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一种预测函数控制的预测值实现电路   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2014-05-19
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2014-09-17
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2024-05-19
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 实用新型
申请号 CN201420259778.X 申请日 2014-05-19
公开/公告号 CN203838500U 公开/公告日 2014-09-17
授权日 2014-09-17 预估到期日 2024-05-19
申请年 2014年 公开/公告年 2014年
缴费截止日
分类号 G05B19/04 主分类号 G05B19/04
是否联合申请 独立申请 文献类型号 U
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 张日东、邹琴 第一发明人 张日东
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州求是专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
杜军
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。
  • 摘要附图
    一种预测函数控制的预测值实现电路
  • 说明书附图:图1
    一种预测函数控制的预测值实现电路
  • 说明书附图:图2
    一种预测函数控制的预测值实现电路
  • 说明书附图:图3
    一种预测函数控制的预测值实现电路
  • 说明书附图:图4
    一种预测函数控制的预测值实现电路
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2014-09-17 授权
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
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D1、D2、三个电容C1、C2、C3、十个电阻R1、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V1,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R11、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;
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。
说明书

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D1、D2、三个电容C1、C2、C3、十个电阻R1、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V1,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R11、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.
[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。

实施方案

[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A1、A2、A3、A4、四个三极管VT1、VT2、VT3、VT4、两个二极管D1、D2、三个电容C1、C2、C3、十个电阻R1、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V1,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和漏电流,所述直流电源V1、V2满足 ,其中 , 为采样周期, 为模型的时间常数,所述电阻R1、R2、R3、R4阻值相等,所述电阻R5、R6、R7、R8满足预测步长P= ,且满足P为整数。
[0017] 所述模型预测电路包括第一乘法电路和第二乘法电路。
[0018] 如图2所示,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R11、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;所述可变电阻R11、R12的阻值满足模型参数,所述电源电压V3的电压值为控制量 ,所述可变电阻R18的最大阻
值为25kΩ,所述电阻R19的阻值为1400kΩ,所述电阻R14、R15、R16、R17阻值相等。
[0019] 如图3所示,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R30的一端和电阻R23、电容C6的另一端,电阻R22的另一端接地;所述直流电源V4的电压值为 ,其中 为k时刻的模型输出值,所述可变电阻R24的最大阻值为
25kΩ,电阻R25的阻值为1400kΩ,电阻R20、R21、R22、R23的阻值相等。
[0020] 如图4所示,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;所述直流电源V5的电压值为,直流电源V6的电压值为 ,其中 为k时刻的模型输出值, 为k时刻对象的实际输出值,所述电阻R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33的阻值相等。
[0021] 本实用新型所涉及的预测函数控制的模型预测输出电路的实现过程简单合理,可以得到未来时刻的模型预测值,利用输出值可以在预测函数控制的实时控制取得较好效果。

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。
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