一种快调节无扰动切换的复合控制环的制作方法

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及与电力电子技术配合可用于包括航空、汽车、石油和煤炭开采在内众多行业的电路环路控制系统，具体为一种快调节无扰动切换的复合控制环。

背景技术：

现如今，在传统的控制环中，由于单一的控制环参数，所有的误差调节的调节速率以同一参数调节，针对存在大范围干扰，例如突加负载进行的参数设置一般无法满足小范围，即负载的轻微变化等的干扰调节要求，同理，满足小范围的扰动则对大范围的扰动调节能力将减弱，致使控制系统的调节性能下降，不利于电路环路控制系统的使用，难以满足包括航空、汽车、石油和煤炭开采在内的众多行业的使用需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种快调节无扰动切换的复合控制环，以解决上述背景技术中提出的控制系统调节性能下降的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种快调节无扰动切换的复合控制环，包括运算放大器、一号电阻、二号电阻和滤波电路；所述运算放大器的输入端与一号电阻电性相连，一号电阻的输入端电性连接有二极管；二极管的输出端与滤波电路电性相连；所述滤波电路的输出端与运算放大器电性相连，所述运算放大器的输入端与二号电阻电性相连，二号电阻用于接收电路环路系统的内部扰动信号参考源；所述运算放大器的输出端分别电性连接有第一开关调节电路和第二开关调节电路；所述第一开关调节电路与第二开关调节电路用于调节电路环路系统的扰动值以让电路环路系统稳定运行。

优选的，所述滤波电路包括电阻和电容，滤波电路用于滤掉扰动信号中的高频干扰。

优选的，所述运算放大器用于判断扰动信号的程度以确定为大范围扰动或小范围扰动，运算放大器采用op11-741型、ad8671s型、pm156s型、ad712型运算放大器中的任意一种。

优选的，所述二级管用于接收电路环路系统输入的扰动信号并设定大小范围扰动界限，二级管采用ru1-ru4型、mr850-mr858型、px12a02-px12a13型二极管的任意一种。

优选的，所述第一开关调节电路与第二开关调节电路中的开关均采用qbz-235型、qjz-235型开关的任意一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能够在控制环的原件中加入二极管并与电容和电阻，并在第一开关调节电路和第二开关调节电路的配合下，将两个及以上的控制环功能在同一控制环上实现大小范围扰动的两种调节，且两种调节是共存且互不干扰的，从而不损失控制系统的调节性能，解决了现有控制系统调节性能下降的问题。

附图说明

图1为本发明快调节无扰动切换的复合控制环的控制框图；

图2为本发明快调节无扰动切换的复合控制环的控制流程图；

图3为本发明快调节无扰动切换的复合控制环的下限控制电路图；

图4为本发明快调节无扰动切换的复合控制环的区间控制电路图；

图5为本发明快调节无扰动切换的复合控制环的上限控制电路图。

图中：1运算放大器、2一号电阻、3二极管、4滤波电路、5第一开关调节电路、6第二开关调节电路、7二号电阻。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种快调节无扰动切换的复合控制环，包括运算放大器1、一号电阻2、二号电阻7和滤波电路4；运算放大器1的输入端与一号电阻2电性相连，一号电阻2的输入端电性连接有二极管3；运算放大器1用于判断扰动信号的程度以确定为大范围扰动或小范围扰动，运算放大器1采用op11-741型、ad8671s型、pm156s型、ad712型运算放大器中的任意一种；二极管3的输出端与滤波电路4电性相连；二级管3用于接收电路环路系统输入的扰动信号并设定大小范围扰动界限，二级管3采用ru1-ru4型、mr850-mr858型、px12a02-px12a13型二极管的任意一种；滤波电路4的输出端与运算放大器1电性相连，滤波电路4包括电阻和电容，滤波电路4用于滤掉扰动信号中的高频干扰；运算放大器1的输入端与二号电阻7电性相连，二号电阻7用于接收电路环路系统的内部扰动信号参考源；运算放大器1的输出端分别电性连接有第一开关调节电路5和第二开关调节电路6；第一开关调节电路5与第二开关调节电路6用于调节电路环路系统的扰动值以让电路环路系统稳定运行；第一开关调节电路5与第二开关调节电路6中的开关均采用qbz-235型、qjz-235型开关的任意一种。

请参阅图2所示，当电路环路系统扰动进入控制环时，即扰动信号输入至二极管3；控制环以二极管3压降定义的限值，并通过运算放大器1判断扰动的大小，当扰动信号轻微时，电路环路控制系统通过第一开关调节电路5进行“轻微”调节直到系统稳定，当出现较大的扰动是，电路环路控制系统会进入快速调节的状态，即通过第二开关调节电路6，短时间内将电路环路控制系统的误差调节至“轻微”状态，而后若不继续出现大扰动，则通过第一开关调节电路5实现进入轻微调节范围至稳定；若在此期间出现大范围扰动，则重新开始此调节过程，由于此过程中，第一开关调节电路5和第二开关调节电路6两种调节电路是共存且互不干扰的，从而两种调节方式的调节性能不会有所损失。

请参阅图4所示复合控制环的区间控制电路，二极管3采用d1和d2，通过d1和d2的压降设定大小范围扰动的界限参考值；请参阅图3和图5所示，图3为复合控制环的下限控制电路，图5为复合控制环的上限控制电路，滤波电路4采用电阻r2和电容c1组成，一号电阻2为r1，二极管3为d1，二号电阻7为r3。

复合控制环的实现原理：扰动信号输入r1、以及d1/d2，扰动信号的内部参考源输入至r3，输入的扰动信号经过滤波电路4的r2和c1过滤传输至运算放大器1进行运算放大，并将放大的扰动信号与内部参考源的扰动信号进行对比判断，从而通过运算放大器1来判断扰动信号的程度以确定为大范围扰动或是小范围扰动，当是小范围扰动时通过第一开关调节电路调节5，当是大范围扰动时通过第二开关调节电路6调节，使得电路环路复合控制环控制系统稳定运行；本发明复合控制环能够根据使用的需要限值选择合适型号的二极管3，本发明同样适用于其它形式的控制环路。

其中，本发明复合控制环的控制电路，在环路正常运行时，控制环原件，即电容和电阻的技术参数是不变的；其中能够根据二极管3的压降设定大小范围扰动的界限参考值。

本发明能够在控制环的原件中加入二极管3并与电容和电阻，并在第一开关调节电路5和第二开关调节电路6的配合下，将两个及以上的控制环功能在同一控制环上实现大小范围扰动的两种调节，且两种调节是共存且互不干扰的，从而不损失控制系统的调节性能，解决了现有控制系统调节性能下降的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。