автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Развертывающие преобразователи для систем управления вентильными электроприводами и технологической автоматики

р гг од

( . Г1 . 5

£■ ' НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

ЦЫТОВИЧ ЛЕОНИД ИГНАТЬЕВИЧ

РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ АВТОМАТИКИ

Специальность: 05.13.05.-элементы и устройства вычислительной техник!! и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ-ЗАСЛУЖЕННЫЙ ДЕЯТЕЛЬ НАУКИ И ТЕХНИКИ РОССИЙСКОПФЗДЕРАЦИИ, ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК. ПРОФЕССОР Р.Х.ГЛФИЯТУЛЛин

УФА 1996

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА НА КАФЕДРЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И АВТОМА ТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК ЧЕЛЯБИНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА.

официальные оппоненты.- доктор технических наук, про4»ессор

В. Г. ДОМРАЧЕВ,

доктор техгшческих нлук, профессор Н.Е.КОШОХОВ,

доктор технических наук, профессор В.И.ВАСИЛЬЕВ.

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАКЕТНЫЙ ЦЕНТР

"КБ им. академика В.П.МАКЕЕВА" (г.Миасс}.

Защита диссертации состоится 23 февраля 1996 г., в 10 ч 00 мин, в актовом зале на заседании диссертационного совета Д - 063.17.02. но специальности 05.13.05 ярл уфимском государственном авиационном техническом университете.

Отзыв на автореферат а двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу : 450025, Г. Уфа - Центр, ул. К.Маркса, д.12, УГАТУ, досссртшрзошплй совет.

С диссертацией мойяш ознакомиться в библиотеке УГАТУ. Автореферат разослан 9 шюара 1996 г.

Ученый секретарь д»кссртш1Н«апкш>^7 .о л

сонета Чл1.Утляк'оВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

.1 кгулльитяъ ШЧШЛЮ1М. Отличительной особенностью технического процесса в области систем вентильного электроприводе (13Э11) н технологической автоматики (ТА) является быстрое и непрерывное совершенствование нх элементной базы. За последние два десятилетия существенно выросла установленная мощность силовых тиристорных преобразователен ГШ) постоянного и переменного тока, а также резко снизилась инерционность элемента систем регулирования н мощность информативного сигнала управления в каналах связи ВЭП. Рост соотношения уровня мощности снловон части электрооборудования и мощности управления элементами ВЭП способствовал резкому увеличению влияния помех в схемах автоматизированного электропривода. Сигналы помех стали соизмеримыми с полезными сигналами н приводят к нарушению работоспособности систем автоматического управления технологическими процессами, что наиболее остро проявляет себя в ВЭ11 с автономными источниками электропитания ограниченной мощности.

Повышенная чувствительность систем ВЭП к сигналам помех, в первую очередь, явилась результатом низкой помехоустойчивости входящих в их состав функциональных блоков, таких как регуляторов на основе операционных усилителен (ОУ), миожнтелыю-делительных устройств, датчиков регулируемых и контролируемых параметров, нелинейных функциональных преобразователен, систеи имнульсно-фазового управления (СИФУ) ТП и т.д.

Усложнение алгоритмов управления технологическими процессами привело к необходимости сочетания принципов аналоговой и цифровой обработки информации и вызвало необходимость и преобразователях как аналогового, так и дискретного (импульсного) топов. Возникшее з результате этою многообразие и сложность технической реализации элементной базы повлекло за собой снижение показателей взаимозаменяемости и резервирования узлов и отдельных элементов ВЭП, снизило степень их ремонтопригодности и надежности, увеличило поток о 1казов в ходе технологического процесса.'

Очевидно, чю наиболее рациональными путями комплексного решения задач в области ВЭП является, в первую очередь, переход от чисто аналоговых к многофункциональным способам обработки и передачи* информации, которые позволяли бы минимизировать структурную избыточность' регуляторов и датчиков систем управления за счет представления текущего значения регулируемой пли контролируемой координаты технологического процесса одновременно как в аналогозой, так и в импульсной формах, способствуя тем самым сокращению номенклатуры элементной базы, предназначенной для технического оснащения широкого диапазона функций промышленных установок.

К числу форм представления первичной информации, обладающих повышенной многофункциональностью, стабильностью характеристик и относительной простотой диагностирования, в первую очередь, относятся импульсные сигналы, причем в современных ВЭП и ТА наибольшее распространение получили преобразователи информации, выходная координата которых представляется в широтно-имнульсной или частотно-широтно-импульсной формах и являющаяся результатом развертывающего во времени преобразования входной координаты.

Однако теория и практика ииформашюпио-тмерптельных развертывающих преобразователей (1*11насчитывающих не один десяток принципиально отличающихся друг от друга способов развертывающег о преобразования, до настоящего времени практически не касалась специфических для ВЭП проблем, где в едином замкнутом комплексе работают различные по функциональному назначению слаботочные и мощные преобразовательные устройства, причем последние зачастую, кроме своего прямого назначения, выполняют еще и несвойственные им функции генераторов помех для элементов информационной части систем управления с частотным спектром, примыкающим к зоне рабочих частот ВЭП. Фактически не рассматриваются метрологические характеристики РП в широком частотном диапазоне, включая область частот, выходящую за рамки частоты несущих колебании развертывающей системы. Однако именно этот фактор может дать ответ о целесообразности применения для решения задач в области ВЭП того или иного способа развертывающего преобразования информативной координаты и вида модуляции, реализуемого с. его помощью. В первую очередь, исследования подобного характера позволяют произвести оценку степени помехоустойчивости РП в области частот замедленной дискретизации (ОЗД), когда частота входного сигнала превышает граничное значение, и развертывающая система переходит в режим преобразования спектра входного динамического воздействия, формируя на выходе низкочастотные гармоники, входящие в область рабочих частот ВЭП. Эти сигналы вызывают нарушение режимов технологического процесса ш-за невозможности их распознавания на фоне полезного сигнала управления, а, следовательно, и подавления. В связи с этим многообразие нрншяшов построения РП диктует необходимость детального сравнительного анализа по единой методике их динамических показателей дня широкого амплитудного и частотного диапазона изменения входной координаты.

Другой актуальной задачей,применительно к РП в области ВЭП и ТА является анализ способов развертывающего преобразования с точки зрения диагносгирования работоспособности подобных устройств и возможностей построения на их основе систем управления с автоматическим резервированием каналов передачи информации.

Диссертационная работа направлена на исследование динамических показателей принципов развертывающего преобразования с различными законами модуляции, включая такие сложные комбинированные как амнлптудпо- частотно- тиротно- импульсные методы обработки информации, создание комплекса развертывающей элементной базы для построения на ее основе регуляторов, функциональных преобразователей, датчиков обратных связен н СИФУ ТП вентильных электроприводов с высокой эксплуатационной надежностью, исследование принципов развертывающего преобразования с позиций их применимости для построения систем управления с автоматическим диагностированием и резервированием каналов передачи информативных воздействии. В работе обобщены итоги 25-лстней деятельности автора по вышеуказанным проблемам в качестве исполнителя, ответственного исполнителя и руководителя хоздоговорных работ, проводимых ЧЕЛЯБИНСКИМ ГСХГУДЛРСТВПИНЫМ ТЕХНИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТОМ по следующим координационным планам: комплексный план К1 ¡11-2000 по приказу Минвуза СССР N485 от 6.07. 1987г. по проблеме 05.21 - "Разработка методики и средств диагностирования вентильных преобразователей и электроприводов технологических объектов и технических средств обучения"; план НИР и ОКР но автоматизации технологических процессов н управлению производством в черной металлургии па 1987 - 1988 г. но проблеме "Техническое диагностирование вентильных электроприводов прокатных станов с применением внешних автоматизированных средств на ЭЦВМ", а также НИР по тематикам: "Автоматизация режимов работы многоклетьевых станов холодного проката", "Разработка высокоточных следящих электроприводов транспортных машин", "Исследование и разработка приводов подачи металлообрабатывающих станков" и др.

ЦЕЛЬ И ЗАЛА'"/// РАБОТЫ. Цель работы - создание систем ВЭП и ТА с повышенной эксплуатационной надежностью, достигаемой за счет методов развертывающего во времени преобразования сигналов упоавления.

Исходя ш указанной цели, в работе решались следующие основные задачи:

• создание математических моделей н анализ динамики различных принципов разнертывающс! о преобразования для построения элементов систем ЮП и ТА:

■ синтез закона модуляции, обеспечивающего сочетание ^высоких динамических показателей развертывающей системы с минимальным уровнем ошибок в области частот замедленной дискретизации сигнала' управления;

♦ анализ различных способов температурной и временной стабилизации характеристик развертывающих преобразователен информации;

• анализ принципов развертывающего преобразования с позиции диагностирования РИ и создания на их основе элементной базы с автоматическим резервированием капало» передачи информации;

» создание комплекса развертывающих pei-уляторов, функциональных преобразователен, адаптивных фильтров, датчиков обратных связен с гальванически разделенным входом дгш систем НЭП, сочетающих высокое качество обработки информации с простотой технической реализации;

анализ принципов шюгозонного развертывающего преобразования и создание на его основе устройств обработки информации различного функционального назначения для систем ВЭ11 повышенной точности и надежности;

* создание высоконадежных адаптивных развертывающих СИФУ силовыми тиристорнымн преобразователями систем ВЭП;

» разработка высококачественных систем управления технологическими процессами с повышенной эксплуатационной надежностью.

МНТОДЫ ИССЛИЩОНАШШ. Теоретические исследования проведены методом математического моделирования поведения развертывающих систем на ЦВМ с использованием трансцендентных функций и представлением результатов в виде пространств динамических состояний объекта, их проекций на плоскость переменных, а также аппарата передаточных функции • и частотных характеристик и методов математической статистики. Достоверность научных Положении, выводов и рекомендации подгоерждеш зкспфимснтшш1ымн ишгедованпими на лабораторных стевдах и промышленных объектах, а ччкже внедрение^ разработанной элементном базы в серийное промышленное производство.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1.Математические модели пространств динамических состояний ц результаты анализ- на их основе динамических характеристик различных принципов развертывающего преобразования и видов модуляции для широкого амплитудного и частотного диапазона изменения информативного входного сшнала, включающего область час? от замедленной дискретизации, а также с учетом параметров выходного демодулирующего фильтра. ..

2.Принципы построения PU с широтно-импульснон модуляцией третьего рода, интарнрующнх развертывающих преобразователе!! с иифотпо-нипульсном модуляцией и адаптивными к параметрам сигнала сшвсрошшцш! динамическими характеристиками, а также способы повышения их быстродействия и помехоустойчивости.

3.Структура i£ различные алгоритмы формирования се модуляционной характеристики для реализации принципа интегрирующею развертывающего преобразования, сочетающего в себе высокие

динамические показатели РП с выборкой мгновенных значений сигнала управления с повышенной помехоустойчивостью в ОЗД, свойственной ит ерирующим развертывающим системам.

4.Методы построения развертывающих операционных усилителен, нелинейных функциональных преобразователей, множит слъно-делительных устройств, датчиков обратных связей с гальванически разделенным входом, интегрирующих систем ймпульсно-фазового управления ТП и способы повышения их помехоустойчивости, временной и температурной стабильности характеристик.

5.Способ многозопного интегрирующего развертывающего преобразования и принципы построения на его основе РП различного функционального назначения.

6.Результагы анализа принципов развертывающего преобразования с позиции параметрического диагностирования работоспособности одно-тонных и многозонных РП и методы построения на их основе ВЭП с автоматическим резервированием каналов передачи информации.

7.Пришишы построения на основе интегрирующих РП систем ВЭП и ТА с повышенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками.

УЛУЧИЛИ НОНЛ'.ШЛ работы состоит в следующем.

1. Развита' теория развертывающих систем , и разработаны математические модели пространств динамических состояний н их проекций на плоскость переменных для анализа поведения РП в широком амплитудном и частотном диапазоне изменения информативного входного сигнала. Дан анализ степени помехоустойчивости PII в области частот замедленной дискретизации сигнала управления. Показано, что Наименьшим уровнем ошибок в ОЗД обладают РП, в основе которых лежит принцип интегрирующего развертывающего преобразования;

2. Предложены, теоретически обоснованы и экспериментально исследованы принципы развертывающего преобразования с ш.'фотно-имиульспой модуляцией третьего рода, обладающие повышенной помехоустойчивостью среди класса развертывающих систем с выборкой мгновенных значений сигнала управления;

3. На основе разработанной математической модели интегрирующего развертывающего преобразования с принудительной синхронизацией теоретически обосновано и экспериментально исследовано свойство адаптации динамических характеристик подобного класса развертывающих систем к параметрам внешних синхронизирующих воздействий и разработаны перестраиваемые фильтры на их основе;

4. По результатам сравнительного аналта динамических характеристик развертывающих систем синтезирована структура и дзно математическое описание различных алгоритмов формирования ее

модуляционной характеристики для реализации принципа интегрирующего развертывающего преобразования, сочетающего в себе высокие динамические показатели широтно-импульсных преобразователей с выборкой мгновенных значений сигнала управления с повышенной помехоустойчивостью в области частот замедленной дискретизации, свойственной интегрирующим развертывающим системам;

5. Предложены, теоретически 'и экспериментально исследованы принципы интегрирующего развертывающего преобразования с амплитудно-частотно-широтно.импульсной модуляцией и логическим алгоритмом обработки выходного сигнала, сочетающие в себе высокую температурную и временную' стабильность характеристик, помехоустойчивость и простоту технической реализации;

6. Получена математическая модель и на ее основе дан анализ динамических возможностей различных законов модуляции с учетом параметров выходного демодулирующего фильтра. 1{оказано, что наибольшее быстродействие имеют развертывающие системы с однотактиой модуляцией;

7. Дано теоретическое и экспериментальное обоснование высокой точности и помехоустойчивости различных режимов операционного преобразования сигнала управления, основанных . на принципе интарирующего развертывающего преобразования информативной коордштты в каналах связи систем управления ВЭП;

8. Разработаны различные активные методы повышения температурной и.временной стабильности характеристик РП, и на основе полученной математической модели оптимизирован по быстродействию контур циклической коррекции дрейфовых параметров интегрирующих развертывающих преобразователей; .

9. Исследованы принципы одпозоиного развертывающего преобразования с позиций диагностирования состояния PI1, показана однозначная связь4 . между работоспособностью интегрирующих развертывающих преобразователей и характером их выходной координаты и создана элемента;! база для. ВЭП с параметрическим диагностированием и автоматическим резервированием каналов преобразования сигнала управления.:

Ю.Впервые предложен," тсореггическн и экспериментально исследован класс мпогозониых интегрирующих развертывающих преобразователей с частотно-широтно-импульсной модуляцией и устройств различною функционального назначения на его основе.

И .Произведены теоретический анализ и экспериментальные исследования влияния различного рода неисправностей элементов многозонных интегрирующих РП и показано, что данный класс развертывающих преобразователей обладает свойством

самоднагностирования и адаптации к отказам активных компонентов схемы и является эффективным средством повышения надежности ГОИ за счет мноюкратного автоматического резервирования их каналов передачи информации.

Новизна результатов исследований подтверждена 206 авторскими свидетельствами на изобретения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ состоит в том, что осуществлено комплексное решение крупной научно-технической проблемы повышения качества и эксплуатационной надежности систем ВЭП и ТА с применением принципов развертывающего во времени преобразования информативных координат. '

Даны инженерные методы расчета статических и динамических показателей широкого круга разверть тающих преобразователей, приведены универсальные зависимости, позволяющие производить выбор параметров выходного фильтра РП при различных законах одно- и двухтактной модуляции. Разработаны принципиальные схемы РП и экспериментально подтверждены их высокие метрологические характеристики. '

Разработан, теоретически и экспериментально исследован комплекс регуляторов, функциональных . преобразователей, множительно-делнтельных устройств, трактов диагностирования и резервирования РП, развертывающих преобразователей с различными методами снижения временного и температурного дрейфа "нуля" выходной координаты, датчиков обратных связен и проводимости силовых, ключей с i альваиичеекп разделенным входом, многозонных регуляторов различного функционального назначения и интегрирующих СИФУ с адаптацией к изменениям параметров напряжения сети.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТ!,Г. Внедрены в серийное производство на Харьковском заводе ''Электромашина" И Челябинском заводе электромашин интегрирующая развертывающая СИФУ ТП и комплекс развертывающих, рауляторов для ВЭП буровых станков с автономными источниками электропитания ограниченной мощности и быстродейст вующих следящих электроприводов транспортных машин.

На Орском заводе по обработке цветных металлов внедрена быстродействующая система управления ВЭП многоклетьевого стана холодного проката, полностью выполненная на основе развертывающих преобразователен информации. позволивших ввести в закон регулирования производную второго порядка и за счет этого существенно повысить иронзводителыгоегь стана и качество выпускаемой продукции.

Разработана и. введена в промышленную эксплуатацию на Южноуральском заводе "Кристалл" многозонная развертывающая система регулирования температуры процессом гидротермального синтеза ■ кристаллов пьезокварца 'с автоматическим резервированием каналов

передачи информации, исключающая сбои в ходе технологического процесса по вине электронной части оборудования системы управления.

В НПО "Энергия" введен в эксплуатацию комплекс развертывающих регуляторов для управления режимами работы низкотемпературных электродуговых плазмотронов, обеспечивающий ликвидацию процессов двойного дугообразования и повышение энергетических и эксплуатационных показателей установок подобного рода. •

Изданы учебные пособия "Техническая диагностика замкнутых систем автоматизированного электропривода", "Многозонные развертывающие преобразователи для систем вентильного электропривода и технологической автоматики" и "Развертывающие преобразователи для потенциального разделения цепей постоянного тока", содержание которых используется в учебных курсах "Элементы систем автоматизированного электропривода", "Электронные устройства" и ' "Промышленная электроника" для студентов энергетического факультета 41 ТУ. Методика моделирования динамических процессов в развертывающих системах применяется в курсовом проектировании по курсу лекции "Электронные устройства".

ЛПРОВАПИП РАПОТЫ. Основные положения диссертации докладывались н обсуждались на 14 Всесоюзных, региональных, областных и институтских научно-технических конференциях, в т. ч.: научно-технические семинары "Повышение эффективности вторичных источников питания"(Киев, 1978 г.;) и "Повышение надежности автоматизированных электроприводов" (Челябинск, ¡978 г.) ; заседание координационной комиссии по проблеме "Коммутационно-модуляционные методы повышения точности устройств измерительной техники и автоматики", Челябинск, 1980 г.; научно-технические конференции по проблемам автоматизированного электропривода (Суздаль, 1983 г., Рига, 1984 г.) и "Теплотехнические вопросы применения низкотемпературной плазмы в металлургии", Магнитогорск, 1989 г.; международная конференция по автоматизированному электроприводу "АЕО-95", С. Петербург, 1995 г.

1ТУБЛИШШШ. Основное содержание диссертации опубликовано в 248 печатных работах, в том числе 32 статьи в центральной печати, 206 авторских свидетельств на изобретение, три учебных пособия.

СТРУКТУРА И ОБЪШ! РАПОТЫ. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, перечня основных сокращений, понятии н определении, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации 464страницы, в том числе 210 страниц основного машинописного текста, 199 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Но ШК'ЛПШИ обоснована актуальность и определены основные задачи в области преобразователей информации систем вентильного электропривода и технологической автоматики.

I! черной глшт дается сравнительный анализ принципов построения и технических показателей элементов ВЭП й ТА, составляющих основу информационной части современных систем управления технологическими объектами с точки зрения их наибольшего удовлетворения всей совокупности метрологических и эксплуатационных требований.

Рассматриваются операционные усилители постоянного тока (ОУ) различных классов: усилители с непосредственной межкаскадной связью (ОУ-НС), OS' класса "модулятор-демодулятор" (М-ДМ), аатогенераториые усилители (ОУ-ЛГ) и РП. Показано, что в настоящее время всесторонне исследованными с теоретических и практических позиции являются классы усилителей ОУ-НС, М-ДМ и ОУ-АГ, нашедшие наибольшее распространение ы системах управления технологическими процессами. Сранительнын анализ их метрологических показателей не позволяет обоснованно выделить какой-либо класс ОУ, применение которого в системах peí улировлпии B'Jl 1 оказалось бы наиболее эффективным. В то же время анализ основных эксплуатационных показателей ОУ-НС, М-ДМ и ОУ-ЛГ говорит о том, что ни одни из эгих типов ОУ не удовлетворяет всей совокупности требовании, предъявляемых К элементной базе ВЭП.

Произведено сравнение принципов построения синхронных и асинхронных, одлоканальиых н многоканальных развертывающих СИФУ силовыми тирнггорнымн преобразователями и дан анализ основных составляющих их пшрешностн. Показано, что для систем ВЭП наиболее приемлемым являются синхронные СИФУ, обеспечивающие максимальное быстродействие силовой части электрооборудования в сочетании с простотой технической реализации системы управления тиристориым преобразователем. Однако серийно выпускаемые силовые тирнсторные агрегаты В'МI не удовлетворяют тем требованиям, которые диктуются жесткими условиями эксплуатации вентильных электроприводов. Это делаег необходимым поиск нетрадиционных путей построения функциональных блоков синхронных СИФУ , которые обеспечивали бы высокую помехоустойчивость силовых преобразователей к помехам со стороны информационного входа и напряжения сети в сочетании с высоким быстродействием и простотой технической реализации СИФУ.

Перспективными с точки зрения комплексного решения проблем в области элеменшой базы информационной и силовой частей систем ВЭП являются принципы развертывающего во времени преобразования

информативного сигнала. Однако недостаточная изученность метрологических и эксплуатационных показателей развертывающих преобразователен не позволяет обоснованно выделить наиболее эффективный вид развертывающего преобразования, применение которого в системах .обработки информации ВЭП и ТА привело бы к положительному результату в рамках повышения качества процесса регулирования и эксплуатационной надежности вентильных электроприводов.

Проведенный анализ состояния и перспектив развития элементной базы ВЭП позволяет определить основные задачи и направления исследований в области принципов развертывающего преобразования информативных воздействий, где в первую очередь необходимо выделить:

. • сопоставительный анализ поведения различных развертывающих спаем в О'ЗД для широкого частотного и амплитудного диапазона изменения параметров входных воздействий , которыми характеризуются системы ВЭП;

• синтез закона модуляции, позволяющего сочетать высокое быстродействие развертывающей системы в области достоверной передачи частот сигнала управления с низким уровнем ошибок замедленной дискретизации сигналов помех;

• анализ различных законов и видов модуляции с позиций минимального влияния на динамические показатели РП параметров его выходного демодулирующего фильтра;

• анализ различных принципов построения РП с точки зрения простоты диагностирования их работоспособности и реализации на их основе систем управления с автоматическим резервированием каналов передачи информации;

• создание на основе наиболее благоприятного принципа развертывающего преобразования комплекса элементной базы систем ВЭП и ТА, сочетающего в себе высокий уровень метрологических показателей и эксплуатационной надежности с простотой технической реализации, при. которых обеспечивается высокое качество управления технологическими процессами.

Во irwpoii главе дается методика анализа динамических показателей развертывающих преобразователей и исследуются РП с широтно-имнульсной модуляцией.[10. 16, 67].

Анализ динамических характеристик РП производился по единой методике (рис.1 ,а) путем математического моделирования состояния объекта на L IHM с использованием трансцендентных функций.

Предполагалось, что РП, представленный на рис.1,6 в виде звена с обобщенной развертывающей функцией Ä(/), удовлетворяет следующим условиям:

ЫОК-СХКМЛ МЕТОДИКИ А11АЛ1ПА ДИНАМИЧЕСКИХ •••..-■••.• I ХАРАКТЕРИСТИК РАЗР.КРТиВЛЮЩНХ ПРЕОВРЛЗОВЛТЕЯЕЙI

эдасмаиюямО) ■■■■■ МОДУЛЯЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

П., - +1и

ПГ<)(ЛРЛ1К. 1ПО КОЭФФИЦИЫГТА ШЛ'^.'^ЛЧН \ ДИНАМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИГНАЛ \ УПРАВЛЕНИЯ ЧА Н1ПТГВАЛ ДИСКРЕТША1ПП1.

Л'лЦН^ЧК^-«-«-)

( , СГКДЧЬЕ ЗНАЧЬ! [ИГ. КО:>'>ФИЦИЕ1ГТЛ ПЕрадЛ'Ш •

' ДННАМНЧКСКОЙ СОСГАКЛЯЮЩр1 СИГНАЛА УЛРАОЛЕИИЯ В ЗАДАННОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ-

Щ1]'

/-/Г

ЕМ']

. ¡и1__

к-п + х

¡яшешахтшшаш

НОРМИРОВАННАЯ АМПЛИТУД ПАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 1в

НОРМИРОВАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ ■ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА«'-?"

^.^^гу-.-Л. , НОГМИРОПЛШЮК ЗНАЧЕНИЕ ЧАСТОТЫ 11ЕСУ1ЦДХ _;_КОЛКГ.АИИЙ ■ ■ ■ ■ ■

«^КаЬЖЛХИи*.?

- 1Н\Х.'1ГЛНСМ)0Н'Н,МИГ0>кАШЮ(0 ЗНАЧМ1ИИ ОШНЬКИ

- ЧЛСЮГЫ И1.<-У1ПИХ К(1ЛН.ЛНМП ПГИ НАЛИЧИЯ /1ИПАМИЧЮГРЙ (СХ*ГА»Л^КЛ1ИЛ СИГНАЛА >11PAlUH.itИЯ

> Л(Г,а,а_).где:

,..=-- г«....

ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ СИГНАЛОВ ,11 ПАРАМЕТРЫ К АНАЛИЗУ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛИ! РАЗВЕРТЫВАЮЩИХ ПГЕОПРАЗОВАТЕЛЕП

Рис.1

а " \Хдг I >1|-пормпРо'&лппаЕ|з1(АчошЕ'посгояш1ой СОфЛМЛЮтЛ Хя СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ} :а. I Л]"-НОРМИРОВАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ АМГШГГУДЫ ПЕРЕМЕННОЙ :;;:;состлвлякш!о1. Х.{1) » А. ¡1п2яИ Т. атмлл-УГОААлйИм,«!*! 2 «в+в.>СТИМАР|гаЙ ВХОДНОЙ СИГНАЛ РАЗВЕГТЫВАЮИ1ЕЙ шжш

I:: ^-=• I:: * =

±Л -АМПЛИТУДА-ВЫХОДНЫХ ИМПУЛЬСОВ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЙ СНСГЕАШ: Г.-ПЕРИОД ГАРМОНИ НЕСКОРО ВХОДНОГО СИП1АЛА; "'

'Цстота несущих колебаний:

развертывающей сисгкг.ш ПРИ НУЛЕВОМ УРОВНЕ СШ11СТА

>11РЛЛЛ Ш Я.

Р" I Т.^ НОРМИРОВАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЧАСТОТЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ;;: ' - : : . .

/"„.ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ ШПЕГРИРОВАПНЯ,

1Т г

-НОРМИРОВАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ''

{"Г

ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА В РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЙ СИСТЕМЕ НПГ ВОЗДЕЙСТВИИ ГАРМОНИЧЕСКОЮ ВХОДНОГО СИГНАЛА ,Г_(г), 5 . |Л/ Л| .|10РМИРОВА1ШОЕ11МЧП|ИК ЛМИЛ1ГГУДЫ ГИШАЛЛ Г

РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЙ ФУНКЦИИ (ПОРОГА ГРАНАТ'ЫВА1Н1Я Л ГЬ'Н-Ппога ■ рЛЕМЕНТАГ"»; ■

П = 1,2,3.....-ЦЕЮЪ: ЧИСЛО. ССЮТПКТСШУЮЩГ-Е ПОРЯДк'01ЮМУ:

НОМСРУ ИМГЦ-ВАЛЛДИСЬ Р1:1тАЧ11И(ПМ,"ОЛУ)ЕМХОЯиЫХ ИМПУЛЬСОВ сиг-ггми

Уг"—"Г---"-тт -! 1 ."Ун |" " | | и " ш^.,.1 г | ............' ||м1||Т|^Т|ТГ|7Т7и1т7Г1Г^".''"

в коэффициент передачи РП со стороны информационного входа для постоянной И переменной составляющих сшиала управления равен единице;

• динамическая составляющая входного сип [ала А'_(/)= Л.бшогГ прикладывается на вход РП в момент времени 1=0" начала очередного цикла развертывающего преобразования;

в суммарный входной сигнал (рисЛ,б) по амплитуде не

превышает 80% линейного участка статической характеристики "вход-выход", что соответствует практическим условиям эксплуатации элементной базы систем управления ВЭП;

• всё классы РП при нулевом уровне входного сигнала имеют одинаковое значение частоты незущих колебаний;

в выделение полезной составляющей выходных импульсов РП производится с помощью "идеального" демодулирующего фильтра А' (О > не имеющего амплитудной '« фазовой погрешности, свойственной реальным восстанавливающим фильтрам.

Аналт производился в относительных единицах, что исключает влияние конкретных параметров функциональных блоков РП на вид получаемых характеристик. Базовые величины показаны на рис.1,б.

Учитывая существенную нелинейность динамики развертывающих систем, полученные характеристики представлены в виде пространств динамических состояний РП =/]>',/[«],а,а_] (рнс.З.а),

Кп[1\ = Г[Р>и,а _] (рис.3,б,в) и АГ0 = /"[£',а,а и их проекций на плоскость переменных. Для пояснения конкретных режимов работы РП использовались также традиционные графики переходных процессов К-[с] = /рГ[й]| ДДз фиксированных значений параметров входной координаты. В области частот замедленной дискретизации для получения обобщенное оценки и сопоставительного анализа поведения систем используется ропятис среднего значения коэффициента передачи динамической составляющей в заданном диапазоне частот сигнала управления (рис.1,а; рис.3 ,г).

Исследовались ддаамические показатели РП следующих типов (рис.2):

» РП-1, РП-2 с выборкой мгновенных значений информативной координаты (ВМЗ) и с широтно-импульсной модуляцией первого (ШИМ-1) и второго (ШИМ-2) рода соответственно, включающие генератор пилообразного напряжения ГПН, сумматор £ , релейный элемент РЭ.и отличающиеся друг от друга видом развертывающей функции УиШР"с.2,а);

в РПЗ-1 с ВМЗ и с широтно-импульсной модуляцией третьего рода с признаками ШИМ-1 (ШИМЗ-1), являющейся результатом амплитудной модуляции в функции управляющего воздействия зоны неоднозначности замкнутого автоколебательного контура с установкой нулевых

РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ШИРОТНО -ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

СТРУКТУРНАЯ СХЕЛ1А

ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ СИГНАЛОВ

РП-1 . РП-2

х&й □ \~ХУи{1)

гпн

1

РЗ

I

ШИМ-1 ^

Ш

ШНМ-2

РПЗ-1

РЗ

/

-тО—К

УиЩ

Ы1

ги

ШИМЗ-1

Мл)

ф^ХгШ |

т^т

РПЗ-2

и

Тир

РЗА I

три

и 1—

шимз-2 -Ш)=Кг(1) |

РПИ-1

начальных условий в интеграторе И с помощью генератора "коротких" импульсов ГИ в моменты времени выполнения условия \ЬЩ= Y„(t) (рис.2,б);

• РПЗ-2 с ВМЗ и с широтно-импульсной модуляцией третьего рода с признаками ШИМ-2 (1Ш1МЗ-2), отличающаяся or ЩИМЗ-l способом фиксации выходной координаты РП, производимой релейным элементом РЭ2 в моменп,! времени Уи(/)= 0 (рис.2,в);

• замкнутого интегрирующего РПИ-1 с ЩИМ-1, формируемой как результат взаимодействия синхронизирующей (ведущей) УцА{) и ведомой ym(t) развертывающих функций (рнс.2,г);

» замкнутого интегрирующего РПИ-2 с признаками ШИМ-2, получаемой в результате перевода . чаетотно-щиротно-импульсной автоколебательной системы в режим внешней синхронизации биполярными импульсами Xc(t) типа "меандр", воздействующими на информационный вход развертывающей системы (рис.2л).

Получено математическое описание поведения развертывающих преобразователей с широтно-импульсной модуляцией для широкого диапазона частот гармонического сигнала управления с учетом влияния .постоянной составляющей информативного воздействия и на его основе дай анализ динамических показателей РП /cm области достоверной Передачи частот входных воздействий (ОДП)иОЗД.

Показано, что 1раннца полосы равномерного пропускания частот для РП с выборкой мгновенных значений сигнала управления составляет Г'<0,2, где подобные системы могут рассматриваться в качестве линейных. Для шггарируюших pit с внешней синхронизацией полоса пропускания определяется параметрами синхронизирующего воздействия. Динамические показатели интегрирующих РП зависят от соотношения постоянных времени ведущей и ведомой развертывающих функций (РПИ-1), а для РПИ-2 (рис.4,а; рис.5) определяются периодом Тс и амплитудой Ас сигнала внешней синхронизации. В ОДП интегрирующие РП с внешней синхронизацией по своим свойствам блюки к Линейным апериодическим звеньям первого порядка (9,18].

Работа всех типов РП, за исключением преобразователен с ШИМ-1, сопровождается динамической погрешностью частоты несущих колебаний. Однако, учитывая сравнительно шгзкнй уровень этой ошибки, можно считать, что при широтно-импульсной модуляции граница ОДП соответствует значению. F=0,S. Область частот 0,2< F < 0,5 для всех типов РП сопровождается эффектом паразитной амплитудной модуляции (ПАМ) полезной составляющей выходной координаты, возникающей вследствие "набега" фазы между сигналом несущей частоты и 1армоннческой сос1авляюшей управляющего воздействия

ПРОСТРАНСТВО Д1ШЛ.Ч11ЧКСК010 состояния

»4-1-'Ц')"- - 0,1) рлзвтывАкхшго преобразователя им с шшчгтно-ммнулиноИ модулянмв! первого рода

ДЛЯ области достовн'нои пнчуичи частот сип сил управления

пространство коэффициента передачи динамической составляющеп входного сигнала А"„[1)= !\Р.а,и. Г. 0,1] для развертцвакжюо преобразователя р1и-1 с шнротпо-импульсной модуляцнеа третьего рода

ПРОСТРАНСТВО КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ДИНАМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕП ВХОДНОГО СИГНАЛА Л"я[<]-- 0,1} ДЛЯ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕГО ПРЬОГ.РАЮВАТГЛЯ РП-1 С ШИРОТНО-ИМНУЛЬСНОП МОДУЛЯЦИЕЙ ПЕГВОГО РОМ

среднее значение коэффициента передачи динамической составляющей входного СИГНАЛА развертывающих преобразователей С выборкой МГНОВЕННЫХ значений

. . информативной координаты ._

Рис.3

К АНАЛИЗУ fllflIAMHWVlIX ПОКАЗАТЕЛИ! И1ГТНТНРУЮИ1Ш> l'Aliíf,P ! bíííAH >f ЦК! O m-KOIiPA IllH A lí-14 l'UH.I С НШРПТНО. _________И-M'li.ir.CIIOñ MO.lVJlUUllKtl »Torero РОДА

MU Д Vil Ш t i O U11 лТ^лГ'А юТТ'йТгшкл '

Ar.tjLl!ny/UIAi¡ ХЛРЛКТЕГЦС Н1КЛ

V '!.-( + '»« /

цеяог пнеяо

входною tiHUVu .................- ...........ig

ИАУАМКГШ

Tc ■ пкгиод сшшчши nifviotUKio воздкяствия;

A,. . АМПЛИТУДА ГИНЧРОШПШ'УЮШБГО ВОЗДЕЙСТВИЯ; | ac-ногмнгоялниок значки»: дми.тщн синхронизирующего КЩДИ1СГПИЛ,

а -пормтч)ПА11Н1Ж HM'iKmtK тхгоянноЯ составляющий пхолпою nmiu», п _. |1(11'мт'опл11Т1(>к1нлчи|пк дни \чи'»:<коЛ со<тлпля1ощкН e*o;(ii«i«nnni.MAi

/' „ тч . 1?: ПОРМПГОП мток ЭИАЧКННК ЧАСТОТЫ 7'. 7.

«ИМЛМНЧН'КОИ f'<M'IAR:lsl!OUlF» ВХОДНОГО <-ИИ1ЛЛД.___________

к анализу д1шамнчкск11х показателе шггеп'ш'уюшего развегтываю1цкго преобразователя piia-ja с противофазной модуляцией зоны ««однозначности релеяного элкмкнта

МОД>ЛИЦНОННЛЦ XAI'AK'I ЬРИПНКА

2ÍT„{ t-0,SK„áí'jM., + ~-sln 1 хг

/-«-i ^

*F-

4 вт„

ti*-, »•

t-a

4 ST,r

ti."

1 + а

Á2T, + л г; sin

ч

/•l.-l 1 I'/

irF

2b T,

-для пгоп0р1шо1!алыюго закона регулирования; »4.для квадратичного закона регулировании.

Т,,. - I),.! + I 1. !

ДГ„ »(ДА, I íj ¡ai. »|Л»_ / ¿¡ ,S -I И] ¡а = \ХВ I i

«.-И-'4 __

А,Ц|Ц»1Т>,ЩАЯ ХАГЛКЗН'ЖТИКЛ

КО'ГОФНЦПМО m 1>ДЛ'ПI ДИНЛМНЧК КОИ С1Х.ТЛК.|ЯМ1ЦН» fi\O.U«H ч С'И111\.ЧА__

Рнс.4

*«14

П. ГАЧ-°\

ш'осп'лнство коэффициента передачи динамической составляющей входного сигнала

для шгтегрлрующего . разоекшалющепо 11ре06раэ0ваткля рпи-3 ПРИ ас = 2,0(») И ас=ЫР(5)

б

Рис.5

: : среднее знлчишекооффшшягг а передачи ::

депимнчкской составляющей входного слгнллл

рiii1-1 для различных частотных диапазонов области

■ :; :злли;г'ши10йднскткп1зли!шш,и 7;-,.; ас =2,0 (») и а.св20,0 (г) .¡¿.^¡¡^ур!;;:..

Для быстропротекающнх процессов вблизи ipannitw ОДП все развертывающие системы являются существенно нелинейными с коэффициентом передачи, зависящим or уровней неременной и постоянной составляющих сигнала на информационном входе. Исключение составляет РГ1 с ШИМЗг1, у которого коэффициент передачи динамического сигнала в ОДП практ ичееки не зависит от величины информативного воздействия.

Исследованы режимы замедленной дискретизации, возникающие в РП на частотах, превышающих 1раннчиос значение ОДП. Показано, что РГ1 с ВМЗ, с точки зрения помехоустойчивости к внешним воздействиям, являются неблагоприятным классом развертывающих систем, т.к. в 03Д формируют на выходе низкочастотные составляющие, неразличимые на фоне полезного сигнала управления, что может вызвать как резкое ухудшение качества процесса регулирования, так и полную неработоспособность всего комплекса технологического оборудования. Тем не менее, среди данного класса РП наименьшей ошибкой в ОЗД характеризуются нреобрнчопатели с ШИМ-2 н ШИМЗ-t (рнс.3,г). •

Интегрирующие РП с внешней синхронизацией обладают высокой помехоустойчивостью и имеют нанмеиышш среди ШНМ-снстем уровень ошибок в ОЗД Грнс.5.,в.г), который зависит от параметров синхронизирующего воздействия. Данный класс P1I формирует на выходе сигналы замедленной дискретизации со средним т.чевым значением и частотным спектром, соизмеримым с собственной частотой несущих колебаний. Это является следствием замкнутою характера структуры РП и наличия HHTciparopa в прямом канале передачи информации. Зависимость динамических характеристик. интегрирующих РП от параметров сигнала синхронизации позволяет на их основе 'эффективно решать вопросы построения адаптивных фильтров. Приведены примеры конкретных схем с перестраиваемыми частотными характеристиками.

Впервые предложен и исследован способ коррекции динамических характеристик РПИ-1 за счет "вертикального" смещения в функции сигнала управления ведущей развертки. При этом время переходного процесса при дискретном изменении информативного воздействия ограничивается одним интервалом дискретизации выходных импульсов РПИ-1.

H TJHrn.vii плане анализируются динамические показатели развертывающих преобразователей с комбинированными законами модуляции (рнс.6):

• РПА-1, представляющего собой замкнутую автоколебательную систему с частотно-широтно-нмпульсной модуляцией <рис.6,а);

• PIIA-1 А, где выходные импульсы РПА-1 через делитель частоты ДЧ с коэффициентом деления, равным 2,0, выполняют функции сигнала несущей частоты для контура амплитудной модуляции AM информативного

РАЗВЕРТЫВАЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С КОМБИНИРОВАННЫМИ ЗАКОНАМИ МОДУЛЯЦИИ

воздействия Х2 ((), а выходной сигнал РПА-1А формируется как результат сравнения с помощью блока Р логической функции "равнозначность" противофазно примыкающих циклов развертывающего преобразования, производимых в контуре РПА-1.с выходными импульсами ДЧ (рис.6,б) [27};

® РПА-2А, модуляционная характеристика которого является результатом амплитудной модуляции одного из порогов переключения РЭ тракта РПА-1 в функции входной координаты Хг {/), подаваемой на вход АМ в общем случае через нелинейный функциональный преобразователь ФП (рис.б,в), реализующего передаточную фуикцшо вида У{/) = КС(ХЖ )\Хт\ + Кя{Х_ЩХЛП\ , где: Кс{Хк ),Кд[ХЛО\-коэффициент передачи ФП для статической и динамической составляющих сигнала управления соответственно; '

в 1нгтегр1фующие амплитудпо-частотно-имиульсные РП, где за счет входного каскада АМ, синхронизированного с выходом тракта РПА-1, входная координата преобразуется в импульсы с линейно возрастающей (РП-ЛВ) или линейно падающей (РП-ЛП) в функции Хг(()частотой следования (рис.б,г).

Получено математическое описание поведения развертывающих преобразователей с комбинированными законами модуляции для широкого диапазона частот гармонического сигнала управления с учетом влияния постоянной составляющей информативного воздействия и на его основе дан анализ динамических показателей РП для ОДП и ОЗД [64].

Показано, что для частотно-широтно-импульелых развертывающих. преобразователей РПА-1 граница ОДП является функцией уровня входного сигнала и лежит в пределах 0,25 < Р < 0,5 (рис.7,а,б), причем в области частот подобные РП могут рассматриваться в качестве

линейных систем. Отличие РПА-1 А от базовой системы РПА-1 заключается в том, что граница раздела ОДП и ОЗД сдвинута влево по оси частот в два раза. Частотно-широтно-импульсная модуляция, , как н широтно-импуяьсная, характеризуется зоной. НАМ, возникающей вследствие "набега" фазы несущей по отношению к динамической составляющей сигнала управления. Наиболее неблагоприятный диапазон НАМ, с точки зрения формирования в РПА-1 более низкочастотных, чем несущая частота, гармошис выходного сигнала, является зона 0,4 < Р < 0,5 (режим "малых" сигналов) и 0,18 < Р < 0,25 (режим "большого" сигнала). В окрестностях целочисленных значений Р частотно-широтно-пмпульсные РП имеют нулевой уровень ошибок дискретизации вследствие способности развертывающей системы подстраивать частоту своих автоколебаний под частоту динамическои составляющей сигнала па информационном входе.

Интегрирующие РП, независимо от.впда модуляции, характеризуются низким, по сравнению с системами, производящими выборку мгновенных

ПРОСТРАНСТВО КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ДИИАМНЧЕСКОП СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВХОДНОГО СИГНАЛА /<"„[!]=<г,о. =0,1) (>) и ЕГО Г1ГОПКЦНЯ НА ПЛОСКОСТЬ ПЕРЕМЕННЫХ [Г,а] (6) ДЛЯ РАЗВЕГ11 .ШЛЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ РИА-1 ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА НА ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВХОД

ПРОСТРАНСТВО КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ДИНАМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВХОДНОГО СШИЛЛА Кв[\]=Г\Г,а=ЬЪ„а. =Д5. =0,1] (■) И ЕГО ПРОЕКЦИЯ ПА ПЛОСКОСТЬ ПЕРЕМЕННЫХ [Г,а] (г) ДЛЯ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕГО ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЯ ГПА-2А С КВАДРАТИЧНОЙ ПРОТИВОФАЗНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ЗОНЫ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ РЕЛЕЙНОГО ЭЛЕМЕНТА

I,__

I з п \ Г___

и.!.« 4-1и > ....... . .-4-1 < -Л1Й 1

' 4АТ МгЪ<1 . ... МТи И

цЦДДЦ -;«11 »«/ /1 К''>• V г. Г,' \

Рнс.7

значений сип (ала управления, уровнем ошибок замедленной дискретизации, который снижается по мере роста частоты входного воздействия и амплитуды постоянной составляющей сигнала управления. При этом сигналы, получаемые в результате режима замедленной дискретизации,. имеют нулевое среднее значение и частотный спектр, сопоставимый с собственной частотой несущих колебаний РПА-1, РПА-1 А.

Впервые предложен и исследован принцип коррекции частоты несущих колебании РГ1 путем амплитудной модуляции зоны неоднозначности релейного элемента в функции информативной координаты и па его основе синтезирован интегрирующий РПА-2А с широтио-импульсной модуляцией (рис.4,б), которая сочетает в себе независимость коэффициента передачи и границы ОДП от параметров входного сигнала с низким уровнем ошибок в области частот замедленной . дискретизации (рис.7,в,г). При этом исследованы пропорциональный и квадратичный противофазные законы амплитудной модуляции зоны неоднозначности Ю, и показано, что пропорциональный режим модуляции зоны неоднозначности РЭ целесообразно использовать в тех случаях, когда допустимая ошибка частоты несущих колебании РЛА-2А находится на уровне 30%. При этом канал коррекции, с точки зрения его технической реализации, является достаточно простым и не требует значительных аппаратурных затрат. Квадратичный закон управления порогом РЭ является более сложным в плане его аппаратурного исполнения, однако.характеризуется высокой точностью поддержания независимости полосы пропускания РП от управляющего воздействия. Очевидно, что данный вариант коррекции частотной характеристики РП целесообразно использовать лишь тогда, когда допустимая динамическая ошибка частоты автоколебаний преобразователя не должна превышать 5-10% от ее заданного значения. Впервые предложены принципы построения РГ1А-2А с коррекцией модуляционной характеристики в функции динамической составляющей сигнала управления и потерь мощности в выходных каскадах с регулированием по температуре нагрева силовых ключей, что является одним из возможных путей оптимизации динамических и энергетических показателей силовых развертывающих систем.

Дан анализ динамики частотно-импульсных РП и показано, что наиболее широким амплитудным диапазоном »вменения входного сигнала в сочетании с высокой помехоустойчивостью обладают развертывающие преобразователи РП-ЛВ с линейно возрастающей в функции управляющего воздействия частотой выходных импульсов.

Разработано математическое описание процесса восстановления т потока выходных импульсов РП их полезной составляющей с использованием апериодического фильтра первого порядка. Дан сопоставительный анализ динамических показателей каскада "РП-

демодулнруюший: фильтр" (рнс.7л) при различных законах формироваши развертывающей функции для двух- (рис.7,е) и однотактнон (рис.7,ж) модуляции. Впервые предложены принципы преобразования двухтактной модуляции в однотактную при любом исходном законе формировашю модуляционной характеристики PH. Разработанные структуры однотактных PII являются универсальными и могут быть использованы для преобразования любого вида двухтактной модуляции при условии фиксированного значения амплитуды выходных импульсов РП [10].

Показано, что минимизация инерционности дсмодулирующего фильтра может быть достигнута при сочетании однотактнон модуляции с линейно возрастающей в функции входного сигнала частотой выходных импульсов преобразователей тина Р11Д-2А. Для каждого из законов модуляции получены проекции пространства уровня пульсации выходного cm пала дсмодулирующего фильтра, которые .могу т быть использованы для непосредственного выбора его параметров без каких-либо дополнительных расчетов.

Впервые предложен метод активного подавления пульсаций выходного сигнала дсмодулирующего фильтра первого порядка в двухтактных РП с частотно-шнротпо-импульсиоп модуляцией за счет их суммирования с сигналом развертывающей функции. Это обеспечивает снижение инерционности каскада "Р1 J-фпльтр" не менее, чем в два раза.

/>' чепнуупш i'juntr рассматриваются принципы построения на основе интегрирующих РП развертывающих операционных усилителей (РОУ) для регуляторов систем ВЭП, нелинейные функциональные преобразователи (ФП), множительные (МУ) и делительные (ДУ) устройства , способы повышения временной и температурной стабильности характеристик РП, а также методы параметрического диагностирования и автоматического резервирования развертывающих преобразователей и систем ВЭП на их основе.[2,5. Л.9. 19. 24. 25, 55,631 -

Показывается, что построение на базе интегрирующих развертывающих преобразователей с замкнутой структурой основных типов peí уляторов, реализующих пропорциональный, проиорционально-ннтегральный, дифференцирующий и другие законы управления, не отличается от традиционных и широко известных схемных решений, применяемых в теории и практике линейных ОУ [5. 16,61] . Исключение составляет интегрирующий регулятор, который в РП можег быть получен только как результат последовательного включения пропорционально-интегрирующего и апериодического звеньев при соответствующей "стыковке" их частотных характеристик.

Дается сравнительный анализ помехоустойчивости наиболее чувствительных к сигналам помех пропорционального и дифференцирующего первого и второго порядка регуляторов.

выполненных на штейном ОУ к РОУ с различным» вариантами входных фильтров для ОУ и обосновывается высокая но м ех оу сто йч ив о сть работы регуляторов, в основе которых лежит принцип шгшрирующего развертывающего преобразования. Предложены способы повышения помехоустойчивости интегрирующих РИ за счет дискретного изменения в функции амплитудного уровня входного воздействия постоянной времени их интегрирующего каскада и периодической фиксации нулевого уровня развертывающей функции [2,3];

Разработаны способы повышения временной и температурной стабильности характеристик развертывающих преобразователей с использованием промежуточного каскада усиления переменного напряжения, метода следящего уравновешивания "нуля" сигнала развертки и циклической коррекции дрейфовых параметров интегратора [1, 8, 11,15]. Дано математическое описание и на его основе оптимизированы по быстродействию параметры способа циклической коррекции характеристик РП. Приведены конкретные схемы РП и результаты их экспериментальных исследований.

Рассмотрены пути повышения метрологических характеристик МУ с амплитудно-частотно-широтно-импульсной модуляцией. Показано влияние на статические характеристики МУ и ДУ динамических параметров контура амплитудной модуляции, II разработаны пути снижения влияния данных факторов на работу устройств подобного , функционального назначения

Впервые предложены МУ с повышенной помехоустойчивостью и стабильностью характеристик , в основе которых лежит параллельное интегрирующее развертывающее преобразование сигналов- сомножителей в частотно-широтно-импульсные сигналы с последующей их обработкой на базе логической функции "равнозначность" [19, 25, 37.46] .

Разработаны различные варианты построения развертывающих ФП, позволяющие без использования метода кусочно-линейной аппроксимации получать различные нелинейные зависимости канала "вход-выход" РП, обеспечивая тем самым сочетание высоких метрологических характеристик ФП с простотой их технической реализации [14, 24] .

Отличительным признаком большинства классов развертывающих систем является однозначная связь между режимом их работы (параметрами выходной координаты) и фактом работоспособности РП. Это позволяет эффективно решать, различные аспекты проблемы повышения надежности ВЭП путем параметрического диагностирования работоспособности и автоматического резервирования их отдельных функциональных блоков и подсистем.

В работе впервые разработаны и практически исследованы методы параметрической диагностики и автоматического резервирования

развертывающих преобразователей и систем управления на их основе с блоками диагностирования, удовлетворяющими требованиям самоконтроля своей работоспособности. Рассмотрены принципы построения резервируемых РП по методу недогруженного "горячего" и "холодного" резерва, с частичным самоконтролем состояния ключей коммутатора, с облегченным но частоте несущих колебаний режимом работы резервных каналов преобразования информации, с фиксацией нулевого состояния интараторов резервных РП и Т.д. [21, 3-4. 44, 45, 48. 66]. Показано, что для систем ВЭГ1 на базе РП наиболее целесообразным является резервирование по методу системного замещения [66]!. Предложенные варианты параметрической диагностики и резервирования являются универсальными и могут быть использованы в любых системах, где между характером их выходной координаты и фактом работоспособности сул1ествует однозначная связь.

Предложен способ повышения ресурса работа силовых РП за счет дискретного регулирования напряжения питания выходных каскадов в функции информативного сигнала управления, а также принципы построения силовых РП с однотактнои модуляцией на базе "вертикального" и "горизонтального", принципов управления сигналом развертки.

11 штш глппс рассматриваются развертывающие преобразователи для гальванического разделения ценен постоянного тока, предназначенные для построения контуров обратных связей и Диагностики систем ВЭП и ТА [70] , -

Впервые предложены, теоретически и экспериментально исследованы следующие основные принципы построения РП с гальванически разделенным трактом "вход-выход":

• чзстотно-широтно-импульсные РПА-1 с гальваническим разделением прямого канала передачи информации на основе разделительных трансформаторов (РН-Т) и оптозлектронных преобразователей (РП-ОР);

« автоколебательные РП класса РПА-1 с "интегрирующими" трансформаторами и датчики неэлектрических величин на их основе (РП-ИТ). сочетающие простоту технической реализации И широкий спектр функциональных возможностей ¡12. | 7, 26, 29. 40, 41. 48. 49] •

* РПА-1 с комбинированной амплнтудно-частотно-широпш-импульснон модуляцией на основе входного каскада М-ДМ с адйптнвнон умножающей синхронизацией несущих колебаний в функции параметров напряжения сети, исключающей ошибки замедленной дискретизации в системах управления, частотный спектр которых равен или кратен частоте сети;

в РПА-1 с входным контуром М-ДМ и совмещением развертывающей системой функций операционного усилителя и генератора несущих колебаний, что в режиме частотно-широтно-импульсной модуляции практически полностью исключает ошибки замедленной дискретизации в ВЭП с широким частотным спектром сигналов помех в каналах передачи информации [4]|;

• РП с противофазно примыкающими циклами развертывающего преобразования (РПА-1 А) и построением АМ на основе модулятора с разделительным трансформатором (РП-П) [27};

• РП с формированием сигнала несущей частоты входного контура АМ в моменты времени перехода сигналом развертки нулевого уровня с последующим выделением частотно-широ~ ю-имнульсного выходного сигнала развертывающей системы с помощью функции "равнозначность" за счет сравнения выходных импульсов РПА-1 с сигналом несущей частоты канала АМ (РП-Ф) [7];

• РП с амплитудно-частотной модуляцией (РП-ЛВ) для преобразования электрических и неэлектрических параметров с последующей стыковкой с цифровыми системами обработки данных.

На основе полученных аналитических выражений проведен анализ основных источников погрешности РП без контура амплитудной модуляции входного сигнала (РП-Т, РП-ОР, РП-ИТ) и показано, что данный класс устройств целесообразно применить в системах управления низкой и средней точности с допустимой величиной температурной нестабильности 10-30 ыкВ/град., высоким уровнем помех, а также при решает задач диагностики и автоматического резервирования каналов передачи информации. Рассмотрены датчики проводимости на основе РП-ИТ, отличающиеся простотой технической реализации и предназначенные для контроля состояния объектов различного функционального назначения по величине их внутреннего сопротивления

РП с каналом амплитудной модуляции (РП-Ф, РП-П) обладают высокой стабильностью характеристик и предназначены для высокоточных систем управления, а также в качестве датчиков "нулевог о" тока и, благодаря каналу частотно-широтно-импульсного развертывающею преобразования, имеют высокую помехоустойчивость к помехам со стороны информационного входа. Специфической особенностью данного класса развертывающих преобразователей является их низкий уровень дрейфовой ошибки, обусловленный тем, что основные источники погрешности РП частично взанино компенсируются на примыкающих циклах развертывающего преобразования. В результате, как показали результаты экспериментальных исследований, при использовании для построения РП-П и РП-Ф интегральной элементной базы

общепромышленного назначения величина их температурного дрейфа "нуля" не превышает 2 мкВ/ град.С.

Сравнительный анализ различных принципов построения РП показал, что развертывающие преобразователи с каналом амплитудной модуляции не могут быть использованы для решения задач диагностики и резервирования систем управления вследствие отсутствия однозначной связи между работоспособностью трактов "модулятор"' и "демодулятор" с фактом наличия в РП режима автоколебаний.

Впервые предложены и исследованы РП с частотно-импульсной модуляцией, позволяющие при минимальном числе каскадов осуществлять гальваническое разделение входной цепи с непосредственным преобразованием управляющего сигнала в частоту импульсов или частотно-широтно-импульсный сигнал, а также работать в режиме преобразования нсэлсктрических параметров без изменения базовой структуры схемы.

Приведены практические схемные решения и результаты их экспериментальных исследовашш. Определены области применения каждого из рассмотренных классов РП.

¡í mcntiii rjfíirir дается анализ впервые предложенного способа многозонного интегрирующего развертывающего преобразования и различных РП на его основе (рис.8.,а).

При многозонном способе обработки данных выходная координата системы разбивается на несколько поддиапазонов, в пределах которых осуществляется модуляция управляющего воздействия в соответствии с требуемой модуляционной характеристикой. Многозонные развертывающие преобразователи (МРП) выгодно отличаются от однотонных тем, что.занимают промежуточное место между аналоговыми и импульсными системами, сочетая в себе положительные качества как первых, так и вторых. Обладая высокой эхо но w нчз гостью выходных каскадов , помехоустойчивостью ii, надежностью, свойственными устройствам с импульсными методами представления, выходной ниформзшн, МРП характеризуются более низким уровнен высокочастотных гармоник в выходном сигнале, что приближает их к аналоговым системам, позволяет снизить инерционность дсмодулирующего фильтра, повысить точность реализации требуемой передаточной функции, улучшить энергетические показатели объекта в целом [43,50,58-62.69).

В общем случае МРП отличается от РПА-1 наличием нечетного л - го числа релейных элементов РЭ1 - РЭп (рис.8.,б). При этом в режиме автоколебаний находится РЭ! с минимальным значением порогов переключения, а знаки статических состояний РЭ2 - РЭп определяются уровнем и знаком сигнала на информационном входе МРП. Переход из

МНОГОТОННЫЕ ЧАСТО!НО.ШПГО'ШО.ИМПУЛЬСНЫЕ.. 1>Л7иЕ1>ТЫВЛК>Ш11Е ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

д___

^¡•^ с часгошо. нулевым сонрнжкшем

модулнционпих зон

Г"^* <^011 1НЕМ .

МОДУЛЯЦИОННЫХ юн

параметрические с контуромактивног© сопряжения

с!

"ЭСТАФЕТНЫМ " АЛГОРИТМОМ УПРАВЛЕНИЯ РАГ.ОТОП РЕЛЕПИЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

' ларам1тгмч>скнв .-и»т(гк*1а-»>емснлЫ1 гч1тно.и»ПУЛ1СПи1

и-о|

с перестраиваемыми динамическими .". характеристиками

интенало-временные

1ЕДОМЦЕ ИНФОРМАТИВНЫМ СИГНАЛОМ! С ДИГитГШЫМ »ИМСННШЫ ЧАСТОТЫ ЧВ7|Ш *ОЛЕ£А*шП С 1ШЛ1НО ГиУ.1ИГУКАИ>П ЧАСЮТОВ НЕОТИНХ «1ЛСТА)ШЛ С ДИСХТГОШМ 111М01СННСМ ПлГлМСТГО« ВЫХОДНОГО ЛГМО.(>Л|1РУХИ11МО »И.НТГА__

АДОшТт.МЫЕ К ОИСАЗАМ АКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ СХЕМЫ

и

с пассивной адаптацией

с а>топо0стролко(г динамических характкрнстик

с принудительным тестированием релейных элементов

Рис.8

МИОГОЮКНЫП РА38ЕГТЫВАЮ!1(ИЛ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЧАСТОТНО -НУЛЕВЫМ СОПРЯЖЕНИЕМ МОДУЛЯЦИОННЫХ зон

Х(<

1

Ти Р

МП Юл I

11

и

миогоюшшп развертшающип преобразователь с оггивным контуром частотно . импульсного сопряжипи модуляционных дон

многозоннып развертывающий преобразователь«»

счётно. импульсным "осгафптшм" алгоритмом _упр/цпзгоя релейными звеньями__

II

ТиР

V/;

СТ ПС.

С 3 м>

?

I

I

НГ

Л

РЗл

1

гг

ги

□

ё

одной модуляционной зоны в другую (режим сопряжения модуляционных зон) в данном случае сопровождается прохождением преобразователем характерных точек с нулевым значением его частоты Несущих колебаний. Разработаны способы минимизации числа активных компонентов схемы МРИ с частотно-нулевым сопряжением модуляционных зон и определена область их применения. Получены аналитические выражения для модуляционной н амплитудной характеристик МРП.

На основе проведенного анализа разработаны методы параметрического и активного частотно-импульсного сопряжения модуляционных зон, когда вблизи граннщ,1 их раздела в режиме автоколебаний находятся два смежных РЭ, обеспечивающих формирование импульсного потока одновременно п двух модуляционных зонах и улучшающих тем самым динамические показатели МРП. Режим параметрического сопряжения обеспечивается за счет введения элемента задержки в факт ГО, обладающего минимальным значением порогов переключения. Для МРП с активным сопряжением (рне.8,в) подобный режим достигается за счет вспомогательного контура развертки Уиг{1) на основе интегратора И2 с установкой нулевых начальных условий, нелинейного элемента НЭ с зоной нечувствительности, модулятора АМ и генератора импульсов малой длительности ГИ, запускаемого фронтами выходных импульсов МРИ. Проведен анализ модуляционных и амплитудных характеристик МРИ и даны рекомендации по выбору параметров элементов схем н рациональным областям нх применения.

Разработаны пути улучшения энергетических показателей МРП и повышения их надежности на основе "эстафетных" алгоритмов управления релейными звеньями, когда в режим переключений поочередно переходит каждый из ГО!. При параметрическом способе управления очередность работы релейных звеньев в режиме переключении определяется знаком и уровнем информативного воздействия и достигается путем соответствующего начального смещения зон неоднозначности РЭ1 относительно нулевого уровня МРП. Ингервало-временнон алгоритм работы МРП подразумевает изменение соотношения пороговых уровней релейных элементов через определенный заранее заданный промежуток времени. Счстио-импульсиые МРП (рис.8.,г) содержат дополнительный контур определения числа переключений РЭт на основе двоичного счетч!жа СТ, дешифратора состояний ОС и ^кольцевого регистра КР. Здесь для ¿трогов срабатывания РЭ1 предусмотрен вакантный уровень,' который занимается очсре;шым релейным звеном после достижения предыдущим РЭ заданного числа переключений. Определены рациональные области применения параметрических н активных методов управления работой ключевых элементов мно! озонной развертывающей системы.

Разработаны МРП с перестраиваемыми динамическими характеристиками за счет изменения частоты несущих колебаний и дискретного управления конфигурацией выходного демодулирующего фильтра. Здесь массив состояний РЭ1 рассматривается в качестве двоичной кодовой комбинации, однозначно связанной с уровнем и знаком-сигнала управления на информационном входе МРП и в функции которой производится коррекция динамических характеристик развертывающей системы. Рассмотренные принципы построения МРП отличаются от известных решений в области перестраиваемых развертывающих фильтров более широкими функциональными возможностями и улучшенными метрологическими характеристиками.

Впервые предложен класс МРП с адаптацией к отказам активных компонентов схемы, позволяющий строить ка его основе многократно резервируемые системы ВЭП повышенной надежности, причем без введения контуров формирования и обработки тестовых воздействий [9].

Проведенный анализ-катастрофических отказов активных элементов МРП показал, что оптимальным вариантом является структура с пятью «итераторами и релейными элементами, что при самом неблагоприятном сочетании отказов оставляет за МРП свойства трехкратно резервируемой системы. На основе анализа отказов показано, что неработоспособность звеньев МРП влечет- за собой . ухудшение динамических свойств преобразователя, но не отражается на его амплитудной характеристике, что является следствием замкнутого характера структуры МРП и наличия интегратора в прямом канале передачи информации. Разработаны пути стабилизации частотных свойств' МРП при отказе его активных компонентов и предложен метод принудительного тестирования ключевых элементов МРП в процессе их работы.

Результаты анализа свойств различных МРП носят обобщающий характер и могут быть распространены ка другие классы систем с аналогичной конфигурацией своих структур.

В седьмой глппе приводятся1 примеры построения на основе РП систем управления ВЭП и ТА и результаты их экспериментальных исследований [20, 28, 32, 38.42,45.64,65,68].

По результатам исследований созданы и внедрены в серийное производство интегрирующая развертьшаюхцая СИФУ и комплекс регуляторов для ВЭП с автономными источниками электропитания ограниченной мощности. По своим возможностям комплекс не имеет аналогов н обладает уникальными техническими характеристиками, в частности: допустимый диапазон изменения частоты сети при автоматической подстройке параметров преобразователя 30 - 80 Гц; допустимая нестабильность напряжения сети при сохранении работоспособности преобразователя (-50....+ 25)%; допустимая величина

коммутационных провалов напряжения сети при одиночной или совместной работе преобразователей, не менее 2000 %/эл.град (или 100 % на 20 эл.град.); нелинейность регулировочной характеристики, не более 0,5%; асимметрия импульсов управления в указанном диапазоне изменения частоты сети,'-не более 2,0 эл.град. СИФУ не содержат подстроечных элементов и выполнены на микросхемах общепромышленного назначения. В состав комплекса входят также множительно-делительные устройства и функциональные преобразователи на основе интегрирующих РП, модули параметрического диагностирования и системного резервирования элементов ВЭП и сельсинные командоаппараты с несущей частотой 2-10 кГц [23, 26, 27, 29, 30, 34, 36, 40. 41, 44, 45,48, 49, 52, 57. 70] .

Рассматривается разработанная и внедренная в серийное производство развертывающая система автоматического управления электроприводами постоянного тока буровых станков с дизель-генераторными станциями, осуществляющая перераспределение мощности между потребителями электроэнергии и обеспечивающая повышение срока службы и энергетических показателей силовой установки автономных систем вентильного электропривода.

Приведены структурные схемы и экспериментальные характеристики быстродействующего следящего электропривода транспортной машины (Челябинский завод электромашин) и системы, управления станом холодного проката (Орскнй завод по обработке цветных металлов), выполненные на базе развертывающих преобразователей информации. Высокая помехоустойчивость последних позволила ввести в законы управления производные второго порядка и повысить качество процесса регулирования.

Рассматривается разработанный комплекс развертывающих регуляторов режимов работы низкотемпературных электродуговых плазмотронов, реализующий принципы однозонного и многозонного развертывающего преобразования сигнала управления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Развита теория развертывающих систем и разработаны математические модели пространств динамических состояний и их проекций на плоскость переменных для анализа поведения РП в широком амплитудном и частотном диапазоне изменения информативного входного сигнала. Дан анализ степени помехоустойчивости РП в области частот замедленной дискретизации сигнала управления. Показано, что наименьшим уровнем ошибок в ОЗД обладают РП, в основе которых лежит принцип итерирующего развертывающего преобразования;

2. Предложены, теоретически обоснованы и экспериментально исследованы принципы развертывающего преобразования с широтно-

импульсной модуляцией третьего рода, обладающие повышенной помехоустойчивостью среди класса развертывающих систем с выборкой мгновенных значений сигнала управления;

3. На основе разработанной математической модели интегрирующею развертывающего преобразования с принудительной синхрошпаннсн теоретически обосновано и экспериментально исследовано пюйгпю адаптации динамических характеристик подобного класса развертывающих систем к параметрам внешних синхронизирующих воздействии и разработаны перестраиваемые фильтры на их основе;

4. По результатам сравнительного анализа динамических характеристик развертывающих систем синтезирована структура и дано математическое описание различных алгоритмов формирования се модуляционной характеристики для реализации пршшпни Iитерирующего развертывающего преобразования, сочетающею в себе высокие динамические показатели широт но-нмнульснмх ирсибразона гелей с выборкой мгновенных значений сигнала управления с повышенной помехоустойчивостью в области частот замедленной дискретизации, свойственной интегрирующим развертывающим системам;

5.11редложепы, теоретически и экспериментально исследованы принципы шггарнрующего развертывающего преобразования с амплшущю-частогно-широтно-нмпульснои модуляцией и логическим алгоритмом обработки выходного сигнала, сочегающие в себе высокую температурную и временную стабильность характеристик, помехоустойчивость и простоту технической реализации;

6. Получена математическая модель и ■ на се основе дан анализ динамических возможностей различных законов модуляции с учетом параметров выходио1 о демодулирующего фильтра. Показано, что наибольшее быстродействие каскада "развертывающий преобразователь -дсмодулируюшип фильтр" обеспечивается в развертывающих системах с однотакгной модуляцией. Разработаны и экспериментально исследованы различные принципы построения однотактных РН.

7.Даны инженерные методы расчета статических и динамических показателей широкого круга развертывающих прсобразова (слеп, приведены универсальные зависимости, позволяющие производить выбор параметров выходного фильтра РН при различных законах одно- и двухтактной модуляции. Разработаны и экспериментально исследованы различные принципы построения однотактных РП.

8. Дано теоретическое и экспериментальное обоснование высокой точности и помехоустойчивости различных режимов операционного преобразования сигнала управления, основанных на принципе нитрирующего развертывающего преобразования информа 1 нвнон коор;шнаты в каналах связи систем управления ВЭГ1;

9. Разработаны различные активные методы повышения температурной и временной стабильности характеристик РП и на основе полученной математической модели оптимизирован по быстродействию контур циклической коррекции дрейфовых параметров интегрирующих развертывающих преобразователей;

10.Исследованы принципы одпозонного развертывающего преобразования с позиции диагностирования состояния РП, показана однозначная связь между работоспособностью интегрирующих развертывающих преобразователей и характером их выходной координаты и создана элементная база для ВЭГТ с параметрическим диагностированием и автоматическим резервированием каналов преобразования сигнала управления.

11.Впервые предложен, теоретически и экспериментально исследован класс многозонпых интегрирующих развертывающих преобразователен с частот по-шнротно-нмиульсной модуляцией и устройств различного функционального назначения на его основе.

12.Произведены теоретический анализ и экспериментальные исследования влияния различного рода неисправностей элементов многозонпых интегрирующих РП и показано, что данный класс развертывающих преобразователей обладает свойством самодиагиостиролэния и адаптации к отказам активных компонентов схемы и является эффективным средством повышения надежности ВЭП за счет многократного автоматического резервирования их каналов передачи информации. Разработаны методы стабилизации динамических характеристик многозонных РП при отказах активных компонентов схемы.

13.Разработай, теоретически и экспериментально исследоиан комплекс регуляторов, функциональных преобразователей, множнтельно-цслительпых устройств, трапов диагностирования и резервирования РП, развертывающих преобразователей с различными методами снижения (ременного и температурного дрейфа "нуля" выходной координаты, датчиков обратных связей и проводимости силовых шпочей с альванпчески разделенным входом, многозонпых регуляторов различного функциональною назначения и интегрирующих СИ ФУ с адаптацией к пменениям параметров напряжения сети.

14.В результате проведенных исследований осуществлено комплексное )ешение крупной научно-технической проблемы повышения качества и жеилуатаииошюй надежности систем ВЭП и технологической автоматики • применением принципов развертывающего во времени преобразования (({формативных координат систем управления. Разработаны и внедрены в ерийное производство системы ВЭП и ТА на основе развертывающих греобразователей информации, обладающие высокой точностью и (адежностью в эксплуатации.

ОСНОВНОЕ СОИЕРЖАНИЕ ЛИССЕРТА lUIlf ОПУБЛИКОВАНО В_Ш

ПЕЧАТНЫХ РАРОТАК, I? ТОМ ЧИСЛЕ*

1. Суворов Г.В., Цытович Л.И., Маурер В.Г. Релейный преобразователь сигналов с циклической коррекцией дрейфовых параметров// Приборы и техника эксперимента.- М.: АН СССР, 1976.- N 2.-С. 83,84.

2. Суворов Г.В., Цытович Л.И. Импульсный усилитель постоянного тока с повышенной помехозащищенностью// Приборы н техника эксперимента М.: АН СССР, 1976.- N 5.- C.I44-146.

3. Цытович Л.И., Осипов О.И., Суворов Г.В. Релейный операционный усилитель с повышенной помехозащищенностью / Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод.-1976.- Вып.б(50).- С.8-П.

4. Цытович Л.И., Мацйн В.П., Осипов О.И. Релейный операционный усилитель с гальваническим разделением цепей постоянного тока // Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод.- 1978.- Вын.3(65).- С.23,24.

5. Цытович Л.И.. Суворов Г.В, Вдшшие периодических помех на динамические харшстеристики релейного операционного усилителя. II Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод.-1978.- Вып. 1(63).- С.23-25.

6. Цытович Л М., Маурер В .Г., Осипов О.И., Суворов^ Г.В. Помехоустойчивость дифференцирующих регуляторов на основе релейного операционного усилителя. II Электротехн. пром-сть. Сер. Элсктропривод.-1978.-Вып.б(б8).- С.8-10. Ч

7. Цытович Л.И., Маурер В.Г. Время -импульсный преобразователь значения сопротивления в напряжение // Приборы н техника эксперимента.- М.: АН СССР, 1978.- N 1. - С. 71 -74.

8. Цытович Л.И., Петренко Б А.. Маурер В.Г. Релейный операционный усилитель // Приборы и техника эксперимента.- М.: АН СССР, 1978.- N 2.-С.154-157.

9. Цытович Л.И. Развертывающий операционный усилитель с перестраиваемой полйсон пропускания П Приборы и техника эксперимента.-М.: АН СССР, 1979.-N 4.-С.149-152.

10-Цытович Л.И. Анализ пульсаций выходного сигнала развертывающих операционных усилителей с различным характером частотно-широтно-импульсной модуляции // Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод,-1979,- Вып.3(74).- С.9-12.

11. Цытович Л.И. Развертывающий операционный усилитель с автоматической коррекцией аддитивной ошибки. II Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод.- 1979,- Вып.5(7б).- С.5-8.

12A.c. 698004 СССР, G06G7/12. Автогенераторный усилитель / Суворов Г.В., Цытович Л.И. (СССР).- N2629244/24 ; Заявлено 12.06.78, Опубл. 15.11.79, Бюл.Ы 42.

13A.c. 756419 СССР, G06G7/12. Развертывающий операционный усилитель / Цытович Л.И. (СССР).- N 2698034/24; Заявлено 11.12.78.; Опубл. 15.08.80, Бюл. N 30.

U.A.С; 758191 СССР, G06G7/12. Функциональный преобразователь /' Цытовнч Л.И. (СССР).- N 2661122/24; Заявлено 05.09.78; 0публ.23.08.80 , Бюл. N31.

15.Цытович Л.И., Петренко Б.А. Развертывающий операционный уенлите.'п, с периодической стабилизацией нулевого уровня Н Приборы и техника эксперимента.- М.: АН СССР, 1980,- N 1,-С.)32-134.

16.Цып»пич Л.П., Суворов Г.В. Анализ помехоустойчивости дифференцирующего звена второго порядка на основе линейного и развертывающего операционных усилителей Л Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева,- М.: Радио и связь, 1980,- С. 230-232.

П.Суворов I Mi-, Цытовнч Л.П., Осипов О.И., Тушин В.11. Автоколебательный датчик тока с параллельными каналами преобразовании // Приборы и техника эксперимента.- М.: АН СССР, 1981.-N 1.-113-115.

18.Цытовнч Л.И, Широтно-импульсный усилитель с регулируемыми динамическими характеристиками. // Электронная техника и автоматике. Под род. Ю.И.Конева.- М.; Радио и связь, 1981,- N 12.- С. 267-273.

19.A.C. 822204 СССР, G06G7/161. Множительное устройство / Цытовнч Л.И., Mavpep В.Г. (СССР).- N 27R2502/24 ; Заявлено 19.06.79; Эи\'Сл. 15.04.S1,5>w:i. N 14.

20.А.С. 842722 СССР, G05B23/02. Система управления / Цытович Л.И. СССР).- N 2833131/24; 'Заявлено 22.10.79; Опубл. 30.06.81, Бюл. N 24.

21.A.c. 873354 СССР. I102M7/04. Полупроводниковый преобразователь »лектроэнергин / Цыгович Л.И. (СССР).- N 2S44 ¡47/07; Заявлено 22.11.79; ^публ. 15.10.81, Бюл. N 38.

22.A.C. 913396 СССР, G06G7/12. Развертывают;.')} операционный 'силитель / Цытович Л.И. (СССР).- N 2929534/24; Заявлено 21.05.80; )публ.' 15.03.82, Бюл. N 10.

23.А.с. 920564 СССР, G06G27/02. Устройство импульспо-фазового правления тирнсторным выпрямителем / Цытович Л.И. (СССР).-»'2901601/07 ; Заявлено 03.04.80; Онубл. 15.04.82, Бюл. N 14.

24.A.c. 942057 СССР, 00607/12. Функциональный преобразователь/ [ыгович Л.И. (СССР).- N3002789/24 ; Заявлено U.U.SO; 0публ.07.07.82 , тол. N 25.

25.A.C. 955104 СССР. G06G7/16. Множительное устройство / ¡ытовнч Л.И.. Mavpep В.Г.-. Кожевников В.А. (СССР).- N 3245465/24; аявлено 09.02.81; Опубл. 30.08.82, Бюл. N 32.

26.A.C. 960886 СССР, G06G7/12. Преобразователь углового еремещення в частоту / Цытович Л.И. (СССР).- N 32556217/24; Заявлено 7.02.81: Опубл. 23.09.82, Бюл. N35.

27. A.c. 970418 СССР, G08C9/04. Преобразователь углового :ремещенпя в ШИМ-сигналы / Цытович Л.И., Кожевников В.А. (СССР).-

3274136/24; Заявлено 10.04.81; От-бл. 30.10.82, Бюл. N40.

28.A.c. 1008697 СССР, G05B11/Ö1 , П02Р5/00. Система автоматического ф.эвлсиня / Цытович Л.И. (СССР).- N 2903381/07; Заявлено 03.04.80; публ. 30.03.83, Бюл. N 12.

29.A.c. 1073567 СССР, GOIB7/30 . Преобразователь угла поворота во временной интервал / Цытович Л.П. СССР).- N 3420071/24 ; Заявлено 09.04.82; Опубл.15.02.84 , Бюл. N 6.

30.A.c. 1094127 СССР, JI02P13/16. Устройство для нмпульсно-фазопою управления преобразователем / Цьпопич Л.И. (СССР).- N 3539637/07: Заявлено 14.01.83; Опубл. 25.05.84, Бюл. N 19.

31.А.С. 1145350 СССР, (J06G7/12. Развертывающий операционный усилитель с непрерывным контролем / Цытович il.H. (СССР).-N 3682050/24; Заявлено 30.12.83; Он>бл. 15.03.85, Бюл. N 10.

32.А.С. 1166055 СССР, G05B11/01. Следящий привод / Цьнович Л.И. (СССР).- N 3411673/24; Заявлено 24.03.82; 0публ.07.07.85 , Бюл. N25 .

33.А.с. 116757S СССР. G05BI1/01. Система управления / Цыювнч Л.И. (СССР).- N 3612895/24; Заявлено 30.06.83; Опубл. 15.07.85, Бюл. N26 .

34. A.c. 1169115 СССР. HÜ2M7/04. 1 нристорнын преобразователь с защитой / Цытович .411. (СССР).- N 3672161/07; Заявлено I3.I2.S3; 0публ.23.07.85 .Бюл. N 27.

35.А.С. 11731014 СССР, Н02М1/08. Система имиульсно-фазоного угфавления / Цытович Л.И.,. Mavpep В.Г., Рахмаплни P.M. (СССР).- N 3552085/07; Заявлено 18.07.83; Опубл. 29.11.85, Бюл.'к 32.

36.А.с. 1181088 СССР, IJ02M7/00. Устройство для фазового управления преобразователем / Цытович Л.И. (СССР).- N 3551674/07; Заявлено 15.03.83; Опубл. 23.09.85, Бюл. N 35.

37. A.c. 1188761 СССР, G06G7/20. Квадратор / Цытович Л.И. (СССР).-' N 3753281/24; Заявлено 07.06.84; Опубл. 30.10.85, Бюл. N 40.

38.А.С. 1238024 СССР, G05B11/14. Система подчиненно! о регулирования / Цытович Л.И. (СССР).- N 1238024/24; Заявлено 05.11.84: Опубл. 15.06.86, Бюл. N 22.

39.A.c. 1242909 СССР, G05D11/14. Система управления / Цыговнч Л.И. (CCCP).-N 3810814/24; Заявлено 05. \ 1.84: Опубл. 07.07.8ii. Бюл. N 25.

40. A.c. 1244747 СССР. H02H7/I25. Устройство дзя зашиты преобразователя7 Цытович Л.И. (СССР).- N 3819518/07; Заявлено 04.12.84; Опубл. 15.07.86, Бюл. N 26.

4LA.c. 1246287 СССР, Н02М7/04, H02M7/I25. Выпрямитель е зашитой / Цытович Л.И., Маурер В.Г., Анании H.H. (СССР).- N 3850414/07; Заявлено 3I.Oi.85, Опубл. 23.07.86, Бюл. N 27.

.42. A.c. 1249490 СССР, G05B23/Ö2. Система автоматическою управления / Цьгговнч Л.И. (СССР).- N 3786071/24; Заявлено 31.08.84; Опубл. 07.08.86, Бюл. N 29. .

43.А.С.1257666 СССР, G06G7/12. Многозонный развертывающий преобразователь / Цытович Л.И., Поваров И.В.. Депярев В. А.. Кириллова H.H. (CCCP).-N 3829786/24; Заявлено 15.05.Кб; Он\бл. 15.09.86, Бюл. N 34.

44.A.c. 1273886 СССР. G05B23/02. Устройство для контроля системы управления электроприводом / Цытович Л.П.. Дегтярен U.A.. Поваров Н.В.. Рахматулнн P.M. (СССР).- N 3848770/24; Заявлено 23.ni.85. Опубл. 30.11.86. Бюл. N 44.

45.Цытович Л.И., Кожевников В.А., Соколов A.B. Развертывающий операционный усилитель с автоматическим резервированием каналов передачи информации // Приборы и техника -нссперимента.- М.;АН СССР, I'm.- S3,- С. 119-125.

46.Цытович Л.И., Дегтярев В.А., Рахматулнн P.M., Пнзамесв Д.А. Время-импульсное вероятностное множительное устройство с алюрптмоч ¡преобразования "Равнозначность". // Электронная техника в автоматике. 11од ред. IO. И. Конева,- М.: Радио и связь , 1986.- N 17,- С. 248-254

47.Л.с. Î 2X8X55 СССР. П02М5/257. Вентильный преобразователь / Цытович Л.И., Гафнятуллин Р.Х., Дегтярев В.А., Поваров H.B. (СССР).-N3928611/07 ; Заявлено 11.07.85; Опубл. 07.02.87, Ьюл. N 5.

48.А.С. 1295475 СССР, Н02Н7/12, G05B23/02. Устройство для защиты импульсного преобразователя мостового типа / Цытович Л.И., Дегтярев В.А., Поваров H.H. (СССР).- N 3855154124/07; Заявлено 14.02.85: )публ. 07.03.87. Г,юл. N 9.

49.Д.С. 1310848 СССР. (¡06Ci7/l2, C]OIR27/00. Развертывающий феобразователь сопротивления в частоту импульсов / Цытович Л.И. СССР).- N4021472/24 -.Заявлено 10.02.86;Опубл. 15.05.87, Сшл. N 18.

50.A.C. 1336039 СССР, G06G7/12. Многозонный развертывающий рсобразователь / Цыювнч Л.И. (СССР).- N 4058307/24; Заявлено 19.02.86; Д|\бл.03.04.87 ,1лоз. N25.

' 51. A.c. 1336040 СССР. G06(57/12, GOIR27/00. Развертывающий реобразователь / Цытович JI.I1. (СССР).- N 4058393/24; Заявлено 18.04.86; »публ. 07.09.87, Ьюл. N 33.

52.А.С.1341710 СССР, Н02Р5/00. Электропривод с автономным почником / Цыговнч ЛИ., Гафнятуллин Р.Х., Дмтяреп H.A., ахма гулнн P.M. (СССР).- N 3857895/24; Заявлено25.02.85 ; Оиубл.ЗО .09.87 1>юл. N 36.

53.Д.с. 1374375 СССР, H02M7/I2. Устройство для управления ipynnoii i грех вешпльных пре<н~>разова!елен / Цытович Л.И. (СССР).-4120912/07 : Заявлено 12.10.86 : Ои\бл. 03.05.88. Бюл. N 15.

54.Д.с. 1406607 СССР. сН)6С!7/12. Развертывающий операционный п.шгель / Цыюинч Л.И. (СССР!.- N 3904624/24; Заявлен« 04.0fi.S5: губл. 30.06.88. Кюл. N 24.

55. A.c. 1406М»8 СССР. <H)6G7/12. Развертывающин преобразователь / лтович Л.И. (СССР).- N 3904630/24; Заявлено 04.06.85; 0публ.30.06.88 , >л.N 24.

56.л.с. 1406685 СССР. 1102117/12. Устройство для диагностирования прямит еля / Цыговнч Л.И. (СССР).- N' 4165173/24: Заявлено 23.12.86; lyfvi. 30.06.SK Ьюл. N 24.

57. A.c. 1410237 СССР, Н02М7/04. Устройство для управления иктпрныч преобразователем / Цытович Л.И. (СССР).- N4071459/24;" гвлен» 02.06.86; Опубл. i 5.07.88. Бюл. N 26.

58.A.c. 1418765 СССР, G06G7/I2. Мног(»зонный развертывающий гоОраюватель / Цытович Л.И. (СССР).- N 4290238/24; Заявлено 20.10.87; vö.i. 03.08.8S. Ьюл. N 31.

59.А.С. 1437881 СССР, G06G7/12. Многозонный развсртывающш' усилитель / Цытович Л.И. (СССР).- N4183155/24 ; Заявлено 22.01.87 Опубл. 15.11.8?, Бюл. N 42.

60.А.С. 1439627 СССР, G06G7/12. Многозонный развсргывающш преобразователь / Цытович Л.И. (СССР).- N 4233712/24; Заявлено 21.04.87 Опубл. 23.11.88, Бюл. N 43.

61.Цытовнч Л.И. Многозонный развертывающий преобразователь i адаптируемой 0 функции неисправности активных компонент«* структурой // Приборы и техника эксперимента,- М.: АН СССР , 1988.-N1,- С.81-85.

62.А.С. 1471203 СССР, G06G7/12. Многозонный развертывающий преобразователь / Цытович Л.И. (СССР).- N4280380/24; Заявлено 07.07.87: Опубл. 07.04.89, Бюл. N 13.

63.1495821 СССР, G06G7/12. Развертывающий усилитель / Цытович Л.И. (СССР).- N 4343742/24: Заявлено 05.П.87; Опубл. 23.07.89, Бюл. N 27.

64.Маурер В.Г., Цытович Л.И. Цифровой измеритель амплтудпо фазочастотных характеристик "Бектор-2М" // Приборы и техника эксперимента.- M.: Al 1 СССР, 1990,- N 5,- С.6.

65.1682546 СССР, К21С1/00. Система управления буровым станком / Маурер В.Г., Цытович Л.И., Дегтяре» В.А., Рахматулин P.M. (СССР).-N 4744795/03; Заявлено 03.10.89; Опубл.07.10.91 , Бюл. N 37.

66.Цытовнч Л.И. Развертывающие преобразователи с многократным автоматическим резервированием каналов передачи информации. // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: Тематический сб. науч. тр-Челябннск: ЧПИ, 1990.- С.90-100.

67.Цытович Л.И. Анализ н оптимизация динамических показателей законов модуляции для импульсных преобразователей систем управления электропртеодами. / Тез. докл. 1 международной конференции по автоматизированному электроприводу "АЫЗ-95". С.» (етербург,- 1995.

63.Гафиятуллнн Р.Х., Цытович Л.И., Маургр В.Г., Ра.хлшулин Р.Х. Системы управления электроприводами буровьi;< станков с источниками электропитания ограниченной мощности. / Тез.. докл. 1 международной конференции по автоматизированному электроприводу ".\F.O-45". С.Петербург.-1995.

69.Цытович Л.И. Многозопныс развертывающие преобразователи ;шя систем управления вентильными электроприводами и технологически!i автоматшен./ Учебное пособие. Челябинск: Изд-во 41 ТУ, 1995-68 с.

70.Цытович Л.И. Развертывающие преобразователи для потенциального разделения цепей постоянного тока./ Учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЧГТУ, 1995-76 с.