保护继电器线圈KA会产生足够的吸力,使它的常开触点KA1闭合,使得中间继电器线圈KM通电,断开其常闭触点KM1,切断励磁电流,同时使其常开触点KM2闭合,对线圈KM自锁维持通电。0041实施例10,外搭铁差动积分式发电机调节器原理,与图20一起说明。说明书CN102033556ACN102033559A6/7页100042图20为外搭铁差动积分式发电机调节器原理图。发电、整流和过压保护原理与实施例9相同,不赘述,只是调节器TJQ2与励磁绕组L的连接改成了外搭铁式,即励磁绕组L的接功率地端并没有直接接功率地,而是接到了T的集电极,只有当T饱和时才接功率地,需要在发电机外。
42、部连线“搭铁”所以称“外搭铁”;EA经RC和RD分压后得到基准电压EB,2U经过RA和RB分压后得到比较电压VP,当发电机电压偏高时,会有VPEB,通过CDJF将VA自动下调,使得T的集电极电位VC上升,因为发电机励磁绕组L的励磁电压VUVC,所以VC上升会使得发电机励磁绕组L的励磁电压及电流下降,从而使得发电机发电电压下降,使得整流后的电压2U下降;当2U下降至使得VPEB时,CDJF将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态;同理,当发电机电压偏低时,会有VPEB,通过CDJF将VA自动上调,使得T的集电极电位VC下降,因为VC下降会使得发电机励磁绕。
43、组L的励磁电压及电流上升,从而使得发电机发电电压上升,使得整流后的电压2U上升;当2U上升至使得VPEB时,CDJF将停止积分,VA和VE会维持不动,保证励磁电流维持在最佳值,发电机运行处于最佳状态。0043实施例11,内搭铁集成电路差动调节式发电机调节器原理,与图21一起说明。0044图21为内搭铁集成电路差动调节式发电机调节器原理图。发电、整流和过压保护原理与实施例9相同,只是调节器中的差动积分器改成了集成电路差动放大器。EA和VP差动输入至放大器A,当发电机电压偏高时,会有VPEB,通过放大器A使VA下调,使得三极管T的发射极电位VE下降,使得发电机励磁绕组L的励磁电流下降,从而使得三相。
44、交流发电机GA发电电压下降,使得经过三相桥式器整流后的电压2U下降;同理,当发电机电压偏低时,会有VPEB,通过放大器A使VA自动上调,使得T的发射极电位VE上升,使得发电机励磁绕组L的励磁电流上升,从而使得发电机发电电压上升,使得整流后的电压2U上升;达到发电电压的动态平衡状态。RAF为反馈电阻;该调节器有两路整流线路,一路向调节器本身供电,整流线路由三相桥式整流D7、D8、D9和D4、D5、D6构成,一路向电气设备供电,整流线路由三相桥式整流D1、D2、D3和D4、D5、D6构成,减小由于励磁绕组L电流突变而引起的电压高次谐波对电气设备的影响;0045实施例12,内搭铁分立元件差动调节式发。
45、电机调节器原理,与图22一起说明。0046图22为内搭铁分立元件差动调节式发电机调节器原理图。工作原理与实施例11相同,只是调节器中的集成电路差动放大器改成了分立元件差动放大器。图中,RM、RP、RE分别为三极管T2的偏流电阻、集电极电阻、基极电阻,RN、RQ、RI分别为三极管T3的偏流电阻、集电极电阻、基极电阻;RT为基极电阻,R7为偏流电阻。0047实施例13,差动积分调节正负对称电源的电路原理,与图23一起说明。0048图23为差动积分调节正负对称电源的电路原理图。系统电源部分、JZDY和CDJF模块与实施例1的差动积分式控制基本系统一样,当CDJF模块电压VA输入到对称放大器AA、AB。
46、时,AA、AB会产生对称的电压VAB、VBB输出,关系式为VAB12RAA/RRVA/2,VBB12RBA/RRVA/2,如果令RAARBA,则VABVBB,因为调节RA或RC都可以调节VA,VAB和VBB就成为了一对可调的对称电压;经过功放TA和TB后,得到的输出电压V和V也就是一对可调的对称电压;V充当反馈电压VF,可以得到稳定的可调的电压V,从而得到稳定的可调的对称电压V和V。0049实施例14,差动积分调节正负对称负载控制的电路原理,与图24一起说明。说明书CN102033556ACN102033559A7/7页110050图24为差动积分调节正负对称负载控制的电路原理图。系统电源部分。
47、、JZDY、CDJF模块和功放模块GF与实施例13相同,不同处是在GF输出可调的对称电压V和V后,用V和V控制对称的被控系统BKXTA和BKXTB,由BKXTA提供反馈电压VF至CDJF模块,稳定了BKXTA,从而稳定了BKXTB。说明书CN102033556ACN102033559A1/14页12图1图2图3说明书附图CN102033556ACN102033559A2/14页13图4图5图6说明书附图CN102033556ACN102033559A3/14页14图7图8说明书附图CN102033556ACN102033559A4/14页15图9图10图11说明书附图CN102033556AC。
48、N102033559A5/14页16图12图13图14说明书附图CN102033556ACN102033559A6/14页17图15图16说明书附图CN102033556ACN102033559A7/14页18图17说明书附图CN102033556ACN102033559A8/14页19图18说明书附图CN102033556ACN102033559A9/14页20图19说明书附图CN102033556ACN102033559A10/14页21图20说明书附图CN102033556ACN102033559A11/14页22图21说明书附图CN102033556ACN102033559A12/14页23图22说明书附图CN102033556ACN102033559A13/14页24图23说明书附图CN102033556ACN102033559A14/14页25图24说明书附图CN102033556A。