一种预测函数控制的预测值实现电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种预测函数控制的预测值实现电路。本实用新型包括指数电路、模型预测电路和校正输出电路。指数电路包括运算放大器A1、A2、A3、A4、三极管VT1、VT2、VT3、VT4、二极管D1、D2、电容C1、C2、C3、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10。模型预测电路包括第一乘法电路和第二乘法电路。校正输出电路包括运算放大器A8、A9、电容C7、电阻R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33。本实用新型采用电子电路实现了预测函数控制的预测值输出电路，从而使得在实时控制过程中，节省了计算机与各个模块的通讯时间，缩短了控制周期。
【专利说明】-种预测函数控制的预测值实现电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于自动化控制【技术领域】，具体涉及一种预测函数控制的预测输出值 的实现电路。
【背景技术】
[0002] 在许多控制系统中，信号采集、处理、控制等环节均受微处理器的控制。但是一些 运算函数的算法中，需要较长的机时，并且算法又会占用微处理器的资源。如果可以将预测 函数控制的一部分计算过程通过外围运算电路来实现，可以加快运算速度，节省微处理器 的资源。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种预测函数控制的预测输出值的实现电路，以获得 实际工业过程中的预测输出值。
[0004] 本实用新型包括指数电路、模型预测电路和校正输出电路。
[0005] 所述指数电路包括四个运算放大器A1、A2、A3、A4、四个三极管VT1、VT2、VT3、VT4、 两个二极管 Dl、D2、三个电容 Cl、C2、C3、十个电阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10。 运算放大器A1的反相输入端接电阻R1、电容C1的一端、二极管D1的阴极和三极管VT1的 集电极，电阻R1的另一端接电源电压VI，运算放大器A1的同相输入端接地，运算放大器A1 的输出端与电容C1的另一端、二极管D1的阳极和电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端接 三极管VT1和VT2的发射极，三极管VT2的基极接地，集电极与电容C2、电阻R2的一端和运 算放大器A2的反相输入端相连，电阻R2的另一端接电源电压V2,运算放大器A2的同相输 入端接地，输出端接电容C2的另一端、电阻R5、R7的一端，电阻R5的另一端接电阻R6的一 端和三极管VT4的基极，电阻R6的另一端接三极管VT3的基极和地，电阻R7的另一端接三 极管VT1的基极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，三极管VT3的集电极接电阻R4 的一端和运算放大器A3的反相输入端，运算放大器A3的同相输入端接地，输出端接电阻R4 的另一端，三极管VT3的发射极接三极管VT4的发射极和电阻R10的一端，三极管VT4的集 电极与二极管D2的阴极、电容C3、电阻R3的一端和运算放大器A4的反相输入端相连，二极 管D2的阳极与电阻R10、电容C3的另一端和运算放大器A4的输出端相接，运算放大器A4 的同相输入端接地，电阻R3的另一端接+1V电源电压。
[0006] 所述模型预测电路包括第一乘法电路和第二乘法电路。
[0007] 所述第一乘法电路包括4302多功能变换芯片IC1、两个运算放大器A5、A6、两个 电容C4、C5、三个可变电阻Rll、R12、R18、六个电阻R13、R14、R15、R16、R17、R19。可变电 阻R11 -端接直流电源V3,另一端接运算放大器A5的反相输入端、电解电容C4和可变电 阻R12的一端，运算放大器A5的同相输入端接电阻R13的一端，电阻R13另一端接地，运算 放大器A5的输出端接电解电容C4、可变电阻R12的另一端和4302多功能变换芯片IC1的 7引脚，运算放大器A6的反相输入端接电阻R14、R17和电解电容C5的一端，电阻R14的另 一端接运算放大器A3的输出端，电阻R15、R16的一端与运算放大器A6的同相输入端相连， 电阻R15的另一端接+1V直流电源，电阻R16的另一端接地，运算放大器A6输出端接电阻 R17、电解电容C5的另一端和电阻R18的一端，电阻R18的滑片和另一端与4302多功能变 换芯片IC1的13脚连接，4302多功能变换芯片IC1的1脚与电阻R19的一端连接，6脚、11 脚、12脚相连，3脚接-15V电压，10脚接地，14脚接+15V电压，2脚接电阻R21的一端，电阻 R19的另一端接+15V电压·
[0008] 所述第二乘法电路包括4302多功能变换芯片IC2、运算放大器A7、电容C6、五个电 阻R20、R21、R22、R23、R25、一个可变电阻R24。4302多功能变换芯片IC2的7脚接运算放 大器A3的输出端，1脚接电阻R25的一端，13脚接可变电阻R24的滑片和一端，6脚、11脚、 12脚相连，2脚接电阻R20的一端，3脚接-15V电压，10脚接地，14脚接+15V电压，电阻R24 的另一端接直流电源V4,电阻R25的另一端接+15V电压，电阻R20的另一端接运算放大器 A7的同相输入端和电阻R21的一端，电阻R21的另一端接4302多功能变换芯片IC1的2引 脚，运算放大器A7的反相输入端接电阻R22、R23和电容C6的一端，输出端接电阻R23、电 容C6的另一端，电阻R22的另一端接地。
[0009] 所述校正输出电路包括运算放大器A8、A9、电容C7、八个电阻R26、R27、R28、R29、 R30、R31、R32、R33。运算放大器A8的反相输入端接电阻R26、R29和电容C7的一端，同相输 入端接电阻R27、R28的一端，输出端接电阻R29、电容C7的另一端和电阻R33的一端，电阻 R26的另一端接直流电源V5,电阻R27的另一端接直流电源V6,电阻R28的另一端接地；运 算放大器A9的同相输入端接电阻R33的另一端和电阻R30的一端，反相输入端接电阻R31、 R32的一端，输出端接电阻R31的另一端。
[0010] 本实用新型采用电子电路实现了预测函数控制的预测值输出电路，从而使得在实 时控制过程中，节省了计算机与各个模块的通讯时间，缩短了控制周期。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型的指数电路示意图。
[0012] 图2为模型预测电路的第一乘法电路示意图。
[0013] 图3为模型预测电路的第二乘法电路示意图。
[0014] 图4为校正输出电路示意图。
【具体实施方式】
[0015] 以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0016] 如图1所示，所述指数电路包括四个运算放大器Al、A2、A3、A4、四个三极管VT1、 ￥丁2、￥了3、￥了4、两个二极管01、02、三个电容(：1、02、03、十个电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、 R8、R9、R10。运算放大器A1的反相输入端接电阻R1、电容C1的一端、二极管D1的阴极和 三极管VT1的集电极，电阻R1的另一端接电源电压VI，运算放大器A1的同相输入端接地， 运算放大器A1的输出端与电容C1的另一端、二极管D1的阳极和电阻R9相连，电阻R9的 另一端接三极管VT1和VT2的发射极，三极管VT2的基极接地，集电极与电容C2、电阻R2的 一端和运算放大器A2的反相输入端相连，电阻R2的另一端接电源电压V2,运算放大器A2 的同相输入端接地，输出端接电容C2的另一端、电阻R5、R7的一端，电阻R5的另一端接电 阻R6的一端和三极管VT4的基极，电阻R6的另一端接三极管VT3的基极和地，电阻R7的 另一端接三极管VT1的基极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，三极管VT3的集电 极接电阻R4的一端和运算放大器A3的反相输入端，运算放大器A3的同相输入端接地，输 出端接电阻R14的一端、4302多功能变换芯片IC2的7脚和电阻R4的另一端，三极管VT3 的发射极接三极管VT4的发射极和电阻R10的一端，VT4的集电极与二极管D2的阴极、电 容C3、电阻R3的一端和运算放大器A4的反相输入端相连，二极管D2的阳极与电阻R10、电 容C3的另一端和运算放大器A4的输出端相接，运算放大器A4的同相输入端接地，电阻R3 的另一端接+1V电源电压；所述三极管VT1、VT2和VT3、VT4为对管，补偿三极管的反向饱
【权利要求】
1. 一种预测函数控制的预测值实现电路，包括指数电路、模型预测电路和校正输出电 路，其特征在于： 所述指数电路包括四个运算放大器A1、A2、A3、A4、四个三极管VT1、VT2、VT3、VT4、两个 二极管 Dl、D2、三个电容 Cl、C2、C3、十个电阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10 ;运算 放大器A1的反相输入端接电阻R1、电容C1的一端、二极管D1的阴极和三极管VT1的集电 极，电阻R1的另一端接电源电压VI，运算放大器A1的同相输入端接地，运算放大器A1的输 出端与电容C1的另一端、二极管D1的阳极和电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端接三极 管VT1和VT2的发射极，三极管VT2的基极接地，集电极与电容C2、电阻R2的一端和运算放 大器A2的反相输入端相连，电阻R2的另一端接电源电压V2,运算放大器A2的同相输入端 接地，输出端接电容C2的另一端、电阻R5、R7的一端，电阻R5的另一端接电阻R6的一端和 三极管VT4的基极，电阻R6的另一端接三极管VT3的基极和地，电阻R7的另一端接三极管 VT1的基极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，三极管VT3的集电极接电阻R4的一端 和运算放大器A3的反相输入端，运算放大器A3的同相输入端接地，输出端接电阻R4的另 一端，三极管VT3的发射极接三极管VT4的发射极和电阻R10的一端，三极管VT4的集电极 与二极管D2的阴极、电容C3、电阻R3的一端和运算放大器A4的反相输入端相连，二极管 D2的阳极与电阻R10、电容C3的另一端和运算放大器A4的输出端相接，运算放大器A4的 同相输入端接地，电阻R3的另一端接+1V电源电压； 所述模型预测电路包括第一乘法电路和第二乘法电路； 所述第一乘法电路包括4302多功能变换芯片IC1、两个运算放大器A5、A6、两个电容 C4、C5、三个可变电阻 Rll、R12、R18、六个电阻 R13、R14、R15、R16、R17、R19 ;可变电阻 R11 一端接直流电源V3,另一端接运算放大器A5的反相输入端、电解电容C4和可变电阻R12的 一端，运算放大器A5的同相输入端接电阻R13的一端，电阻R13另一端接地，运算放大器A5 的输出端接电解电容C4、可变电阻R12的另一端和4302多功能变换芯片IC1的7引脚，运 算放大器A6的反相输入端接电阻R14、R17和电解电容C5的一端，电阻R14的另一端接运 算放大器A3的输出端，电阻R15、R16的一端与运算放大器A6的同相输入端相连，电阻R15 的另一端接+1V直流电源，电阻R16的另一端接地，运算放大器A6输出端接电阻R17、电解 电容C5的另一端和电阻R18的一端，电阻R18的滑片和另一端与4302多功能变换芯片IC1 的13脚连接，4302多功能变换芯片IC1的1脚与电阻R19的一端连接，6脚、11脚、12脚相 连，3脚接-15V电压，10脚接地，14脚接+15V电压，2脚接电阻R21的一端，电阻R19的另 一端接+15V电压； 所述第二乘法电路包括4302多功能变换芯片IC2、运算放大器A7、电容C6、五个电阻 尺20、1?21、1?22、1?23、1?25、一个可变电阻1?24;4302多功能变换芯片扣2的7脚接运算放大器 A3的输出端，1脚接电阻R25的一端，13脚接可变电阻R24的滑片和一端，6脚、11脚、12脚 相连，2脚接电阻R20的一端，3脚接-15V电压，10脚接地，14脚接+15V电压，电阻R24的 另一端接直流电源V4,电阻R25的另一端接+15V电压，电阻R20的另一端接运算放大器A7 的同相输入端和电阻R21的一端，电阻R21的另一端接4302多功能变换芯片IC1的2引脚， 运算放大器A7的反相输入端接电阻R22、R23和电容C6的一端，输出端接电阻R23、电容C6 的另一端，电阻R22的另一端接地； 所述校正输出电路包括运算放大器A8、A9、电容C7、八个电阻R26、R27、R28、R29、R30、 R31、R32、R33 ;运算放大器A8的反相输入端接电阻R26、R29和电容C7的一端，同相输入端 接电阻R27、R28的一端，输出端接电阻R29、电容C7的另一端和电阻R33的一端，电阻R26 的另一端接直流电源V5,电阻R27的另一端接直流电源V6,电阻R28的另一端接地；运算放 大器A9的同相输入端接电阻R33的另一端和电阻R30的一端，反相输入端接电阻R31、R32 的一端，输出端接电阻R31的另一端。
【文档编号】G05B19/04GK203838500SQ201420259778
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】张日东, 邹琴 申请人:杭州电子科技大学