Резервированный релейный регулятор

 

Использование: техника автоматическогоуправления. Сущность изобретения: регулятор содержит каналы регулирования 1-3, элементы сравнения 4, релейные элементы 5, формирователи 6 импульсов, мажоритарные элементы 7, блоки 8 выделения модуля, ключи 9 и 10, инерционные звенья 11, шины 12 задания режима работы регулятора. 4-5- 6-7-8-9-10, 5-10-11-4, 12-9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4908518/24 (22) 20.12.90 (46) 23.01.93. Бюл. N 3 (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" (72) А.Я.Бичуцкий и Г,Я.Леденев (73) Головное конструкторское бюро Научнопроизводственного объединения "Энергия" (56) Авторское свидетельство СССР

N 779966778855, кл. G 05 В 11/01, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N 553377334477, кл. G 05 В 6/02, 1974, „„Ы2„„1790775 А3 (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР (57) Использование: техника автоматического управления. Сущность изобретения: регулятор содержит каналы регулирования t-3, элементы сравнения 4, релейные элементы

5, формирователи 6 импульсов, мажоритарные элементы 7, блоки 8 выделения модуля, ключи 9 и 10, инерционные звенья 11, шины

12 задания режима работы регулятора. 4 — 56 — 7 — 8 — 9 — 10, 5 — 10 — 11 — 4, 12 — 9. 1 ил.

1790775

Изобретение относится к технике автоматического управления, в частности к технике формирования управляющего сигнала в резервированных системах, Известен релейный регулятор, содержащий сравнивающее устройство, релейный элемент, формирователь импульсов и инерционное звено обратной связи.

Недостаток этого регулятора состоит в том, что он не-резервирован, поэтому обладает низкой надежностью.

Наиболее блйзким техническим решением к предлагаеФЮР резервированному релейному регулятору является регулятор принятый за прототип, содержащий и каналов, каждый i-й канал содержит элемент сравнения, первый вход которого является соответствующим информационным входом регулятора, релейный элемент, вход которого подключен к выходу элемента 20 сравнения, а выход — к входу формирователя импульсов, инерционное звено, выход которого соединен с вторым входом элемента сравйения, и мажоритарный элемент, при этом выход формирователя импульсов каждого i-го канала соединен с i-м входом всех и мажоритарных элементов.

Недостаток этого регулятора состоит в том, что при управлении релейными исполнительными органами с задержкой на включение точность и надежность формирования регулирующего сигнала низки.

Цель изобретения — повышение точности и надежности формирования регулирующего сигнала.

Сущность изобретения состоит в том, что в резервированный релейный регулятор, содержащий и каналов, каждый i-й канал содержит элемент сравнения, первый вход которого является информационным входом регулятора, релейный элемент, вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход — к входу формирователя импульсов, инерционное звено, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, и мажоритарный элемент, при этом выход формирователя импульсов каждого i-го канала соединен с i-м входом всех п мажоритарных элементов, в каждый канал введены блок выделения модуля и два ключа, при этом в каждом канале выход мажоритарного элемента через первый ключ соединен с управляющим входом второго ключа, через который выход релейного элемента соединен с входом инерционного звена, управляющие входы первых ключей каналов подключены к шине задания режима работы регулятора, выходы мажоритарных элементов являются соответствующими выходами регулятора.

На чертеже приведена схема резервированного релейного регулятора.

Изобретение выполняется следующим

-образом, Каждый канал первый 1, второй 2 и и-й 3 содержит последовательно соединенные элемент сравнения 4, релейный элемент 5, формирователь 6 импульсов, мажоритарный элемент 7, блок 8 выделения модуля, первый ключ 9, второй ключ 10, инерционное звено 11 и второй вход элемента сравнения 4, Выход релейного элемента 5 соединен с сигнальным входом второго ключа 10. Управляющий вход первого ключа 9 соединен с шиной 12 задания режима работы регулятора. Выход формирователя импульсов 6 каждого канала соединен с соответствующими входами мажоритарных элементов остальных (и-1) каналов, Релейный регулятор работает следующим образом.

Пусть на входы релейного регулятора поступают сигналы регулируемой координаты Х> (i = 1, 2, ..., n). В резервированных системах сигналы Xi характеризуют регулируемую координату X объекта управления, причем при правильной работе датчиков регулируемой координаты (отсутствует отказ датчиков) сигналы Х =Xi (j = 1, 2, .„, n,)Ф!).

Пусть сигналы Х увеличиваются от нуля, При Х = h (h — уровень срабатывания релейного элемента 5 каждого канала) срабатывает релейный элемент 5 в соответствующем канале и его выходной сигнал 0 = 1 (считаем, что "1" соответствует высокому потенциалу выходного сигнала). Выходной сигнал

Uzi формирователя импульсов 6 также равен "1", Сигнал Uzi = 1 поступает на соответствующий вход мажоритарного элемента 7 каждого канала. Если число r сработанных релейных элементов г = (и+1)/2, то выходной сигнал мажоритарного элемента 7 каждого канала равен "1", Выходной сигнал Uìi блока выделения модуля 8 каждого канала

U i = 1. Этот сигнал поступает на вход первого ключа 9 каждого канала.

В релейных системах управления исполнительные органы после подачи на них управляющего сигнала Ui = 1 формируют управляющее воздействие 0 с запаздыванием tI, причем 0 @ т, где т — максимально возможное запаздывание, Одновременно с управляющим воздействием формируются сигналы Di = 1 фактического включения исполнительных органов на шинах 12 задания режима работы регулятора, Если Dt = 1, то открываются первые ключи

9 и их выходной сигнал U

25 д — Ь ф 100(%). ти

Сигналы U« = 1 открывают вторые ключи 10 в соответствующих каналах и в контуре

"элемент сравнения 4 — релейный элемент

5 — второй ключ 10 — инерционное звено

11" возникает так называемый "скользящий режим"; при включении релейного элемента

5 выходной сигнал а инерционного звена 11 (например, апериодического звена) компенсирует нарастание входного сигнала Хь вследствие чего релейный элемент 5 выкл ючается, а при нарастании входного сигнала происходит включение релейного элемента

5 (при выключенном релейном элементе 5 сигнал а не компенсирует нарастание входного сигнала Xi). Иначе говоря, выходной сигнал релейного элемента 5 представляет собой последовательность импульсов, частота следования которых определяется параметрами сигнала Хь его производнойХ,и параметрами инерционного звена 11.

Если тф — время формирования импульса формирователем 6, то его выходной сигнал Uz будет представлять собой релейный сигнал при условии, что время тк между двумя соседними импульсами сигнала U1i лежит в пределах 0 < tk тф.

Таким образом, формирование выходного сигнала Ui производится после срабатывания r из и релейных элементов 5 и с момента появления сигналов D = 1. Длительность формирования выходного сигнала U определяется параметрами релейного регулятора (постоянной времени инерционного звена 11, длительностью тф) и характером изменения выходных сигналов Х .

Аналогично работает схема и при поступлении входных сигналов Х < О.

Оценим точность формирования выходных сигналов U предлагаемым и известным (2) регуляторами, Пусть |ф — время фактического включения исполнительных органов, — время формирования регулирующих сигналов Ui = 1. Под ошибкой д управляющего (регулирующего) сйгнала будем понимать равенство (1);

Равенство (1) характеризует точность формирования регулирующего сигнала, поскольку система управления, использующая рассматриваемый регулятор, реагирует только на управляющий сигнал длительностью ф (фактическое включение исполнительных органов), а так как запаздывание на включение исполнительных органов zj лежит в пределах

55 и априорно не известно, то время тф при одном и том же значении т может изменяться в пределах

В устройстве-прототипе (2) длительность включения исполнительных органов формируется от момента времени Ui = 1, а в рассматриваемом устройстве от момента времени Di = 1, Если, например, при некотором входном сигнале Х = Х релейный регулятор формирует выходной сигнал U длительностью т (время отсчитывается от момента подачи сигнала Uii на инерционное звено 11 с выхода релейного элемента 5), то фактическое время включения исполнительных органов тф в устройстве-прототипе будет определяться неравенством (3), а в рассматриваемом устройстве это время равно

При управлении динамическим объектом большая часть времени процесса приходится на управление в установившемся состоянии, для которого характерно формирование регулирующего сигнала длительностьlo Ъ, соизмеримой с временем запаздывания т,, Если, например, t< = 0,4 с, tp= 0,1 с, тф = 0,3 с (т ь = tg — т ), то погрешность д формирования фактического сигнала включения исполнительных органов из (1) будет равна 257; для устройства-прототипа, и 07, для рассматриваемого устройства. Таким образом, рассматриваемый регулятор повышает точность формирования выходного сигнала.

Оценим надежность формирования регулирующего выходного сигнала известным и рассматриваемым релейными регуляторами, В релейном регуляторе (2) в случае использования сигнала D при отказе формирователя этого сигнала при каждом срабатывании i-ro релейного элемента 5 на выходе формирователя импульсов 6 образуется сигнал Uz длительность которого ti равна тф . Сигналы 0г; вследствие разного по времени срабатывания релейных элементов 5 из-за технологических допусков на уровень включения h формируются в разное время, вследствие чего выходной сигнал 0; мажоритарного элемента 7 может отсутствовать, либо значительно отличаться от дли1790775

Р =P1 Рз, 1 (5) 25 а надежность P рассматриваемого реше11 ния

P =Р (6) 30

Так как схема известного и рассматриваемого релейных регуляторов отличают35

45

Составитель Г.Леденев

Техред М,Моргентал Корректор Т.Вашкович

Редактор

Заказ 375 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельности t, т.е. происходит отказ работы известного регулятора.

В рассматриваемой схеме при Di = 1 (отказ формирователя сигнала Di) постоянно открыт первый ключ 9, В этом случае при 5 срабатывании релейных элементов 5 не замыкается цепь обратной связи через второй ключ 10 до тех пор, пока не сработает r релейных элементов 5, после чего включается мажоритарный элемент 7 в каждом ка- 10 нале. Сигнал блока выделения модуля 8

Оы = 1 проходит через первый ключ 9 и открывает второй ключ 10, после чего замыкается обратная связь и начинается формирование регулирующего сигнала Ui 15 длительностью т,. Иначе говоря, при отказе формирователя сигнала Di рассматриваемая схема остается работоспособной.

Пусть Р— надежность известного регулятора, Pz — надежность рассматриваемого 20 регулятора, Рз — надежность формирователя сигнала 0ь Тогда надежность известного решения будет равна ся несущественно, то можно считать, что Р>

= Рг. Пусть Р = Pz = 0,9, Рз = 0,95, Тогда P =

0,855, P = 0,9, т.е. надежность предлагаемо11 го решения выше надежности известного решения, Формула изобретения

Резервированный релейный регулятор, содержащий и каналов, каждый i-й канал содержит элемент сравнения, первый вход которого является соответствующим информационным входом регулятора, релейный элемент, вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход — к входу формирователя импульсов, инерционное звено, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, и мажоритарный элемент, при этом выход формирователя импульсов каждого i-ro канала соединен с i-м входом всех и мажоритарных элементов, о тл ича ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и надежности формирования регулирующего сигнала, в каждый канал введены блок выделения модуля и два ключа, при этом в каждом канале выход мажоритарного элемента через первый ключ соединен с управляющим входом второго ключа, через который выход релейного элемента соединен с входом инерционного звена, управляющие входы первых ключей каналов подключены к шине задания режима работы регулятора, выходы мажоритарных элементов являются соответствующими выходами регулятора.

Резервированный релейный регулятор Резервированный релейный регулятор Резервированный релейный регулятор Резервированный релейный регулятор 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления повышенной надежности

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в астности к устройствам, в которых обнаружение и исправление ошибок осуществляются с помощью мажорируемых схем, и может быть использовано при нроектировании вычислительных систем повышенной надежности

Изобретение относится к области систем управления и регулирования и может быть использовано при построении высоконадежных ремонтируемых систем управления

Изобретение относится к области авфоматического регулирования и может быть использовано при построении высоконадехшых систем с контролем исправности регулирующих блоков

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано при управлении группами гелиостатов солнечных энергетических установок

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления объектами с ограни энными углами поворота , например оптическими дефлекторами

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в электромеханических системах управления

Изобретение относится к машиностроению,в частности к системам автоматического регулирования и управления различных исполнительных механизмов, применяемых, например, в прецизионной металлообработке , системах наведения и слежения, измерительных устройствах на основе оптических квантовых генераторов, в производстве интегральных микросхем и медицинского оборудования

Изобретение относится к машиностроению и авиационной технике и может быть использовано для управления станками с числовым программным управлением, роботами-манипуляторами , пилотируемыми и беспилотными летательными аппаратами, локаторами и т.д

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в системах управления технологическими параметрами промышленных объектов, например систем автоматического тэегулирования диаметра экструдируемого пленочного рукава

Изобретение относится к цифровым следящим системам с бесконтактными двигателями постоянного тока и может быть использовано в манипуляционных работах и других устройствах автоматики в качестве исполнительной следящей системы

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в образцах техники, работающих в условиях воздействия помех и пропадании информационных сигналов, а также в установках для научных исследований

Изобретение относится к автоматическому регулированию астатических объектов с нелинейными корректирующими устройствами
Наверх