Lai vienkāršotu darbības pastiprinātāju strāvas regulatora izveides procesu, mēs pārveidojam tā PF (8) šādi:
(8")
Pirmais termins (8") ir izodromisko un aperiodisko saišu reizinājums, otrais ir aperiodiskā saite, trešais ir inerciālā diferencējošā saite. No Elektronikas kursa ir zināms, kā šīs saites montēt uz darbības pastiprinātājiem.
10. attēls. Strāvas regulators uz darbības pastiprinātājiem
Ķēde, kā redzat, sastāv no trim paralēliem zariem, kas slēgti ar izejām uz darbības pastiprinātāja invertējamo summu, tāpēc izejas signāls u 2
tiks apgriezts attiecībā pret ievadi u 1
. Ja nepieciešams, vienošanās u 1
Un u 2
jums būs jāliek papildu invertors pie summatora izejas. Šis paņēmiens tika izmantots ķēdes vidējā atzarā, jo aperiodiskā saite ir veidota uz invertējoša darbības pastiprinātāja. Augšējā filiāle ir atbildīga par PF 
. Izodromisko un aperiodisko saišu reizinājums tiek izgatavots, savienojot to ķēdes virknē uz invertējošiem darbības pastiprinātājiem, un, tā kā katra saite invertē signālu, nav nepieciešama augšējā atzara ieejas un izejas saskaņošana. Apakšējā filiāle, kas īsteno inerciālo dinamisko saiti, neapgriež ieejas signālu.
Aprēķināsim ķēdes parametrus. Ir zināms, ka
pajautājusi R 1 =R 3 =R 5 = R 8 =R 12 =R 17 =R 18 = 500 omi, R 13 = 300 omi, R 14 = 50 omi, mēs to iegūstam AR 1 =
=
= 240 uF, AR 2 =AR 3 =
=
= 10 uF, AR 4 =
=
= 40 uF, R 2 =
= 
= 380 omi, R 4 =R 6 =R 9 =R 10 =R 11 =R 16 = 500 omi, R 7 = 110 omi, R 15 =
=
= 
= 310 omi.
2.3AmLahx - programma asimptotisku lach konstruēšanai un kontrolleru sintezēšanai, izmantojot vēlamo lahx metodi
2.3.1. Vispārīga informācija par programmu
AmLAHX programma ir paredzēta darbam MatLab6.0 vai jaunākā vidē un nodrošina lietotājam šādas funkcijas:
ir GUI interfeiss;
konstruē dinamisko objektu asimptotiskus LAFC, kas doti pārneses funkciju veidā;
būvē dialoga režīmā vēlamo atvērtās sistēmas LAFC pēc norādītajiem kvalitātes kritērijiem, tajā skaitā programma ļauj lietotājam izvēlēties pārošanās posmus (to nogāzes) atkarībā no vadības objekta LAFC veida;
nodrošina automātisku atņemšanu no vadības objekta atvērtās cilpas sistēmas LAFC LAFC un līdz ar to kontroliera LAFC konstruēšanu, atgriež asimptotu atbilstošās frekvences un slīpumus, kas ļauj diezgan vienkārši pierakstīt tās pārsūtīšanas funkciju, izmantojot kontroliera LAFC (nākamajās versijās programma to darīs automātiski);
visi LAF ir uzzīmēti ar asimptotu slīpumiem, lietotājs var atsevišķi definēt katra LAF krāsas, kā arī grafikos uzlīmju formātu (biezums, augstums).
2.3.2 Programmas komandrinda
Izskatās pilnīga komandrinda programmas palaišanai
yy= amlahx( nr,den, karogs, param),
Kur nr Un den- attiecīgi kontroles objekta PF skaitītājs un saucējs, nr Un den jābūt vektoriem, kas rakstīti MatLab formātā (skat. piemēru zemāk);
karogs- darbības režīms (1 (noklusējums) vai 2);
param- 6 elementu (skaitļu), attiecīgi 1, 2 un 3 elementu vektors, OU, RS un UU LAF biezums, 4, 5 un 6 - šo LAF krāsas (pēc noklusējuma visu biezums LAF ir 1, krāsas ir attiecīgi sarkana, zila un zaļa) .
AmLAHX bez parametriem darbojas demonstrācijas režīmā, šajā gadījumā
nr= ,den = ,karogs= 2.
REGULĒŠANAS SISTĒMU TIPISKAS IERĪCES
Regulatori
svarīga funkcija modernas sistēmas automatizācija ir tās koordinātu regulēšana, tas ir, to nepieciešamo vērtību uzturēšana ar nepieciešamo precizitāti. Šī funkcija tiek īstenota, izmantojot lielu skaitu dažādu elementu, starp kuriem regulatoriem ir ārkārtīgi liela nozīme.
Regulators veic vadības signāla pārveidošanu, kas atbilst matemātiskajām operācijām, kas nepieciešamas vadības sistēmas darbības apstākļiem. Tipiskās nepieciešamās darbības ietver šādas signālu pārveides: proporcionāls, proporcionāls-integrāls, proporcionāls-integrāls-atvasinājums.
Analogā regulatora pamatā ir darbības pastiprinātājs - līdzstrāvas pastiprinātājs, kuram, ja nav atgriezeniskās saites, ir augsts pastiprinājums. Vislielāko pielietojumu var atrast integrālās izpildes darbības pastiprinātājiem. Operacionālais pastiprinātājs ir daudzpakāpju struktūra, kurā ir iespējams atšķirt ieejas diferenciālo pastiprinātāju ( DU) ar apgrieztām un tiešajām ieejām, sprieguma pastiprinātāju ( ANO), realizējot lielu pastiprinājumu un jaudas pastiprinātāju ( PRĀTAS), nodrošinot nepieciešamo operacionālā pastiprinātāja kravnesību. Operacionālā pastiprinātāja funkcionālā diagramma ir parādīta attēlā. 4.1. Operatīvā pastiprinātāja viena mikroshēmas maza izmēra konstrukcija nosaka augstu parametru stabilitāti, kas ļauj iegūt lielu pastiprinājumu pie līdzstrāvas. Punkti, kas iegūti no shēmas Kl, K2, KZ paredzēts, lai savienotu ārējās koriģējošās shēmas, kas samazina pastiprinājumu augstās frekvencēs un palielina pastiprinātāja stabilitāti ar atgriezenisko saiti. Bez koriģējošām shēmām pie pietiekami augstām frekvencēm, kad uzkrātā fāzes nobīde ir 180°, atgriezeniskās saites zīme mainās, un pie liela pastiprinājuma darbības pastiprinātājs pats uzbudinās un pāriet pašsvārstību režīmā. Uz att. 4.1 izmanto šādus apzīmējumus: U p- pastiprinātāja barošanas spriegums; U ui- ieejas sprieguma kontrole uz pastiprinātāja apgrieztās ieejas; U iepakojums- ieejas sprieguma kontrole uz pastiprinātāja tiešās ieejas; Tu ārā ir pastiprinātāja izejas spriegums. Visi iepriekš minētie spriegumi tiek mērīti attiecībā pret bipolārā strāvas avota kopējo vadu.
Operacionālā pastiprinātāja komutācijas shēmas ir parādītas att. 4.2. Operatīvā pastiprinātāja diferenciālajam posmam ir divas vadības ieejas: tiešā ar potenciālu U iepakojums un apgriezti ar potenciālu U ui(4.2. att. A).
 |
Pastiprinātāja izejas spriegumu nosaka pastiprinājuma un pastiprinātāja ieeju potenciālu starpības reizinājums, tas ir
U ārā \u003d k yo (U paka - U yi) \u003d k yo U y,
Kur k yo- operacionālā pastiprinātāja diferenciālais pastiprinājums; tu u- pastiprinātāja diferenciālais ieejas spriegums, tas ir, spriegums starp tiešo un apgriezto ieeju. Integrālo darbības pastiprinātāju diferenciālais pastiprinājums, ja nav atgriezeniskās saites.
Attiecīgi pret ieejas spriegumiem U vhp Un U whe izejas spriegumu nosaka starpība
U out \u003d k pack U in - k u U in,
kur ir tiešie ievades ieguvumi k paka un ar apgrieztu ievadi k yi nosaka pastiprinātāja komutācijas ķēde. Attēlā parādītajai tiešās ievades komutācijas ķēdei. 4.3, b, ieguvumu nosaka pēc formulas
,
un komutācijas ķēdei uz apgrieztās ieejas, kas parādīta att. 4.3, V, - pēc formulas
Lai izveidotu dažādas regulatoru shēmas, parasti tiek izmantota darbības pastiprinātāja komutācijas ķēde ar apgrieztu ieeju. Parasti regulatoriem jābūt vairākām ieejām. Ieejas signāli tiek ievadīti 1. punktā (4.2. att., V), izmantojot atsevišķas ieejas pretestības. Nepieciešamās regulatoru pārsūtīšanas funkcijas tiek iegūtas, pateicoties sarežģītas aktīvās-kapacitatīvās pretestības atgriezeniskās saites ķēdē Z os un ieejas ķēdēs Z iekšā. Regulatora pārsūtīšanas funkcija attiecībā pret jebkuru no ieejām, neņemot vērā izejas sprieguma inversiju
. (4.1)
Atkarībā no pārsūtīšanas funkcijas veida darbības pastiprinātāju var uzskatīt par vienu vai otru funkcionālo kontrolieri. Nākotnē regulatoru ieviešanai mēs apsvērsim tikai apgrieztās ieejas komutācijas shēmas.
Proporcionālais kontrolieris (P kontrolleris) -Šis ir cietās atgriezeniskās saites op-amp, kas parādīts attēlā. 4.3, A. Tās pārsūtīšanas funkcija
W(p) = k П, (4.2)
Kur k P- P-regulatora pastiprinājums.
Kā izriet no pārsūtīšanas funkcijas (4.2.), operacionālā pastiprinātāja joslas platumā P-kontrollera logaritmiskā amplitūdas frekvences reakcija (LAFC) ir paralēla frekvences asij. w, un fāze ir nulle (4.3. att., b).
Integrētais kontrolieris (I kontrolieris) tiek iegūts, atgriezeniskajā saitē iekļaujot kondensatoru, kā parādīts attēlā. 4.4, A, vienlaikus integrējot ieejas signālu un kontroliera pārsūtīšanas funkciju
 |
, (4.3)
Kur T i \u003d R in C os ir integrācijas konstante.
Kā izriet no (4.3), izejas signāla fāzes nobīde ir - lpp/ 2, LFR slīpums ir -20 dB/dek, un logaritmiskā fāzes reakcija (LPFR) ir paralēla frekvences asij w(4.4. att. b).
Proporcionāli integrēts kontrolieris (PI kontrolieris ) iegūts, paralēli savienojot P- un I-regulatorus, tas ir
Jūs varat iegūt pārsūtīšanas funkciju (4.4) vienam darbības pastiprinātājam, iekļaujot tā atgriezeniskajā saitē aktīvo-kapacitatīvo pretestību Z os (p) = R os (p) + + 1 / (C os p), kā parādīts attēlā. 4,5, A.
Tad saskaņā ar (4.1.)
,
Kur T 1 = R os C os; T I \u003d R in C os; k P \u003d R os / R in.
PI kontrollera logaritmiskie frekvences raksturlielumi ir parādīti attēlā. 4,5, b.
Proporcionālais diferenciālais kontrolieris (PD kontrolieris) tiek iegūts, paralēli savienojot P-regulatoru un diferenciālo D-regulatoru, tas ir
W PD (p) \u003d k P + T D p \u003d k P (T 1 p + 1). (4.5)
Pārraides funkciju (4.5) iegūst, pieslēdzot operacionālā pastiprinātāja ieejas rezistoram kondensatoru, kā parādīts att. 4.6, A. Tad, ņemot vērā (4.1), mums ir
Kur T 1 = R in C collas; k P \u003d R os / R in.
 |
PD kontrollera logaritmiskie frekvences raksturlielumi ir parādīti attēlā. 4.6, b.
Proporcionālais-integrālais-atvasinātais kontrolieris (PID kontrolieris).Šo regulatoru iegūst, paralēli savienojot trīs regulatorus - P-regulatoru, I-regulatoru un D-regulatoru. Tās pārsūtīšanas funkcijai ir forma
. (4.6)
Pārsūtīšanas funkciju (4.6) vienmēr var realizēt, paralēli savienojot PD kontrolieri un I kontrolieri, kam ir attiecīgi pārsūtīšanas funkcijas (4.5) un (4.3). Šajā gadījumā PID regulatora ķēdi var realizēt uz trim darbības pastiprinātājiem. Pirmais pastiprinātājs realizē PD kontrollera funkciju (4.6. att., A), otrais pastiprinātājs - I-kontrollera funkcija (4.4. att., A), trešais pastiprinātājs (4.3. att., A) ir pirmā un otrā pastiprinātāja izejas signālu summēšanas funkcija.
Ja parametri k P, T un Un T D uzlikt ierobežojumu
tad pārsūtīšanas funkciju (4.6) var uzrakstīt kā
, (4.7)
Kur k P \u003d (T 1 + T 2) / T UN; T D \u003d (T 1 T 2) / T Un.
PID regulators ar pārsūtīšanas funkciju (4.7) ir PD regulatora un PI regulatora virknes savienojums, un to var realizēt uz viena darbības pastiprinātāja ar pretestību atgriezeniskās saites ķēdē.
Z os (p) = R os + 1/(C os p)
un pretestība ievades ķēdē
.
Šajā gadījumā kontrollera laika konstantes T 1 = R in C collas, T 2 \u003d R os C os, T 0 \u003d R C os.
 |
PID regulatora shēma uz viena pastiprinātāja ir parādīta attēlā. 4.7, A, un tā logaritmiskās frekvences raksturlielumi attēlā. 4.7, b.
Aplūkotajās PD regulatora un PID regulatora shēmās pastiprinātāja ieejas ķēdēs ir kondensatori, kas augstfrekvences traucējumiem ir nullei tuvu pretestība. Lai palielinātu regulatoru stabilitāti, ar kondensatoru virknē var pievienot papildu rezistoru ar nelielu pretestību (vismaz par vienu pakāpi mazāku par kondensatora kapacitāti).
Regulatori, to darbība un tehniskās realizācijas sīkāk aplūkotas /1/.
Jautājumi pašpārbaudei
1. Kādu funkciju veic automatizācijas sistēmu regulatori?
2. Kādas tipiskas vadības signāla transformācijas rada automatizācijas sistēmu regulatori?
3. Kas ir pamatā modernāko analogo regulatoru veidošanai?
4. Kādas ir operacionālo pastiprinātāju galvenās īpašības?
5. Kādas ir tipiska darbības pastiprinātāja ieejas koordinātas?
6. Kāda ir tipiska darbības pastiprinātāja izejas koordināte?
7. Kādas ir operacionālā pastiprinātāja funkcionālās diagrammas sastāvdaļas?
8. Nosauciet tipiskās darbības pastiprinātāju ieslēgšanas shēmas.
9. Kāda ir tipiskā op-amp komutācijas shēma, ko parasti izmanto regulatoru ieviešanai?
10. Norādiet darbības pastiprinātāja pārsūtīšanas funkciju komutācijas ķēdei uz invertējošās ieejas.
11. Kurā elementā operacionālā pastiprinātāja atgriezeniskās saites ķēdē ir proporcionālais regulators?
12. Kurā elementā operacionālā pastiprinātāja ieejas ķēdē ir proporcionālais regulators?
13. Dodiet proporcionālā regulatora pārsūtīšanas funkciju.
14. Kāda ir proporcionālā regulatora amplitūdas frekvences un fāzes frekvences raksturlielumu forma?
15. Kurā elementā ir integrēts regulators operacionālā pastiprinātāja atgriezeniskās saites shēmā?
16. Kurā elementā ir integrētais regulators operacionālā pastiprinātāja ievades shēmā?
17. Norādiet integrālā kontrollera pārsūtīšanas funkciju.
18. Kāds ir integrētā kontrollera logaritmiskās amplitūdas frekvences reakcijas slīpums?
19. Kāda ir integrētā regulatora fāzes frekvences reakcija?
20. Kādus elementus satur proporcionāli integrālā kontrollera operacionālā pastiprinātāja atgriezeniskās saites ķēde?
21. Kurā elementā ir proporcionāli-integrālā regulatora operacionālā pastiprinātāja ieejas ķēde?
22. Dodiet proporcionāli-integrālā kontrollera pārsūtīšanas funkciju.
23. Kurā elementā ir proporcionāli diferenciāļa regulatora darbības pastiprinātāja atgriezeniskās saites ķēde?
24. Dodiet proporcionāli-diferenciālā kontrollera pārsūtīšanas funkciju.
25. Ar kādiem proporcionālā-integrālā-diferenciālā regulatora parametru ierobežojumiem tas tiek realizēts vienā darbības pastiprinātājā?
26. Kādi elementi satur proporcionālā-integrālā-diferenciālā kontrollera ieejas ķēdi, kas izgatavota uz viena darbības pastiprinātāja?
27. Kādi elementi satur atgriezeniskās saites ķēdi proporcionālajam-integrālajam-diferenciālajam regulatoram, kas izveidots uz viena darbības pastiprinātāja?
Rampas
Tipisks galvenais bloks elektriskās piedziņas vadības sistēmās un citās automatizācijas sistēmās ir integrators vai rampas ģenerators(ZI). SI uzdevums ir veidot vienmērīgu braukšanas signāla maiņu pārejot no viena līmeņa uz otru, proti, radīt lineāru signāla kāpumu un kritumu ar nepieciešamo tempu. Stabilā stāvoklī spriegums pie intensitātes ģeneratora izejas ir vienāds ar spriegumu tā ieejā.
Uz att. 4.8. ir parādīta viena integrējoša SI blokshēma, kas sastāv no trim darbības pastiprinātājiem. Visi pastiprinātāji ir savienoti saskaņā ar ķēdi ar invertējošu ieeju. Pirmais pastiprinātājs U1, darbojas bez atgriezeniskās saites, bet ar izejas sprieguma ierobežojumu U 1 , ir taisnstūra formas raksturlielums, kas parādīts, neņemot vērā izejas sprieguma inversiju att. 4.9 A. Otrais darbības pastiprinātājs U2 darbojas kā integrators ar nemainīgu integrācijas ātrumu
(4.8)
Integrācijas ātrumu var kontrolēt, mainot R in2. Trešais pastiprinātājs U3 veido negatīvu atgriezeniskās saites spriegumu
. (4.9)
Kad tiek pielietots iestatīšanas sprieguma ieejai U s izejas spriegums palielinās lineāri saskaņā ar (4.8). Laika brīdī t=t p, Kad U s \u003d - U os, integrācija apstājas, un izejas spriegums, kā izriet no (4.9), ir sasniedzis vērtību 
, paliek nemainīgs. Kad iestatīšanas spriegums tiek noņemts no ieejas ( U c \u003d 0) notiek izejas sprieguma lineāras samazināšanās process līdz nullei (4.9. att., b).
Šīs PG izejas sprieguma maiņas ātrumu, kā izriet no (4.8), var mainīt, mainot sprieguma vērtību. U 1, piemēram, izvēloties Zener diodes pastiprinātāja atgriezeniskās saites ķēdē U1 ar stabilizācijas spriegumu, kas vienāds ar nepieciešamo vērtību U 1, vai mainot preces vērtību R in2 C os2.
Uz att. 4.10, A parādīta cita viena integrējošā SI shēma, kas izgatavota, pamatojoties uz bipolāru tranzistoru, kas savienots saskaņā ar kopējas bāzes ķēdi. Šī ķēde izmanto tranzistora īpašības ( T) kā strāvas pastiprinātājs. Kondensatora uzlāde ( AR) vienmēr notiek pie pastāvīgas kolektora strāvas es uz nosaka dotā emitētāja strāva es e. Šajā gadījumā sprieguma izmaiņu ātrums laika gaitā tu esi ārā pie izejas ZI | du out /dt| = es uz/C. ZI vadības raksturlielums tu esi ārā = = f(t) attēlā parādīts. 4.10, b. Izejas signāla maiņas ātrumu var regulēt, mainot spriegumu U uh, proporcionāli kam mainās strāva es e un attiecīgi strāva es uz, vai mainot kondensatora kapacitāti. Stabilā stāvoklī kondensators vienmēr tiek uzlādēts līdz spriegumam tu iekšā. Taisngrieža tilts nodrošina, ka tranzistora kolektora strāvas virziens ir nemainīgs neatkarīgi no sprieguma zīmes tu iekšā. ĢIN detalizēti aplūkoti /1, 7/.
Jautājumi pašpārbaudei
1. Kādam nolūkam automatizācijas ķēdēs izmanto intensitātes regulatorus?
2. Kādas ir intensitātes ģeneratora ieejas un izejas koordinātas?
3. Kāds ir rampas ģeneratora statiskais pastiprinājums?
4. Kā spriegumam atsevišķi integrējošu rampas ģeneratoru izejā jāmainās, pakāpeniski mainoties ieejas spriegumam?
5. Uz kādu pastiprinātāju pamata tiek būvēti integrējošie intensitātes regulatori?
6. Cik darbības pastiprinātāju, kas savienoti ar apgriezto ieeju, ir nepieciešams, lai ieviestu vienu integrējošu intensitātes ģeneratoru?
7. Norādiet katra no trim darbības pastiprinātājiem mērķi tipiskā viena integrējošā intensitātes ģeneratora shēmā, kas izgatavota uz mikroshēmām.
8. Kādi parametri ietekmē viena integrējoša intensitātes ģeneratora izejas sprieguma izmaiņu ātrumu uz trim darbības pastiprinātājiem?
9. Sakarā ar ko tiek panāktas lineāras sprieguma izmaiņas kondensatorā viena integrējošā tranzistora intensitātes ģeneratora ķēdē?
10. Kādi parametri ietekmē atsevišķi integrējoša tranzistora intensitātes ģeneratora izejas sprieguma izmaiņu ātrumu?
Atbilstoši elementi
Funkcionālie elementi vadības sistēmu sastāvā var būt neviendabīgi pēc signāla veida, strāvas veida, pretestības un jaudas, kā arī citiem rādītājiem. Tāpēc, savienojot elementus, rodas to raksturlielumu saskaņošanas problēma. Šī problēma tiek atrisināta, saskaņojot elementus. Šajā elementu grupā ietilpst fāzes detektori, kas atbilst strāvas veidam, ciparu-analogā un analogā-digitālā pārveidotāji, kas atbilst signāla veidam, emitenta sekotāji, atbilstošas ieejas un izejas pretestības, jaudas pastiprinātāji, galvaniskie separatori un citi elementi. . Koordinācijas funkciju var veikt arī elementi, kas parasti paredzēti citiem mērķiem. Piemēram, 4.1. sadaļā aplūkotais darbības pastiprinātājs izrādās emitera sekotājs attiecībā pret neapgriezto ieeju, ja izejas spriegums ir pievienots apgrieztajai ieejai.
Piemēram, galvaniskajai atdalīšanai var izmantot transformatora sprieguma sensoru. Šādi un līdzīgi elementi ir acīmredzami vai zināmi un netiks ņemti vērā.
Apsveriet sarežģītākus tipiskos atbilstības elementus.
Fāzes detektors(PD) zinātniskajā un tehniskajā literatūrā saņēma vairākus citus nosaukumus: fāzes jutīgs pastiprinātājs, fāzes jutīgs taisngriezis, fāzes diskriminators, demodulators.
FD mērķis ir pārveidot ieejas maiņstrāvas spriegumu U iekšā līdzstrāvas izejas spriegumā Tu ārā, kuras polaritāte un amplitūda ir atkarīga no ieejas sprieguma fāzes j. Tādējādi PD ir divas ieejas koordinātas: ieejas sprieguma amplitūda U m un ieejas sprieguma fāze j un viena izejas koordināte: izejas sprieguma vidējā vērtība Tu ārā. Ir divi FD darbības režīmi: amplitūdas režīms, kad ieejas sprieguma fāze paliek nemainīga, ņemot vienu no divām vērtībām 0 vai lpp, U m= var un Tu ārā = f(U m); fāzes režīms, kad U iekšā= konst., j= var un Tu ārā = f(j).
Amplitūdas režīmā PD tiek izmantots kā maiņstrāvas neatbilstības signāla pārveidotājs vadības signālā līdzstrāvas servo piedziņās, kā maiņstrāvas tahoģeneratora izejas signāla pārveidotājs un tā tālāk. Fāzes režīmā PD tiek izmantots vadības sistēmās, kurās kontrolētais un kontrolētais mainīgais ir vienmērīgi mainīga fāze.
Parasti fāzes detektoram sprieguma pastiprināšanas funkcija nav piešķirta.
Tāpēc PD pieaugums ir tuvu vienotībai. Uz att. 4.11 parāda pilna viļņa FD konstrukcijas ekvivalento shēmu. Ķēde atbilst nulles taisnošanas ķēdei, kurā vārsti tiek aizstāti ar funkciju slēdžiem K1 Un K2. Slodzes pretestība R n, uz kura tiek piešķirts izejas spriegums, savieno viduspunktus A, 0 EML kontroles atslēgas un avoti e plkst. Kontroles EMF avota iekšējā pretestība tiek ievadīta katrā ķēdē R Taustiņu stāvokli kontrolē atsauces EMF e op saskaņā ar algoritmu: ja e op > 0 K1 ieslēgts, tas ir
 |
pārslēgšanas funkcija y k1= 1,a K2 izslēgts, t.i., tā pārslēgšanas funkcija y k2 = 0. Priekš e op< 0 y k1 = 0, A y k2= 1. Šo algoritmu var attēlot ar formulām
y līdz 1 = (1+zīme e op) /2; y līdz 2 \u003d (1- zīme e op) / 2 . (4.10)
Acīmredzot, ar slēgtu K1 izvade emf e ārā starp punktiem A, 0 ir vienāds ar e y, un kad tas ir aizvērts K2 e out \u003d - e y, tas ir
e out \u003d e y y k1 - e y y k2. (4.11)
Aizstājot (4.10) ar (4.11), iegūst
e out \u003d e y sign e op . (4.12)
Atbilstoši algoritmiem (4.11) un (4.12) izejas EMF izmaiņu diagramma ir parādīta 4.12. attēlā.
e op = E op m sinwt Un e y \u003d E y m sin (wt - j),
Kur E op m,E plkst- atsauces emf un kontroles emf amplitūdas vērtības; w- atsauces EML un vadības EMF leņķiskā frekvence, pēc tam rektificētās izejas EMF vidējā vērtība
. (4.13)
Jo E y m = k p U m, izejas sprieguma vidējā vērtība 
, tad, ņemot vērā (4.13.)
, (4.14)
Kur k p- pārneses koeficients no ieejas sprieguma uz vadības EMF. To nosaka konkrētas PD shēmas shēmas iezīmes.
Priekš j= const = 0 vai j= const = lpp ir PD darbības amplitūdas režīms, kuram vadības raksturlielums ir taisns:
U out = k FD U in,
kur, ņemot vērā (4.14), PD pastiprinājumu amplitūdas režīmā
.
Plkst j= 0 izejas sprieguma vērtības Tu ārā ir pozitīvas, un j = lpp izejas sprieguma vērtības ir negatīvas.
Priekš U iekšā= const un j= var, notiek PD fāzes režīms, kuram vadības raksturlīknei ir forma
U out \u003d k "FD cosj = k "FD sinj",
Kur j" = p/2 - j, un PD pārneses koeficientu fāzes režīmā, ņemot vērā (4.14.)
;
Pie maza j" kontroles raksturlielums
FD darbība, to raksturlielumi un shēmas ir aplūkotas /1/.
Ciparu analogi pārveidotāji(DAC). Pārveidotājs koordinē vadības sistēmas digitālo daļu ar analogo. DAC ievades koordināte - binārs vairāku bitu skaitlis A n \u003d a n -1 ... a i ... a 1 a 0, un izejas koordinātas ir spriegums Tu ārā, kas izveidots, pamatojoties uz atsauces spriegumu U op(4.13. att.).
DAC shēmas ir uzbūvētas uz rezistoru matricas bāzes, ar kuras palīdzību notiek strāvu jeb spriegumu summēšana tā, lai izejas spriegums būtu proporcionāls ieejas skaitlim. Kā daļu no DAC var izdalīt trīs galvenās daļas: rezistoru matricu, elektroniskos slēdžus, ko kontrolē ieejas numurs, un summēšanas pastiprinātāju, kas veido izejas spriegumu. Uz att. 4.14. attēlā parādīta vienkārša nereversējoša DAC diagramma. Katrs ievadītā binārā skaitļa cipars An spēles pretestība
R i = R 0 / 2 i, (4.15)
Kur R0- zemas kārtas pretestība.
Rezistors R i savienots ar barošanas avotu ar atsauces spriegumu U op izmantojot elektronisko atslēgu K i, kas slēgts plkst a i=1 un atvērts plkst a i= 0. Acīmredzot, atkarībā no vērtības a i ievades ķēdes pretestība priekš es- cipars, ņemot vērā (4.15), tiek noteikts ar izteiksmi
R i \u003d R 0 / (2 i a i). (4.16)
Tad priekš a i= 0 , tas ir, ķēde ir pārrauta, un par a i\u003d 1 ķēde ir ieslēgta un tai ir pretestība R 0/2 i .
Diagrammā attēlā. 4.14 operacionālais pastiprinātājs Plkst summē ieejas strāvas un tā izejas spriegumu, ņemot vērā ķēžu apzīmējumus un izteiksmi (4.16.)
Formas izteiksme (4.17.). U ārā \u003d f (A n) ir DAC vadības īpašība. Tam ir pakāpeniska forma ar sprieguma izšķirtspēju, kas atbilst vismazāk nozīmīgā cipara vienībai,
ΔU 0 = R os U op / R 0 = k DAC.
Vērtība ∆U0 ir arī DAC vidējais pārsūtīšanas koeficients k DAC.
Analogais-digitālais pārveidotājs(ADC) atrisina apgriezto problēmu - pārvērš nepārtrauktu ieejas spriegumu skaitļā, piemēram, binārā. Katrs izvades vairāku bitu binārais skaitlis Ai atbilst ieejas sprieguma diapazonam:
, (4.18)
Kur U ei \u003d ΔU 0 i- izejas sprieguma atsauces vērtība, kas atbilst izejas binārajam skaitlim Ai; ∆U0- izejas sprieguma diskrētums, kas atbilst izejas skaitļa vismazāk nozīmīgā cipara vienībai.
Plkst n-bit ADC, kopējais ieejas sprieguma līmeņu skaits, kas atšķiras no nulles un kas atšķiras viens no otra ∆U0, ir vienāds ar maksimālo izvades decimālskaitli N=2 n-1. Kopš katra līmeņa U e i, saskaņā ar (4.18), nes informāciju par numuru, tad var izšķirt galvenās darbības ADC darbībā: ieejas un atskaites spriegumu salīdzināšana, līmeņa numura noteikšana, izejas numura veidošana dotajā kodā. . Vidējais ADC pastiprinājums tiek definēts kā atbilstošā DAC pastiprinājuma apgrieztais lielums:
k ADC = 1 / ΔU 0.
Tad ADC vadības raksturlīknes vienādojumu var uzrakstīt kā
ADC vadības raksturlielumam ir pakāpeniska forma.
ADC ieviešanas shēmas var iedalīt divos galvenajos veidos: paralēlā darbība un sērijveida darbība.
Paralēlās darbības ADC galvenā priekšrocība ir tā lielais ātrums. Analogās ieejas sprieguma pārvēršana decimālā daudzciparu skaitļā notiek tikai divos ciparu ķēdes elementu darbības ciklos. Galvenais šādu ADC trūkums ir liels analogo komparatoru un flip-flop skaits ķēdē, kas vienāds ar 2n-1, kas vairāku bitu paralēlā tipa ADC padara pārmērīgi dārgus.
Secīgā ADC ir nepieciešamas ievērojami mazākas aparatūras izmaksas. Uz att. 4.15 parāda sekošanas ADC ķēdi, kas pieder pie secīgo ķēžu grupas. Diagrammā izmantoti simboli, kas iepriekš nav minēti: GTI- pulksteņa impulsu ģenerators, SR- reversais skaitītājs, UZ- salīdzinājums, R- izvades reģistrs. Loģiskie apzīmējumi UN,VAI NĒ vispārpieņemts.
Salīdzinājums U iekšā Un U uh tiek veikts ar kombinētu analogo komparatoru ar divām izejām: "lielāks" (>) un "mazāks" (<). ЕслиU iekšā - U e >∆U0/ 2, tad viens signāls ir izejā >, savukārt elements Un 1 vada pulksteņa impulsus uz augšup/lejup skaitītāja summēšanas ieeju (+1). SR. Izvades skaits pieaug SR, un attiecīgi palielinās. U uhģenerēts DAC. Ja U iekšā - U e < ∆U0 /2 , tad izejā parādās viens signāls< , при этом импульсы от генератора тактовых импульсов через элемент UN 2 pāriet uz skaitītāja atņemšanas (-1) ievadi SR Un U uh samazinās. Kad nosacījums | U iekšā - U e | = ∆U0 /2 uz abām izejām UZ nulles signāli un elementi ir iezīmēti Un 1 Un UN 2 ir bloķēti pulksteņa impulsiem. Skaitītājs pārtrauc skaitīšanu, un skaitlis, kas paliek nemainīgs tā izvadē, parādās reģistra izvadē R. Atļauja ierakstīt reģistrā numuru dod viena elementa signālu VAI-NAV iekļauts divās izejās UZ.Ņemot vērā šo diagrammu par U iekšā Un U uh var konstatēt, ka ADC ir vadības sistēma, kas slēgta izejas koordinātu ziņā ar kontrolieri UZ releja darbība. Sistēma uzrauga ieejas sprieguma izmaiņas ar līdzsvara stāvokļa precizitāti ± U 0 /2 un dod ciparu izvades numuru, kas atbilst U iekšā. Izsekošanas ADC var ātri pārveidot tikai diezgan lēnas ieejas sprieguma izmaiņas.
Galvenais aplūkotā ADC trūkums ir slikta veiktspēja. Visnelabvēlīgākajā gadījumā, kad maksimālo spriegumu pie ieejas dod lēciens, būs nepieciešams izsniegt atbilstošo izejas vērtību ciparu kodā 2n-1 cikli. Dažas DAC un ADC shēmas un to darbība ir apskatītas /1/.
Jautājumi pašpārbaudei
1. Kāpēc automatizācijas sistēmās tiek izmantoti saskaņošanas elementi?
2. Kādu transformāciju veic fāzes detektors?
3. Kādos režīmos var darboties fāzes detektors?
4. Kādas ir fāzes detektora ieejas koordinātas?
5. Kāda ir fāzes detektora izejas koordināte?
6. Kāds ir fāzes detektora amplitūdas režīms?
7. Kāds ir fāzes detektora darbības fāzes režīms?
8. Kam automatizācijas sistēmās var izmantot fāzes detektorus?
9. Norādiet amplitūdas režīmā strādājoša fāzes detektora vadības raksturlīknes formulu.
10. Kādu pārveidošanu veic digitālais-analogais pārveidotājs?
11. Kādas ir ciparu-analogā pārveidotāja ieejas un izejas koordinātas?
12. Kādas ir digitālā-analogā pārveidotāja ķēdes galvenās daļas?
13. Dodiet formulas ciparu-analogā pārveidotāja vadības raksturlīknes un tā vidējā pārraides koeficienta aprēķināšanai.
14. Kāds ir ciparu-analogā pārveidotāja vadības raksturlielums?
15. Kādu pārveidošanu veic analogais-digitālais pārveidotājs?
16. Kādas ir analogā-digitālā pārveidotāja ieejas un izejas koordinātas?
17. Dodiet formulas analogā-digitālā pārveidotāja vadības raksturlielumu un tā vidējā pārraides koeficienta aprēķināšanai.
18. Kādi ir analogo-digitālo pārveidotāju veidi?
19. Kādas ir paralēlo analogo-digitālo pārveidotāju galvenās priekšrocības un trūkumi?
20. Kādas ir secīgo analogo-digitālo pārveidotāju galvenās priekšrocības un trūkumi?
21. Kāpēc ciparu-analogā pārveidotāju izmanto izsekošanas analogā-digitālā pārveidotāja ķēdē?
22. Kāda ir izsekošanas analogā-digitālā pārveidotāja maksimālā līdzsvara stāvokļa absolūtās konversijas kļūda?
SENSORI
Jautājumi pašpārbaudei
1. Kādas ir rotācijas leņķa sensora ieejas un izejas koordinātas?
2. Kādas ir kļūdas leņķa sensora ieejas un izejas koordinātas?
3. Kādās sistēmās var izmantot leņķa sensorus un novirzes sensorus?
4. Cik tinumu un kur ir trīsfāzu kontakta selsyn?
5. Kādas ir selsyn ievades un izejas koordinātas?
6. Kādos režīmos var darboties selsyn?
7. Kāds ir selsīna amplitūdas režīms?
8. Kāds ir selsīna fāzes režīms?
9. Dodiet formulu selsyn vadības raksturlielumu aprēķināšanai darbības amplitūdas režīmā.
10. Dodiet formulu selsyn vadības raksturlielumu aprēķināšanai fāzes darbības režīmā.
11. Kādi faktori nosaka sinhronizācijas statiskās kļūdas, kas izkropļo tā vadības raksturlīkni?
12. Kas izraisīja rotācijas leņķa sensora ātruma kļūdu, pamatojoties uz selsyn?
13. Kādā režīmā nesakritības leņķa sensora ķēdē darbojas selsins-sensors un selsyn-uztvērējs, ja par tā izvades koordinātām tiek izmantota selsin-uztvērēja rotora EML amplitūdas vērtība un šī EML fāze?
14. Dodiet formulu neatbilstības sensora vadības raksturlielumu aprēķināšanai, pamatojoties uz diviem sinhronizētiem piedziņām, kas darbojas transformatora režīmā.
15. Kādi ir selsyn bāzes leņķa sensoru galvenie trūkumi?
16. Kādam nolūkam rotācijas leņķa sensoru ieejā tiek izmantoti reducējošie mērreduktori?
17. Kādam nolūkam rotācijas leņķa sensoru ieejā tiek izmantoti pieaugošie mērreduktori?
18. Kā mainās leņķa mērīšanas kļūda, izmantojot pazeminošus mērīšanas pārnesumus?
19. Kad ir lietderīgi izmantot diskrētu leņķu sensorus?
20. Kādi ir galvenie elementi digitālā kodētāja dizainā, kura pamatā ir koda disks?
21. Kāpēc ciparu kodētāja vadības raksturlielums, kura pamatā ir koda disks, ir pakāpenisks?
22. Dodiet formulu digitālā griešanās leņķa sensora diskrētuma intervāla aprēķināšanai, pamatojoties uz koda disku.
23. Dodiet formulu digitālā leņķa sensora absolūtās kļūdas aprēķināšanai, pamatojoties uz koda disku.
24. Kādus projektēšanas pasākumus var izmantot, lai palielinātu bitu dziļumu digitālajam rotācijas leņķa sensoram, kura pamatā ir koda disks?
Leņķiskā ātruma sensori
DC tahoģenerators ir līdzstrāvas elektriskā mašīna ar neatkarīgu ierosmi vai pastāvīgiem magnētiem (5.6. att.). Ievades koordināte TG - leņķiskais ātrums w, izeja - spriegums Tu ārā, kas piešķirts slodzes pretestībai.
E tg \u003d kФw \u003d I (R tg + R n),
TG pārneses koeficients, V/rad; k \u003d pN / (2p a)- konstruktīvā konstante; F- ierosmes magnētiskā plūsma; R tg- armatūras tinuma un sukas kontakta pretestība.
 |
Stingri sakot, TG pārnesumskaitlis nepaliek nemainīgs, mainoties ātrumam, jo sukas kontakta pretestība un armatūras reakcija ir nelinearitāte. Tāpēc zema un liela ātruma zonās vadības raksturlīknē ir novērojama noteikta nelinearitāte (5.6. att., b). Nelinearitāte zemā ātruma zonā tiek samazināta, izmantojot metalizētas birstes ar zemu sprieguma kritumu. Raksturlieluma nelinearitāte armatūras reakcijas dēļ tiek samazināta, ierobežojot ātrumu no augšas un palielinot slodzes pretestību. Kad šie pasākumi tiek veikti, TG kontroles īpašības var uzskatīt par gandrīz vienkāršiem.
28. Regulatori suim.
1. “Ievades-izejas” klases analogie kontrolleri, kuru pamatā ir operacionālie pastiprinātāji
Neatkarīgi no regulatoru tehnoloģiskā mērķa tie visi ir sadalīti 2 lielās klasēs:
"Ievades/izejas" klases parametriskie kontrolleri (P-, PI-, PID- uc kontrolieri);
ACS stāvokļa kontrolieri (periodiski, modāli utt.).
Pirmā regulatoru klase CS EP funkcionālajās diagrammās ir apzīmēta kā pārejas funkcija.
1. Proporcionālais kontrolieris (P kontrolleris).
Regulatora shematiskā diagramma ir parādīta attēlā. 4.19.
Mēs pieņemsim, ka kontrollera ieejā ir vadības kļūdas signāls X vh, un X in = X h - X os. Šajā gadījumā divu rezistoru vietā R Zizlis R os lietots viens - R ievade
Plkstārā ( t)=UZ reg X iekšā ( t).
2. Integrāls regulators (I-regulators).
Regulatora shematiskā diagramma ir parādīta attēlā. 4.22.
Rīsi. 4.22. Integrētā regulatora shematiskā diagramma
Kontroliera pārsūtīšanas funkcija
Kur T T Un = R VX AR 0 .
Regulatora reakcija uz laiku:
Plkstārā ( t)=Plkstārā (0)+ 1/ ( R VX AR 0)X iekšā ( t)t.
P 
pārejošs process regulatorā nulles sākuma apstākļos ( Plkstārā (0)=0) būs tāda forma, kā parādīts attēlā. 4.23.
Integrētā regulatora funkcionālā diagramma ir parādīta attēlā. 4.24.
3. Diferenciāļa regulators (D-regulators).
Regulatora shematiskā diagramma ir parādīta attēlā. 4.25.
Kontroliera pārsūtīšanas funkcija
Kur T D - integratora laika konstante, T D = R 0 AR VX.
Regulatora reakcija uz laiku:
Plkstārā ( t)=T D (t),
Kur (t) ir Diraka delta funkcija.
Pārejas procesam regulatorā būs tāda forma, kā parādīts attēlā. 4.26.
AR 
Jāatzīmē, ka pašu operacionālo pastiprinātāju ierobežotais joslas platums neļauj veikt tīru (ideālu) diferenciāciju. Turklāt diferenciālo kontrolieru zemās trokšņu noturības dēļ ir izveidojusies prakse izmantot reālas diferencējošas saites, un šādu kontrolieru shēmas nedaudz atšķiras no tām, kas parādītas attēlā. 4.25.
Diferenciāļa kontrollera funkcionālā shēma ir parādīta attēlā. 4.27.
4. Proporcionālais-integrālais kontrolieris (PI kontrolleris).
Regulatora shematiskā diagramma ir parādīta attēlā. 4.28.
Kontroliera pārsūtīšanas funkcija
Kur K REG - regulatora pārneses koeficients, K REG= R 0 /R VX;
T Es ir integratora laika konstante, T Un = R VX AR 0 .
Regulatora reakcija uz laiku:
Plkstārā ( t)=Plkst out(0) + ( K REG + t/ ( R VX AR 0))X iekšā ( t).
Pārejas procesam kontrollerī nulles sākuma apstākļos būs tāda forma, kā parādīts attēlā. 4.29.
Proporcionālā-integrālā kontrollera pārsūtīšanas funkcija bieži tiek attēlota nevis kā divu terminu summa, bet gan kā tā sauktā izodroma saite.
, (4.53)
Kur T FROM — izodroma saites laika konstante, T NO = R 0 C 0 ,
T Un - kontrollera integrācijas laika konstante, T Un = R VX C 0 .
ACS struktūrā iekļautais PI kontrolleris nodrošina kompensāciju par vienu lielu vadības objekta laika konstanti (sk. 8.1. nodaļu).
Proporcionālais diferenciālais kontrolieris (PD kontrolieris) Regulatora shematiskā diagramma ir parādīta attēlā. 4.31.
Kur K K REG= R 0 /R VX;
T D - integratora laika konstante, T D = R 0 AR VX.
Regulatora reakcija uz laiku:
Plkstārā ( t)= K REG X iekšā ( t) +T D (t),
Kur (t) ir Diraka delta funkcija.
P 
pārejošajam procesam PD kontrollerī būs tāda forma, kā parādīts attēlā. 4.32, regulatora funkcionālā shēma ir parādīta attēlā. 4.33.
Rīsi. 4.32. Pārejošs process PD kontrollerī
6. Proporcionālais-integrālais-atvasinātais kontrolieris (PID-
regulators)
Regulatora shematiskā diagramma ir parādīta attēlā. 4.34.
Kontroliera pārsūtīšanas funkcija
Kur K REG - regulatora pārneses koeficients, K REG= R 0 /R VX + C VX / AR 0 ;
T Es esmu integrācijas laika konstante, T Un = R VX AR 0 ;
T D - diferenciācijas laika konstante, T D = R 0 AR VX.
Regulatora reakcija uz laiku:
Plkstārā ( t)=Plkstārā (0) + K REG X iekšā ( t) + (1/T UN P) X iekšā ( t) + T D (t),
Kur (t) ir Diraka delta funkcija.
Pārejas procesam regulatorā būs tāda forma, kā parādīts attēlā. 4.35, funkcionālā diagramma ir parādīta attēlā. 4.36.
Pēc analoģijas ar PI kontrolieri, PID regulatora MM bieži tiek attēlots kā otrās kārtas izodroma saite.
, (4.56)
Kur T NO,1 , T FROM,2 - izodroma saites laika konstantes; T NO,1 = R 0 AR 0 ,T NO,2 = =R iekšā AR ievade
PID regulators nodrošina divu lielu vadības objekta laika konstantu kompensāciju, nodrošinot dinamisko procesu intensitāti ACS.
Rakstā tiks apskatīts standarta darbības pastiprinātājs, kā arī dažādu šīs ierīces darbības režīmu piemēri. Līdz šim neviena vadības ierīce nav pilnīga bez pastiprinātājiem. Šīs ir patiesi universālas ierīces, kas ļauj veikt dažādas funkcijas ar signālu. Jūs uzzināsiet vairāk par to, kā tas darbojas un ko tieši šī ierīce ļauj paveikt.
Invertējošie pastiprinātāji
Invertējošā pastiprinātāja shēma op-amp ir diezgan vienkārša, to var redzēt attēlā. Tas ir balstīts uz darbības pastiprinātāju (tā komutācijas shēmas ir apskatītas šajā rakstā). Turklāt šeit:
- Rezistorā R1 ir sprieguma kritums, tā vērtībā tas ir tāds pats kā ieejai.
- Ir arī rezistors R2 - tas ir tāds pats kā izeja.
Šajā gadījumā izejas sprieguma attiecība pret pretestību R2 ir vienāda ar ieejas attiecību pret R1, bet apgriezti tai ir zīme. Zinot pretestības un sprieguma vērtības, varat aprēķināt pastiprinājumu. Lai to izdarītu, izejas spriegums ir jāsadala ar ieejas spriegumu. Šajā gadījumā darbības pastiprinātājam (tam var būt jebkuras komutācijas shēmas) var būt vienāds pastiprinājums neatkarīgi no veida.
Darbs ar atgriezenisko saiti
Tagad mums ir sīkāk jāanalizē viens galvenais punkts - atgriezeniskās saites darbs. Pieņemsim, ka ieejā ir kāds spriegums. Aprēķinu vienkāršības labad pieņemsim tā vērtību, kas vienāda ar 1 V. Pieņemsim arī, ka R1=10 kOhm, R2=100 kOhm.
Tagad pieņemsim, ka ir radusies kāda neparedzēta situācija, kuras dēļ spriegums pie kaskādes izejas ir iestatīts uz 0 V. Tad tiek novērota interesanta aina - divas pretestības sāk darboties pa pāriem, kopā tās veido sprieguma dalītāju. Invertējošā posma izejā tas tiek uzturēts 0,91 V līmenī. Tajā pašā laikā op-amp ļauj novērst neatbilstību ieejās, un izejā samazinās spriegums. Tāpēc ir ļoti vienkārši izveidot darbības pastiprinātāja ķēdi, kas, piemēram, realizē signāla pastiprinātāja funkciju no sensora.
Un šīs izmaiņas turpināsies līdz brīdim, kad izeja tiek iestatīta uz stabilu vērtību 10 V. Tieši šajā brīdī darbības pastiprinātāja ieejās potenciāli būs vienādi. Un tie būs tādi paši kā zemes potenciāls. No otras puses, ja spriegums turpina samazināties ierīces izejā un tas ir mazāks par -10 V, potenciāls ieejā kļūs mazāks nekā zemē. Tā rezultātā izejas spriegums sāk palielināties.
Šādai shēmai ir liels trūkums - ieejas pretestība ir ļoti maza, īpaši pastiprinātājiem ar lielu sprieguma pastiprinājuma vērtību, ja atgriezeniskā saite ir aizvērta. Un turpmāk apskatītajam dizainam nav visu šo trūkumu.
Neinvertējošs pastiprinātājs
Attēlā parādīta neinvertējoša pastiprinātāja diagramma, kuras pamatā ir darbības pastiprinātājs. Pēc tā analīzes mēs varam izdarīt vairākus secinājumus:
- Sprieguma vērtība UA ir vienāda ar ieeju.
- No dalītāja tiek noņemts spriegums UA, kas ir vienāds ar izejas sprieguma un R1 reizinājuma attiecību pret pretestību R1 un R2 summu.
- Gadījumā, ja UA vērtība ir vienāda ar ieejas spriegumu, pastiprinājums ir vienāds ar izejas sprieguma attiecību pret ieejas spriegumu (vai arī jūs varat pievienot vienu pretestību R2 un R1 attiecībai).
Šo dizainu sauc par neinvertējošu pastiprinātāju, tam ir praktiski bezgalīga ieejas pretestība. Piemēram, 411. sērijas darbības pastiprinātājiem tā vērtība ir vismaz 1012 omi. Un darbības pastiprinātājiem uz bipolāriem pusvadītāju tranzistoriem, kā likums, virs 108 omi. Bet kaskādes izejas pretestība, kā arī iepriekš aplūkotajā ķēdē, ir ļoti maza - omu daļas. Un tas ir jāņem vērā, aprēķinot darbības pastiprinātāju shēmas.
Maiņstrāvas pastiprinātāja ķēde
Abas shēmas, kas tika apspriestas iepriekš rakstā, darbojas Bet, ja maiņstrāva darbojas kā savienojums starp ieejas signāla avotu un pastiprinātāju, tad ierīces ieejā būs jānodrošina strāvas zemējums. Turklāt ir jāpievērš uzmanība faktam, ka strāvas vērtība ir ārkārtīgi maza.
Gadījumā, ja notiek maiņstrāvas signālu pastiprināšana, ir jāsamazina līdzstrāvas signāla pastiprinājums līdz vienotībai. Tas jo īpaši attiecas uz gadījumiem, kad sprieguma pieaugums ir ļoti liels. Pateicoties tam, ir iespējams ievērojami samazināt bīdes sprieguma ietekmi, kas tiek novadīta uz ierīces ieeju.
Otrais shēmas piemērs darbam ar maiņspriegumu
Šajā shēmā -3 dB līmenī var redzēt atbilstību 17 Hz frekvencei. Uz tā kondensatora pretestība ir divu kiloomu līmenī. Tāpēc kondensatoram jābūt pietiekami lielam.
Lai izveidotu maiņstrāvas pastiprinātāju, jums jāizmanto neinvertējoša tipa operētājsistēmas pastiprinātāja ķēde. Un tam jābūt pietiekami lielam sprieguma pieaugumam. Bet kondensators var būt pārāk liels, tāpēc labāk ir pārtraukt tā lietošanu. Tiesa, ir pareizi jāizvēlas bīdes spriegums, pēc vērtības pielīdzinot to nullei. Un jūs varat izmantot T-veida dalītāju un palielināt abu ķēdes rezistoru pretestības vērtības.
Kuru shēmu labāk izmantot
Lielākā daļa dizaineru dod priekšroku neinvertējošiem pastiprinātājiem, jo tiem ir ļoti augsta ieejas pretestība. Un viņi neievēro invertējošās shēmas. Bet pēdējam ir milzīga priekšrocība - tas nav prasīgs pret pašu darbības pastiprinātāju, kas ir tā "sirds".
Turklāt īpašības, patiesībā, tas ir daudz labāks. Un ar iedomātā zemējuma palīdzību visus signālus var apvienot bez lielām grūtībām, un tie viens uz otru neietekmēs. Var izmantot konstrukcijās un līdzstrāvas pastiprinātāja shēmā uz darbības pastiprinātāja. Viss atkarīgs no vajadzībām.
Un pēdējā lieta ir gadījumā, ja visa šeit aplūkotā ķēde ir savienota ar cita operētājsistēmas pastiprinātāja stabilu izeju. Šajā gadījumā pretestības vērtība ieejā nespēlē nozīmīgu lomu - vismaz 1 kOhm, vismaz 10, vismaz bezgalība. Šajā gadījumā pirmā kaskāde vienmēr pilda savu funkciju attiecībā pret nākamo.
Retranslatora ķēde
Operacionālā pastiprinātāja sekotājs darbojas līdzīgi kā emitētājs, kas uzbūvēts uz bipolāra tranzistora. Un veic līdzīgas funkcijas. Faktiski tas ir neinvertējošs pastiprinātājs, kurā pirmā rezistora pretestība ir bezgalīgi liela, bet otrā - nulle. Šajā gadījumā ieguvums ir vienāds ar vienotību.
Ir īpaši darbības pastiprinātāju veidi, kurus tehnoloģijā izmanto tikai atkārtotāju shēmām. Viņiem ir daudz labākas īpašības - kā likums, tā ir augsta veiktspēja. Kā piemēru var minēt tādus darbības pastiprinātājus kā OPA633, LM310, TL068. Pēdējam ir korpuss, piemēram, tranzistors, kā arī trīs izejas. Ļoti bieži šādus pastiprinātājus vienkārši sauc par buferiem. Fakts ir tāds, ka tiem ir izolatora īpašības (ļoti augsta ieejas pretestība un ārkārtīgi zema jauda). Aptuveni saskaņā ar šo principu strāvas pastiprinātāja ķēde tiek veidota uz darbības pastiprinātāja.
Aktīvais režīms
Faktiski šis ir darbības režīms, kurā darbības pastiprinātāja izejas un ieejas netiek pārslogotas. Ja ķēdes ieejai tiek pievadīts ļoti liels signāls, tad izejā tas vienkārši sāks griezties atbilstoši kolektora vai emitera sprieguma līmenim. Bet, kad spriegums izejā ir fiksēts izslēgšanas līmenī, spriegums operētājsistēmas pastiprinātāja ieejās nemainās. Šajā gadījumā diapazons nevar būt lielāks par barošanas spriegumu
Lielākā daļa op-amp ķēžu ir konstruētas tā, lai šīs svārstības būtu par 2 V mazākas nekā barošanas spriegums. Bet tas viss ir atkarīgs no tā, kura konkrētā op-amp pastiprinātāja ķēde tiek izmantota. Pastāv arī stabilitātes ierobežojums, pamatojoties uz darbības pastiprinātāju.
Pieņemsim, ka peldošā slodzes avotā ir sprieguma kritums. Ja strāvai ir normāls kustības virziens, jūs varat satikt no pirmā acu uzmetiena dīvainu slodzi. Piemēram, vairākas apgrieztas baterijas. Šo konstrukciju var izmantot, lai iegūtu tiešās uzlādes strāvu.
Daži piesardzības pasākumi
Vienkāršu sprieguma pastiprinātāju uz darbības pastiprinātāja (var izvēlēties jebkuru ķēdi) var izgatavot burtiski "uz ceļa". Bet jums ir jāņem vērā dažas funkcijas. Noteikti pārliecinieties, ka atgriezeniskā saite ķēdē ir negatīva. Tas arī liek domāt, ka ir nepieņemami sajaukt pastiprinātāja neinvertējošās un invertējošās ieejas. Turklāt jābūt līdzstrāvas atgriezeniskās saites cilpai. Pretējā gadījumā op-amp ātri pāries piesātinājumu.
Lielākajai daļai operētājsistēmu pastiprinātāju ir ļoti zems ieejas diferenciālais spriegums. Šajā gadījumā maksimālo starpību starp neinvertējošām un invertējošām ieejām var ierobežot līdz 5 V pie jebkura barošanas avota savienojuma. Ja šis nosacījums tiek ignorēts, ieejā parādīsies diezgan lielas strāvas, kas novedīs pie tā, ka visas ķēdes īpašības pasliktināsies.
Sliktākais šajā gadījumā ir paša darbības pastiprinātāja fiziska iznīcināšana. Tā rezultātā darbības pastiprinātāja pastiprinātāja ķēde pilnībā pārstāj darboties.
Jāņem vērā
Un, protams, ir jārunā par noteikumiem, kas jāievēro, lai nodrošinātu stabilu un izturīgu operacionālā pastiprinātāja darbību.
Vissvarīgākais ir tas, ka operācijas pastiprinātājam ir ļoti augsts sprieguma pastiprinājums. Un, ja spriegums starp ieejām mainās par milivoltu daļu, tā vērtība izejā var ievērojami mainīties. Tāpēc ir svarīgi zināt: operacionālajam pastiprinātājam izeja cenšas nodrošināt, lai sprieguma starpība starp ieejām būtu tuva (ideālā gadījumā vienāda) ar nulli.
Otrs noteikums ir tāds, ka darbības pastiprinātāja strāvas patēriņš ir ārkārtīgi mazs, burtiski nanoampēri. Ja pie ieejām ir uzstādīti lauka tranzistori, tad to aprēķina pikoampēros. No tā mēs varam secināt, ka ieejas nepatērē strāvu, neatkarīgi no tā, kurš darbības pastiprinātājs tiek izmantots, ķēde - darbības princips paliek nemainīgs.
Bet nedomājiet, ka op-amp patiešām pastāvīgi maina spriegumu ieejās. Fiziski to ir gandrīz neiespējami īstenot, jo nebūtu atbilstības otrajam noteikumam. Pateicoties darbības pastiprinātājam, tiek novērtēts visu ieeju stāvoklis. Ar ārējās atgriezeniskās saites ķēdes palīdzību spriegums tiek pārsūtīts uz ieeju no izejas. Rezultāts ir tāds, ka sprieguma starpība starp darbības pastiprinātāja ieejām ir nulle.
Atgriezeniskās saites jēdziens
Tas ir izplatīts jēdziens, un tas jau tiek izmantots plašā nozīmē visās tehnoloģiju jomās. Jebkurā vadības sistēmā ir atgriezeniskā saite, kas salīdzina izejas signālu un iestatīto vērtību (atsauce). Atkarībā no pašreizējās vērtības tiek veikta korekcija pareizajā virzienā. Turklāt vadības sistēma var būt jebkas, pat automašīna, kas brauc pa ceļu.
Vadītājs iedarbina bremzes, un atgriezeniskā saite šeit ir palēninājuma sākums. Zīmējot analoģiju ar tik vienkāršu piemēru, jūs varat labāk izprast atgriezenisko saiti elektroniskajās shēmās. Un negatīvas atsauksmes ir tad, ja automašīna paātrinās, kad tiek nospiests bremžu pedālis.
Elektronikā atgriezeniskā saite ir process, kurā signāls tiek pārsūtīts no izejas uz ieeju. Šajā gadījumā tiek dzēsts arī signāls pie ieejas. No vienas puses, tā nav pārāk saprātīga doma, jo no malas var šķist, ka ieguvums ievērojami samazināsies. Šādus pārskatus, starp citu, saņēma atgriezeniskās saites attīstības dibinātāji elektronikā. Bet ir vērts sīkāk izprast tā ietekmi uz darbības pastiprinātājiem - apsveriet praktiskās shēmas. Un kļūst skaidrs, ka tas patiešām nedaudz samazina pieaugumu, bet tas ļauj nedaudz uzlabot pārējos parametrus:
- Izlīdziniet frekvences reakcijas (nodrošiniet tās līdz vajadzīgajam).
- Ļauj paredzēt pastiprinātāja uzvedību.
- Spēj novērst nelinearitāti un signāla kropļojumus.
Jo dziļāka ir atgriezeniskā saite (mēs runājam par negatīvām atsauksmēm), jo mazāka ir atvērtā cikla raksturlielumu ietekme uz pastiprinātāju. Rezultāts - visi tā parametri ir atkarīgi tikai no tā, kādas īpašības ir ķēdei.
Ir vērts pievērst uzmanību tam, ka visi darbības pastiprinātāji darbojas režīmā ar ļoti dziļu atgriezenisko saiti. Un sprieguma pieaugums (ar savu atvērto cilpu) var sasniegt pat vairākus miljonus. Tāpēc pastiprinātāja shēma, kuras pamatā ir darbības pastiprinātājs, ir ļoti prasīga attiecībā uz atbilstību visiem barošanas avota un ieejas signāla līmeņa parametriem.
Kontrolieris veic nesakritības aprēķinu un pārveidošanu vadības darbībā saskaņā ar noteiktu matemātisko darbību. VSAU galvenokārt izmanto šādus kontrolieru veidus: proporcionālo (P), integrālo (I), proporcionālo-integrālo (PI), proporcionālo-integrālo-atvasinājumu (PID). Atkarībā no pārveidojamo signālu veida tiek izdalīti analogie un digitālie kontrolleri. Analogie regulatori (AP) tiek īstenoti, pamatojoties uz darbības pastiprinātājiem, digitāls - pamatojoties uz specializētām skaitļošanas ierīcēm vai mikroprocesoriem. Analogie kontrolleri pārveido tikai analogos signālus, kas ir nepārtrauktas laika funkcijas. Izejot cauri AR, tiek pārveidota katra nepārtrauktā signāla momentānā vērtība.
Lai ieviestu AR, darbības pastiprinātājs (operācijas pastiprinātājs) tiek ieslēgts saskaņā ar summēšanas pastiprinātāja ķēdi ar negatīvu atgriezenisko saiti. Regulatora veidu un tā pārsūtīšanas funkciju nosaka rezistoru un kondensatoru savienojuma ķēde ķēdēs pie ieejas un OS atgriezeniskā saite.
Analizējot regulatorus, mēs izmantosim divus galvenos pieņēmumus augsta pakāpe precizitāte tiek veikta operācijas pastiprinātājam ar negatīvu atgriezenisko saiti lineārā darbības režīmā:
Diferenciālais ieejas spriegums U OU ir vienāds ar nulli;
Op-amp invertējošās un neinvertējošās ieejas nepatērē strāvu, t.i. ieejas strāvas (2.2. att.). Tā kā neinvertējošā ieeja ir savienota ar "nulles" kopni, tad saskaņā ar pirmo pieņēmumu arī invertējošās ieejas potenciāls φ a ir nulle.
Rīsi. 2.2. Proporcionālā regulatora funkcionālā diagramma
Pārejot uz mainīgo pieaugumu vienādojumā (2.1) un izmantojot Laplasa transformāciju, iegūstam P-kontrollera pārsūtīšanas funkciju:
Kur - proporcionāls ieguvums.
Tādējādi P-kontrolerī tiek veikta kļūdas signāla proporcionāla pastiprināšana (reizināšana ar konstanti). u sacīkstēm.
Koeficients var būt lielāks vai mazāks par vienu. Uz att. 2.3 parāda atkarību u plkst = f(t) P-kontrolieris, kad mainās kļūdas signāls u sacīkstēm.
Integrētais kontrolieris (I-regulators) tiek realizēts, ja operētājsistēmas pastiprinātāja atgriezeniskās saites ķēdē ir iekļauts kondensators C OU (2.4. att.). I kontroliera pārsūtīšanas funkcija
kur ir integrācijas konstante, s.
Rīsi. 2.4. Integrētā regulatora funkcionālā shēma
I-kontrolerī kļūdas signāls ir integrēts u sacīkstēm.
Proporcionāli-integrālais kontrolieris (PI kontrolleris) tiek realizēts, atgriezeniskajā atgriezeniskajā saitē iekļaujot rezistoru R oh un kondensatoru C OU (2.6. att.).
Rīsi. 2.6. PI kontrollera funkcionālā shēma
PI kontrollera pārsūtīšanas funkcija
ir proporcionālo un integrālo kontrolleru pārsūtīšanas funkciju summa. Tā kā PI kontrollerim ir P un I kontrolieru īpašības, tas vienlaikus veic proporcionālu kļūdas signāla pastiprināšanu un integrāciju u sacīkstēm.
Proporcionālais-integrālais-diferenciālais regulators (PID kontrolleris) tiek realizēts vienkāršākajā gadījumā, PI regulatorā paralēli rezistoriem R 3 un R OC iekļaujot kondensatorus C 3 un C OS (2.8. att.).
Rīsi. 2.8. PID regulatora funkcionālā shēma
PID pārsūtīšanas funkcija
kur ir PID regulatora proporcionālais pastiprinājums; - diferenciācijas konstante; - integrācijas konstante; ; .
PID kontrollera pārsūtīšanas funkcija ir proporcionālā, integrālā un diferenciālā kontrollera pārsūtīšanas funkciju summa. PID regulators vienlaikus proporcionāls pastiprinājums, diferenciācija un kļūdas signāla integrācija u sacīkstēm.
17 Jautājums AEP koordinātu sensori.
Sensora blokshēma. AED (automātiskā elektriskā piedziņa) sensori tiek izmantoti, lai saņemtu atgriezeniskās saites signālus par kontrolētām koordinātām. Sensors ir ierīce, kas informē par AED kontrolētās koordinātas stāvokli, mijiedarbojoties ar to un pārveidojot reakciju uz šo mijiedarbību elektriskā signālā.
AED kontrolē elektriskās un mehāniskās koordinātas: strāva, spriegums, EML, griezes moments, ātrums, pārvietojums utt. To mērīšanai tiek izmantoti atbilstoši sensori.
AED koordinātu sensoru strukturāli var attēlot kā mērpārveidotāja (MT) un saskaņošanas ierīces (CS) seriālo savienojumu (2.9. att.). Mērpārveidotājs pārveido koordinātas X elektriskā sprieguma signālā Un(vai pašreizējais i), proporcionāls X . Atbilstošā ierīce pārveido izejas signālu Un IP atgriezeniskās saites signālā u OS , kas pēc izmēra un formas apmierina ACS.
Rīsi. 2.9. AED koordinātu sensora strukturālā diagramma
Strāvas sensori. Strāvas sensori (DT) ir paredzēti, lai iegūtu informāciju par motora strāvas stiprumu un virzienu. Uz tiem attiecas šādas prasības:
Vadības raksturlīknes linearitāte diapazonā no 0,1I nom līdz 5 I nom ne mazāka par 0,9;
Strāvas ķēdes un vadības sistēmas galvaniskās izolācijas pieejamība;
Augsta veiktspēja.
Kā mērpārveidotāji dīzeļdegvielā tiek izmantoti strāvas transformatori, izlīdzinošo droseles papildu (kompensācijas) tinumi, Hall elementi, šunti.
Strāvas sensori, kuru pamatā ir šunti, tiek plaši izmantoti motora strāvas mērīšanai. Šunts ir četru spaiļu rezistors ar tīri aktīvo pretestību R sh (neinduktīvs šunts), ar kuru strāvas spailēm ir pievienota strāvas ķēde, un potenciālam - mērīšana.
Saskaņā ar Oma likumu sprieguma kritums pāri aktīvajai pretestībai u=R w i.
Lai vājinātu šunta ietekmi uz strāvas pāreju motora ķēdē, tā pretestībai jābūt minimālai. Nominālā sprieguma kritums pāri šuntam parasti ir 75 mV, tāpēc tas ir jāpastiprina līdz nepieciešamajām vērtībām (3,0...3,5 V). Tā kā šuntam ir potenciāls savienojums ar strāvas ķēdi, strāvas sensoram jābūt galvaniskās izolācijas ierīcei. Kā šādas ierīces izmanto transformatoru un optoelektroniskās ierīces. Strāvas sensora blokshēma, kuras pamatā ir šunts, ir parādīta attēlā. 2.13.
Rīsi. 2.13. Strāvas sensora strukturālā diagramma, kuras pamatā ir šunts
Pašlaik strāvas sensori, kuru pamatā ir zāles elementi, kuras ir izgatavotas no pusvadītāju materiāla plānas plāksnes vai plēves veidā (2.14. att.). Kad elektriskā strāva I X iet caur plāksni, kas atrodas perpendikulāri magnētiskajam laukam ar indukciju IN, Hall emf tiek inducēts plāksnē e X:
kur ir koeficients atkarībā no materiāla īpašībām un plāksnes izmēriem.
Sprieguma sensori. IN Rezistīvie sprieguma dalītāji tiek izmantoti kā mērīšanas sprieguma pārveidotājs elektriskajā piedziņā (2.16. att.).
Rīsi. 2.16. Sprieguma sensora funkcionālā shēma
Dalītāja izejas spriegums.
EMF sensori. Ar zemām prasībām ātruma regulēšanas diapazonam (līdz 50), EMF atgriezeniskā saite tiek izmantota kā galvenā atgriezeniskā saite elektriskajā piedziņā.
Rīsi. 2.17. Armatūras EMF sensora funkcionālā shēma
Ātruma sensori. Lai iegūtu elektrisko signālu, kas ir proporcionāls motora rotora leņķiskajam ātrumam, tiek izmantoti tahoģeneratori un impulsa ātruma sensori. Tahoģeneratorus izmanto analogās automātiskās vadības sistēmās, impulsu - digitālajās.
Uz ātruma sensoriem attiecas stingras prasības attiecībā uz vadības raksturlīknes linearitāti, izejas sprieguma stabilitāti un tā pulsācijas līmeni, jo tie nosaka piedziņas statiskos un dinamiskos parametrus kopumā.
Elektriskajā piedziņā plaši tiek izmantoti līdzstrāvas tahoģeneratori ar pastāvīgajiem magnētiem. Lai samazinātu apgrozījuma pulsāciju līmeni, elektromotorā ir iebūvēti tahoģeneratori.
Impulsu ātruma sensoros kā primārais mērpārveidotājs tiek izmantoti impulsu nobīdes devēji, kuros impulsu skaits ir proporcionāls vārpstas griešanās leņķim.
Pozīcijas sensori. IN Pašlaik elektriskajā piedziņā mašīnu un mehānismu kustīgo daļu nobīdes mērīšanai izmanto indukcijas un fotoelektroniskos pārveidotājus.
Indukcijas transformatori ietver rotējošus transformatorus, selsīnus un induktosīnus. Induktosīni var būt apļveida vai lineāri.
Rotējošie transformatori (VT) sauc par maiņstrāvas elektriskajām mikromašīnām, kas pārvērš griešanās leņķi α sinusoidālā spriegumā, kas ir proporcionāls šim leņķim. Automātiskajā vadības sistēmā rotējošie transformatori tiek izmantoti kā neatbilstības mērītāji, kas fiksē sistēmas novirzi no noteiktas iepriekš noteiktas pozīcijas.
Rotējošajam transformatoram ir divi identiski vienfāzes sadalīti tinumi uz statora un rotora, kas nobīdīti viens pret otru par 90 °. Spriegums no rotora tinuma tiek noņemts, izmantojot slīdgredzenus un sukas vai izmantojot gredzenveida transformatorus.
VT darbības princips sinusa režīmā ir balstīts uz sprieguma, ko rotora tinumā inducē pulsējoša statora magnētiskā plūsma, atkarību no statora un rotora tinumu asu leņķiskā stāvokļa.
Selsins ir maiņstrāvas elektriskā mikromašīna ar diviem tinumiem: ierosmi un sinhronizāciju. Atkarībā no ierosmes tinuma fāžu skaita izšķir vienfāzes un trīsfāzes selsīnus. Sinhronizācijas tinums vienmēr ir trīsfāžu. ACS plaši izmanto bezkontakta selsīnus ar gredzenveida transformatoru.
Bezkontakta selsyn ar gredzenveida transformatoru sinhronizācijas tinumu ievieto statora rievās, ierosmes tinumu rievās vai uz selsyn rotora izteiktajiem poliem. Gredzena transformatora īpatnība ir tāda, ka tā primārais tinums atrodas uz statora, bet sekundārais - uz rotora. Tinumiem ir gredzeni, kas ievietoti magnētiskā sistēmā, kas sastāv no statora un rotora gredzenveida magnētiskajām ķēdēm, kuras pie rotora ir savienotas ar iekšējo magnētisko ķēdi, bet uz statora - ar ārējo. ACS sistēmā sinhronizācijas tiek izmantotas amplitūdas un fāzes nobīdes režīmā.
Selsyn tinumu ieslēgšanas shēma amplitūdas režīmā parādīta att. 2.19. Sinhronizācijas ievades koordināte šajā režīmā ir rotora griešanās leņķis τ. Par atskaites punktu tiek ņemta fāzes tinuma centra līnija A.
Rīsi. 2.19. Selsyn tinumu ieslēgšanas amplitūdas režīmā funkcionālā diagramma
Selsyn tinumu ieslēgšanas shēma fāzes maiņas režīmā ir parādīta attēlā. 2.20. Selsyn ievades koordināte šajā režīmā ir griešanās leņķis τ, un izejas koordināte ir izejas EMF fāze φ e attiecībā pret maiņstrāvas barošanas spriegumu.
Rīsi. 2.20. Selsyn tinumu ieslēgšanas funkcionālā shēma fāzes maiņas režīmā
18 Jautājums Impulsu fāzes vadības sistēmas. Tiristoru vadības principi.
Tiristori tiek izmantoti kā vadāmi slēdži taisngriežos. Lai atvērtu tiristoru, ir jāievēro divi nosacījumi:
Anoda potenciālam jāpārsniedz katoda potenciāls;
Vadības elektrodam jāpieliek atvēršanas (kontroles) impulss.
Tiek saukts brīdis, kad starp tiristora anodu un katodu parādās pozitīvs spriegums dabiskās atvēršanās brīdis. Atvēršanās impulsa padevi var aizkavēt atvēršanās leņķa dēļ attiecībā pret dabisko atvēršanās momentu. Rezultātā tiek aizkavēts strāvas pārejas sākums caur tiristoru, kas iedarbojas, un tiek regulēts taisngrieža spriegums.
Taisngrieža tiristoru vadīšanai tiek izmantota impulsa fāzes vadības sistēma (SIPC), kas veic šādas funkcijas:
Laika punktu noteikšana, kuros noteiktiem tiristoriem jāatveras; šos laika momentus nosaka vadības signāls, kas nāk no ACS izejas uz SIFU ieeju;
Pārraidāmo atvēršanas impulsu veidošanās esīstajā laikā pie tiristoru vadības elektrodiem un ar nepieciešamo amplitūdu, jaudu un ilgumu.
Atbilstoši atvēršanās impulsu nobīdes iegūšanas metodei attiecībā pret dabiskās atvēršanās punktu izšķir horizontālos, vertikālos un integrējošos vadības principus.
Ar horizontālo vadību (2.28. att.), vadības maiņstrāvas sinusoidālais spriegums u y ir fāzes nobīde (horizontāli) attiecībā pret spriegumu u 1, kas piegādā taisngriezi. Laika brīdī ωt=α no vadības sprieguma veidojas taisnstūrveida iedarbināšanas impulsi U gt . Horizontālā vadība elektriskajās piedziņās praktiski netiek izmantota ierobežotā leņķa α regulēšanas diapazona dēļ (apmēram 120°).
Ar vertikālo vadību (2.29. att.) atvēršanas impulsu padeves brīdi nosaka, kad vadības spriegums ir vienāds. u y (konstanta forma) ar mainīgu atsauces spriegumu (vertikāli). Sprieguma vienādības brīdī veidojas taisnstūrveida impulsi U gt.
Ar integrējošo vadību (2.30. att.) atvēršanas impulsu padeves momentu nosaka, kad mainīgais vadības spriegums ir vienāds. un plkst ar pastāvīgu atsauces spriegumu U o p Sprieguma vienādības brīdī veidojas taisnstūrveida impulsi U gt.
Rīsi. 2.28. Horizontālās kontroles princips
Rīsi. 2.29. Vertikālās vadības princips
Rīsi. 2.30. Integrēšanas kontroles princips
Saskaņā ar atvēruma leņķa a nolasīšanas metodi SIFU ir sadalīts daudzkanālu un vienkanālu. Daudzkanālu SIFU leņķi a katram taisngrieža tiristoram mēra savā kanālā, vienkanāla - vienā kanālā visiem tiristoriem. Rūpnieciskajā elektriskajā piedziņā pārsvarā tiek izmantoti daudzkanālu SIFU ar vertikālās vadības principu.