[发明专利]一种硬件闭环放大电路

说明书

技术领域

本发明属于实时自动控制系统技术领域，尤其是涉及一种硬件闭环放大电路。

背景技术

在电气自动控制系统中，要想让外部控制系统跟随给定值，一般是通过将外部反馈读入计算机，然后再将给定值与反馈值进行比较，经计算给出控制信号，控制执行机构。但通过计算机控制，需要进行通讯、采样、运算等多个环节，控制延时较多，使控制的实时性大打折扣，这在实时性要求很高的系统中，是很不利的。目前，国内外的控制系统绝大多数采用的是计算机、工控机或PLC进行电气自动控制，均在不同程度上存在上述问题，罕见有用于高实时控制的硬件闭环电路。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种硬件闭环电路。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的硬件闭环放大电路，其由反馈信号输入电路、反馈信号放大电路、比较电路和硬件比例积分电路(硬件PI电路)组成，反馈信号输入电路，对输入的外部信号(反馈信号)进行处理，如果输入信号是电流信号，将电流信号转换为电压信号，如果是电压信号，可不做处理，并可对输入信号进行偏置处理；反馈信号放大电路，对所述的反馈信号输入电路的输出信号放大；比较电路，将所述的反馈信号放大电路的输出信号与给定的控制信号进行比较，输出差值信号；硬件PI电路，对所述的比较电路输出的差值信号放大，控制执行机构。

所述的硬件闭环放大电路，其反馈信号输入电路包括：将外部输入的电流信号转换为电压信号的电阻，设置在与外部传感器连接的第一输入端子与地之间；以及调整输入信号电压的偏置电阻。

所述的硬件闭环放大电路，其反馈信号放大电路包括第一放大器，放大器的输入端与第一输入端子连接，输入端与输出端之间设置有跳线和滑线变阻器，调节输入信号的放大倍数，输出端与比较电路的输入端连接。

所述的硬件闭环放大电路，其比较电路包括第二放大器，输入端与上述第一放大器的输出端、输入给定的控制信号的第二输入端子连接，输出端与硬件PI电路的输入端连接。

所述的硬件闭环放大电路，其反馈信号放大电路应使输出信号跟随给定信号，给定和输出有差值，比较电路的输出端才会有控制量输出。

所述的硬件闭环放大电路，其硬件PI电路包括第三放大器，输入端与上述的第二放大器的输出端连接，输入端与输出端之间跨接有串联的电阻与滑线变阻器、串联的电容与跳线，输出端通过输出端子连接执行机构。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明硬件闭环放大电路，利用硬件，而不通过计算机控制，则不需要进行通讯、采样、运算等多个环节，减少控制延时步骤，能够使系统快速的调节，实现高实时性控制。

附图说明

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的一实施方式涉及的硬件闭环放大电路的结构图。

具体实施方式

如图1所示：本发明硬件闭环放大电路，其由反馈信号输入电路、反馈信号放大电路、比较电路和硬件比例积分电路(硬件PI电路)组成，反馈信号输入电路，对输入的外部信号(反馈信号)进行处理，如果输入信号是电流信号，将电流信号转换为电压信号，如果是电压信号，可不做处理，并可对输入信号进行偏置处理；反馈信号放大电路，对所述的反馈信号输入电路的输出信号放大；比较电路，将所述的反馈信号放大电路的输出信号与给定的控制信号进行比较，输出差值信号；硬件PI电路，对所述的比较电路输出的差值信号放大，控制执行机构。

如图2所示，所述的硬件闭环放大电路，其反馈信号输入电路包括：将电流信号转换为电压信号的电阻：并联电阻R3A和R3B，设置在第一输入端子P1-33与地之间；偏置电阻：电阻R1、滑线变阻器W1及电阻R2，+15V电源串接电阻R1，滑线变阻器W1及电阻R2，电阻R2与-15V电源连接，滑线变阻器W1的中间抽头经电阻R4接到反馈信号放大电路的放大器IC2的输入端。

所述的硬件闭环放大电路，其反馈信号放大电路包括第一放大器IC2，放大器IC2的输入端(2脚)通过电阻R5与第一输入端子P1-33连接，2脚与输出端(6脚)之间跨接电容C2、串联的电阻R8B与滑线变阻器W3，电阻R8A与跳线J1串联后与电阻R8B并联，滑线变阻器W3的中间抽头接放大器IC2的6脚，6脚还可通过输出端子P1-41连接工控机的模拟量输入板，用于计算机内部的运算或人机界面的显示。