Струйно-фотокомпенсационный пропорционально-интегральный (пи) регулятор
Владельцы патента RU 2781763:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" (RU)
Струйно-фотокомпенсационный пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор состоит из пропорционального регулятора, в положительной обратной связи которого расположено интегральное звено, характеризуется тем, что пропорциональный регулятор включает в себя чувствительный элемент – пластину с нормально к ней расположенными соплами, из которых вытекают струи под давлением переменной и задания, причем в обратной связи регулятора расположено электрическое интегральное звено, состоящее из конденсатора и переменного сопротивления, изменяющего постоянную времени интегрирования. Технический результат - повышение точности регулирования за счет использования в пропорциональном регуляторе линейной компенсационной схемы, основанной на силовом действии струи на подвижную преграду, и за счет выполнения операции интегрирования с помощью расходного интегрального звена. 1 ил.
Изобретение относится к области пневмоэлектрических автоматических регуляторов.
Из уровня техники известен пневматический пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор, состоящий из мембранных пропорционального регулятора и интегрального звена, соединенных с помощью сумматора [1]. Пропорциональный регулятор включает в себя элемент сравнения, в обратной связи которого расположен делитель, состоящий из переменного и постоянного сопротивлений, изменение соотношения проводимостей которых приводит к изменению коэффициента усиления разности входных давлений. Интегральное звено выполнено на базе апериодического звена, состоящего из переменного сопротивления и постоянного объема, включенных в цепь положительной обратной связи для изменения постоянной времени интегрирования.
Недостатком такого ПИ-регулятора является низкая точность, обусловленная нелинейной характеристикой мембранных чувствительных элементов.
Технический результат, который достигается в настоящем изобретении, заключается в повышении точности регулирования за счет использования в пропорциональном регуляторе линейной компенсационной схемы, основанной на силовом действии струи на подвижную преграду, и за счет выполнения операции интегрирования с помощью расходного интегрального звена.
Принцип работы ПИ-регулятора был частично использован в пропорциональном регуляторе [2], также основанным на использовании эффекта силового действия струи на пластину, жестко закрепленную на петле магнитоэлектрического гальванометра, в обратной связи которого располагается мостовая электрическая схема и вторичный прибор для регистрации процесса управления.
Более конкретно, технический результат достигается тем, что струйно-фотокомпенсационный пропорционально-интегральный регулятор состоит из пропорционального регулятора, в положительной обратной связи которого расположено интегральное звено, отличающийся тем, что пропорциональный регулятор включает в себя чувствительный элемент - пластину с нормально к ней расположенными соплами, из которых вытекают струи под давлением переменной и задания, причем в обратной связи регулятора расположено электрическое интегральное звено, состоящее из конденсатора и переменного сопротивления, изменяющего постоянную времени интегрирования.
На фиг. 1 представлена схема струйно-фотокомпенсационного пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора. Для регистрации угла поворота чувствительного элемента - пластины 1, закрепленной на петле 2 фотоэлектрического гальванометра 3 предусмотрена оптическая схема, состоящая из зеркала 4, на которое падает луч света от источника 5, конденсора 6 и диафрагмы 7. Отраженный от зеркала луч света освещает обе половины сдвоенного фотосопротивления 8, включенного в равновесный мост 9, образованный сопротивлениями . Рамка 10 гальванометра 3 помещена в поле постоянного магнита 11, образуя при протекании тока обратной связи I магнитоэлектрический момент направленный встречно механическому моменту от силового действия струй на поверхность пластины 1.
В обратной связи ПИ-регулятора последовательно расположены делитель 12 для изменения коэффициента усиления пропорционального звена, выходной вторичный прибор миллиамперметр 13, выходное сопротивление 14 и интегральное звено 15, состоящее из конденсатора 16 и переменного сопротивления 17 для изменения постоянной времени 
интегрирования. Изменением проводимости α переменного сопротивления 17 можно менять постоянную времени интегрирования:
где 
- емкость конденсатора 16, 
- универсальная газовая постоянная, 
- абсолютная температура.
Входной канал ПИ-регулятора представлен двумя соплами 18(1) и 18(2), из которых вытекают струи под давлением, пропорциональным давлению переменной 
и давлению задания 
.
Выходной сигнал 
ПИ-регулятора равен:
где 
- разность давлений на входе ПИ-регулятора.
Библиографические данные
[1] Дмитриев В.Н., Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М., «Машиностроение», 1973. С. 197-199
[2] Патент РФ №2018116604, 04.05.2018. Струйно-пневматический пропорциональный регулятор // Патент России №2676362, 28.12.2018. / Макаров В.А., Королев Ф.А., Тютяев Р.Е., Макаров А.В.
Струйно-фотокомпенсационный пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор, состоящий из пропорционального регулятора, в положительной обратной связи которого расположено интегральное звено, характеризуемый тем, что пропорциональный регулятор включает в себя чувствительный элемент – пластину с нормально к ней расположенными соплами, из которых вытекают струи под давлением переменной и задания, причем в обратной связи регулятора расположено электрическое интегральное звено, состоящее из конденсатора и переменного сопротивления, изменяющего постоянную времени интегрирования.
