средства цифровой вычислительной техники. Появление Р. ц. связано с развитием цифровых вычисл. устр-в и применением их в системах автоматического управления (САУ) для различных целей: решения задачи регулирования при заданной программе изменения регулируемой величины, синтеза по определенному алгоритму самой программы изменения регулируемой величины, реализации различных алгоритмов самонастройки и др. В зависимости от назначения САУ и сложности решаемых ею задач цифровая техника в САУ может быть представлена в виде отдельных вычисл. устр-в, предназначенных для реализации простейших алгоритмов, и в виде универсальных или специализированных ЦВМ, реализующих сложные алгоритмы. Из всего многообразия цифровых устр-в, встречающихся в САУ, к Р. ц. относятся лишь те блоки и устр-ва (цифровые и аналоговые), которые предназначены для решения задачи регулирования.
Дискретный аналог пропорционально-интегр.-диффер. регулирования закона, реализуемого 
, имеет вид
где 
выходная величина регулятора (управляющее воздействие на объект); 
отклонение действительного значения регулируемой величины от заданного в моменты времени 
коэффициенты.
В общем случае Р. ц. состоит из входных устр-в, вычислителя и выходных устр-в. Структура всех этих устр-в и структурная схема Р. ц. в целом зависят от закона регулирования и способа его реализации, от формы входного и выходного сигналов и от других факторов.
Входные устройства Р. ц. представляют собой совокупность блоков, предназначенных для получения электр. сигналов, пропорциональных измеренному и заданному значениям регулируемой величины, сравнения этих значений и получения в цифровой форме сигнала е. Во входном устр-ве эти функции реализуются следующими блоками: датчиком регулируемой величины (преобразующим неэлектрическую величину в электр.), задающим блоком (формирующим сигнал, соответствующий заданному значению регулируемой величины), блоком отклонения (выходной сигнал которого пропорционален отклонению 
). Выходные сигналы датчика и блока задания могут быть представлены в аналоговой или цифровой форме. В связи с этим можно указать три осн. типа структурных схем входного устр-ва Р. ц. (рис. 1). Входное устр-во 1-го типа (рис. 1, а) применяют, гл. обр., в одноканальных Р. ц. при использовании аналоговых датчиков АД с выходным сигналом в виде тока и напряжения (АЗ — аналоговый блок задания). В связи с тем, что точность АД не превышает 0,5%, к аналого-цифровому преобразователю АЦП, включенному на выходе аналогового блока отклонения АО, требования по точности невысоки — он должен обладать стабильностью нуля и линейностью статической характеристики. Входное устр-во 2-го типа (рис. 1, б) выгодно применять в многоканальных Р. ц., где можно применить один АЦП с поочередным подключением к различным датчикам.
Входные устр-ва 3-го типа (рис. 1, в) используют, в основном, в одноканальных Р. ц. Здесь цифровые датчики ЦД применяют для измерения некоторых физ. величин, напр., линейных и угловых перемещений (ЦЗ и ЦО соответственно — цифровые блоки задания и отклонения). Точность измерения регулируемой величины такими датчиками очень высока. Аналоговые блоки, используемые во входных устр-вах Р. ц., в принципе могут быть теми же, что и в регуляторах непрерывного действия.
Вычислительные устройства Р. ц. представляют собой совокупность различных вычисл. блоков, запоминающих элементов и логических устр-в, которые обеспечивают вычисление управляющего воздействия в соответствии с принятым законом регулирования. Вычислительное устр-во (рис. 2) включает блок настройки БН, блок цифровых операторов БЦО и блок управления БУ. БН предназначен для хранения коэффициентов настройки 
а в некоторых случаях осуществляет и умножение отклонений на эти коэффициенты. Б У обеспечивает последовательность работы всех блоков Р. ц. в соответствии с принятым алгоритмом и представляет собой совокупность логических устр-в, формирующих последовательность командных импульсов, поступающих на другие блоки.
БЦО выполняет основные операции по вычислению отдельных составляющих закона регулирования. В зависимости от способа кодирования входной величины (число-импульсный код, частотно-импульсный код) существуют различные варианты схем вычисления составляющих закона регулирования. Все эти схемы состоят из типовых элементов цифровой техники: реверсивных счетчиков, схем сравнения, схем переполнения и др.
Для примера на рис. 3 приводится структурная схема вычисления интегральной составляющей закона регулирования
в случае, когда отклонение представлено в число-импульсном коде. Эта схема состоит из реверсивного счетчика РС и ряда логич. схем. На вход счетчика поступают число-импульсный код, несущий информацию о величине 
и сигнал о знаке отклонения. Сигнал 
складывается с содержимым счетчика (или вычитается из него в зависимости от знака отклонения). Т. о., на счетчике накапливается сумма 
выраженная в
двоичном параллельном коде. Чтобы избежать переполнения счетчика и «опрокидывания» его в нулевое состояние, вводится схема ограничения, которая в данном случае состоит из схемы совпадения СС и двух схем переполнения СП (одна работает при суммировании, другая — при вычитании). В момент, когда во всех разрядах счетчика будет единица, схема переполнения срабатывает и запирает схему совпадения. Очевидно, в случае переполнения интегральная составляющая будет вычисляться неточно.
Выходные устройства Р. ц. (рис. 4) представляют собой совокупность блоков и устр-в, при помощи которых осуществляется воздействие на регулируемый объект в соответствии с выходным сигналом вычисл. устр-ва. К выходным устр-вам относятся: цифро-аналоговые преобразователи ЦАП, блоки памяти БП, усилители У, исполнительные механизмы ИМ различных типов. Эти блоки могут представлять собой конструктивно независимые устр-ва или входить в состав других устр-в, совмещающих выполнение нескольких функций. В выходных устр-вах, приведенных на рис. 4, а и 4, б, применяют интегрирующие ИМ — электр. двигатели постоянного (или переменного) тока Д или шаговые двигатели ШД (везде Р — редуктор). В схеме на рис. 4, а ЦАП в моменты времени 
преобразует управляющий сигнал 
в пропорциональное значение длительности импульса 
. В течение интервалов времени двигатель подключается к внеш. источнику энергии. При использовании шагового двигателя целесообразно, чтобы цифровая часть регулятора выдавала сигнал 
в число-импульсном коде. В этом случае система управления шаговым двигателем состоит из коммутатора фаз КФ и усилителя У. На рис. 4, в, г приведены структурные схемы выходных устр-в пропорционального типа, в которых выходная координата и 
пропорциональна величине сигнала 
. Пропорциональность обеспечивается введением обратной связи по положению выходной координаты исполнительного органа. В случае, представленном на рис. 4, в, обратная связь охватывает только аналоговую часть. Сигнал с аналогового датчика АД алгебраически суммируется на входе усилителя с сигналом ЦАП. Точность такой системы можно довести до 
при использовании общепромышленных ИМ. В системе, представленной на рис. 4, г, для получения сигнала обратной связи по положению используют цифровой датчик ЦД или сочетание аналогового датчика с АЦП. Эти системы могут обладать высокой точностью и быстродействием.
Для представления сигнала в цифровом коде в Р. ц. осуществляется квантование сигнала по уровню и по времени. Квантование по уровню делает систему с Р. ц. нелинейной, а квантование по времени — импульсной. Для анализа и синтеза систем управления с Р. ц. применяют методы теории импульсных и нелинейных систем.
Р. ц. широко применяют в таких системах, где невозможно или нецелесообразно применять регуляторы других типов, в частности, регуляторы непрерывного действия. К таким системам относятся: системы управления процессами, информацию о состоянии которых можно получить в дискретные моменты времени, а также системы, в которых регулирующее воздействие осуществляется в дискретные моменты времени (напр., операции взвешивания, дозировки, работа со сложными измерительными установками и др.); системы управления высокой точности, в которых для измерения регулируемой величины используют высокоточные
1. Структурные схемы входных устройств цифрового регулятора: 
измеряемая входная величина; 
задающее воздействие; индексом 
помечены сигналы в цифровой форме.
2. Функциональная схема вычислительного устройства.
3. Структурная схема вычисления интегральной составляющей.
4. Структурные схемы выходных устройств цифрового регулятора.
точные цифровые и частотные датчики; системы управления процессами, наблюдение за состоянием которых осуществляется путем централизованного контроля (выходные сигналы систем централизованного контроля, а также сигналы с различных информационных машин обычно выдаются в цифровой форме в дискретные моменты времени); системы управления медленно изменяющимися процессами, для которых необходимо обеспечить большую постоянную времени интегрирования и осуществить операцию дифференцирования медленно изменяющихся величин.
Успехи в создании малогабаритных ЦВМ (мини-ЦВМ) позволили широко использовать их в системах автомат, регулирования и создать т. н. системы прямого цифрового регулирования, где мини-ЦВМ выполняют все вычисл. и логич. операции, связанные с синтезом программ регулирования законов.
Лит.: Круг Е. К., Александриди Т. М., Дилигенский С. Н. Цифровые регуляторы. М.- Л., 1966 [библиогр. с. 493—4991; Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. Пер. с англ. М., 1964.
В. Г. Гришутип, А. М. Плашепко.
