Регулятор с релейной характеристикой

 

Изобретение относится к устройствам для регулирования, и управления, а именно к автоматическим регуляторам . Цель изобретения - повьшение точности регулирования Это достигается тем, что в него введены блок обнаружения отклонений, два задатчика уровней выходного сигнала, два коммутирующих элемента. В результате регулятор становится регулятором с отрицательным гистерезисом и зоной нечувствительности, что позволяет исключить автоколебания в системе. 3 ил.: с S

ÄÄSUÄÄ 1418648 А 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН д11 4 G 05 В 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ФСЕГОИ)ЗНАЯ,Ч,",,13

fiM. И 1, ЫА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 631864 (21) 422268.1/24-24 (22) 06.04.87 (46) 23.08.88. Бюл. У 31 (71) Куйбьпневский политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) В.Е, Вохрьппев (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ó 631864, кл. С 05 В 11/16, 1978. (54) РЕГУЛЯТОР С РЕЛЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИС"

ТИКОЙ (57) Изобретение относится к устройствам для регулирования и управления, а именно к автоматическим регулято" рам. Цель изобретения — повьппение точности регулирования. Это достигается тем, что в него введены блок обнаружения отклонений, два задатчи- . ка уровней выходного сигнала, два коммутирующих элемента. В результате регулятор становится регулятором с отрицательным гистерезисом и зоной нечувствительности, что позволяет исключить автоколебания в системе.

3 ил.

1418648

Изобретение относится к области автоматического управления и является усовершенствованием регулятора по авт.св. М 631864, . Цель изобретения — повышение точ5 ности регулирования.

На фиг, 1 изображена схема регулятора; на фиг. 2 — статическая характеристика регулятора; на фиг. 3— пример конкретного выполнения предлагаемого регулятора на пневматичес Ф ких элементах, Регулятор содержит (фиг.1) индикатор 1 экстремумов, нуль-орган 2, 15 релейный блок 3, сумматор 4, блок 5 обнаружения отклонений, первый 6 и второй 7 коммутирующие элементы, первый 8 и второй 9 задатчики уровней выходного сигнала. Х, Хд и В обозначены каналы соответственно регулируемой координаты, задания и выходного сигнала.

Индикатор 1 экстремумов (фиг.3) обеспечивает запоминание на своих вы-25 ходах экстремальных значений Х. входного сигнала Х и по команде с индикатора коммутацию их через релейный блок 3 на первый вход сумматора 4.

Индикатор 1 состоит из элементов 10 30 и 11, включенных соответственно по схеме запоминания максимума и минимума входного сигнала, повторителейусилителей 12 и 13, введенных для усиления по мощности и передачи сигналов в схему, реле 14, управляющий вход которого связан с пневмоемкостъю

15 и с выходом элемента 16 сравнения.

При изменении входного сигнала, например, в сторону уменьшения на вы- 40 ходе элемента 10 запоминается Х „ при Х с (Х, z< -4) (д- величина сдвига, которая настраивается элементом запоминания ), Элемент 16 срабатывает и,отключает элемент 10, закрыв 45 верхний контакт реле 14, а выход элемента 11 через другой контакт реле 14 соединяется с вторым входом элемента 16. При дальнейшем уменьшении сигнала выход элемента 16 не изменятеся. С увеличением входного сигнала на выходе элемента 11 запоминается Х „„, элемент 16 принимает исходное положение, а его второй вход вновь соединяется с выходом элемента 10 запоминания максимума.

Релейный блок 3 (двухконтактное реле ) обеспечивает коммутацию Х, и Хм„„ по команде с элемента 16 на вход сумматора 4. Последний выполнен по схеме дроссельного сумматора. его выход равен (1-К)Х „ + КХ, где К

a/(à+Ü ); а и h — проводимости дросселей сумматора; Хд и Х, - сигналы, действующие на первом и вто-. ром входах сумматора 4.

Блок 5 обнаружения отклонений— это устройство, формирующее дискретный сигнал на своем первом выходе, если входной сигнал становится меньше или больше своего заданного значения Хд и допустимой нормы отклонения +С, задаваемой в блоке 5. Он содержит (фиг.3) повторители 17 и 18 со сдвигом, входы которых соединены с каналом задания, Х „, а выходыс входами элементов 19 и 20. С их помощью задается зона допустимых отклонений соответственно +С и -С.

При этом, если Х меньше Х -С, то срабатывает элемент 20, его выходной сигнал через элемент ИЛИ 21 появляется на первом выходе блока 5, и одновременно переключает реле 22, обеспечивая коммутацию сигнала Х -С на второй выход блока 5. Если Х больше Хь+С, то срабатывает элемент 19, элемент 20 при этом находится в исходном состоянии, и на выход реле 22 проходит сигнал Х+С. Если входной сигнал находится в зоне допустимьпс отклонений, то на выходах элементов

19 и 20 — "0", Коммутирующие элементы 6 и 7— это реле, включенные по схеме коммутации двух сигналов.

Регулятор работает следующим образом.

При изменении входного сигнала Х в сторону Х (фиг.2) в индикаторе запоминается Х „„= О. На первом выходе блока 5 - "1". Его выходной сигнал переключает реле 7 так, что его верхний контакт открыт, и к входному каналу регулятора подключается выход реле 6. При этом верхний кон» : такт реле 6 открыт, так как на выходе нуль-органа 2 - "1". Это обусловлено тем, что в его положительной камере сигнал (1-К)(Х -С), а:Х = О.

Таким образом, в выходной канал регулятора проходит сигнал с задатчика 9. В момент времени, когда Х =

=(Х -С)(1-К) нуль-орган 2 вновь срабатывает, переключая реле 6, и s выходной канал регулятора проходит сигнал с задатчика 8 (точка а на

3 141864 фиг.2). В момент времени, когда Х =

= Х -С (точка h Ha фиг.2), на первом выходе блока 5 — "0", верхний контакт реле 7 закрывается, и на выходе регулятора устанавливается сигнал нулевого уровня. В пневмоавтоматике — это условный нуль, в виде давления P которое больше атмосферного. 10

Когда сигнал Х становится больше

Х +С точка г на фиг. 2, срабатывает элемент 19 и подключает к выходу регулятора залатчик Я.через реле

6 (последнее открывается дискретным выходным сигналом блока 5 ), так как выход нуль-органа 2 по-прежнему остается равным нулю. Выходной сигнал элемента 20 переключает реле 22, и на второй выход сумматора 4 пода- 20 ется теперь сигнал Х +С, но в положительной камере-нуль-органа 2 формируется сигнал (1-К)(Х +С), который меньше Х (величина Х в этот момент равна Хо +С). Дальнейшее нарастание входного сигнала до точки r .никаких переключений в регуляторе не производит. Пусть от точки 2 (фиг.2)

Х уменьшается до точки е, а затем вновь нарастает до точки ж. Тогда в точке г индикатор 1 экстремумов запоминает Х=Х „и на выходе сумматора 4 формируется сигнал (1-К)(Х +С)+

+ КХмакс1 который пока меньше Х=Хмакс) пусть, например, Хо= 60 кПа, Xea

= 80 кПа, К = 0,5, С = 5 кПа, тогда (1-0,5)(60+5)+ 0,5 80 = 72,5 кПа; однако эта величина больше, чем (Хо+

+С) = 60+5=65 ° При дальнейшем уменьI шенин Х, когда Х становится меньше, 40 чем (1-К)(Х +С)+КХ„, „(точка д на фиг, 2), срабатывает нуль-орган 2 и на выход регулятора теперь проходит сигнал с задатчика 9, Затем в точке г, когда Х входит в зону допус- 45 тимых .отклонений, выходной сигнал регулятора становится. вновь равным

Р, Далее, s точке б, когда Х выходит из допустимой зоны отклонения, на выходе регулятора устанавливается 50 сигнал с задатчика 9, так как выходной сигнал элемента 20 через элемент

КПИ 21 вновь открывает реле 7. Выход нуль-органа 2 при этом не изме8

4 няется, поскольку сигнал (1-К) Х -С)+

+ КХ„„„ по-прежнему больше Х. Этот сигнал с выхода регулятора сохраняется до тех пор, пока Х не достигнет точки ж. Здесь сигнал (1-К)(Х -C) +

+КХ „„ становится равным Х, что приводит к переключению нуль-органа 2, и на выход регулятора через реле 6 и 7 проходит сигнал с задатчика 8.

Далее цикл повторяется.

Точки а, д и ж, в которых происходят переключения, не,являются раз и навсегда фиксированными, но они всегда находятся соответственно слева точки а и ж и справа точка д от фиксированной зоны допустимых отклонений.

Наличие зоны нечувствительности в регуляторе позволяет исключить автоколебания в системе, а способность регулятора к переключениям с

"недоходом" регулируемой координаты до зоны нечувствительности позволяет уменьшить эту зону, повысив тем самым и точность регулирования в установившемся режиме.

Формула изоб ре тения

Регулятор с релейной характерис- р тикой по авт.св. У 631864, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены два задатчика уровней выходного сигнала, два коммутирующих элемента и блбк обнаружения отклонений, первый и. второй сигнальные выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам регулятора, управляющий выход — к управляющему входу второго коммутирующего элемента, а сигнальный выход — к второму входу сумматора, выход нуль-органа соединен с управляющим входом первого коммутирующего элемента, первый и второй.информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго задатчиков уровня выходного сигнала,а выход — к информационному входу второго коммутирующего элемента, выход которого подключен к выходу регулятора.

14) 8648

Составитель А. Лащев

Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяга

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 4151/43 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4