Пассивное пропорционально-интегрально- дифференциальное устройство

 

310227

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сециалистических

Реслублин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.IX.1969 (¹ 1360364/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 26.VII.1971. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 1.111,1972

МПК С 05Ь 6/02

Комитет оо делам изоеретвиий и открытий ори Совете 1т1ииистров

СССР

УДК 621.551.454 (088.8) а

Автор изобретения

Л. К. Соколов

Восточный филиал Всесоюзного теплотехнического научноисследовательского института им. Ф. 3. Дзержинского

Заявитель

ПАССИВНОЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЪНОДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматическим регуляторам с позиционерами, работающими по пропорционально-интегрально-дифференциальному закону регулирования (ПИД-регулято ры), предназначенным для автоматического регулирования технологических процессов.

Известны пропорционально-интегральнодифференциальные регуляторы, работающие с позиционерамп.

Недостатками известных регулирующих устройств являются их относительная сложность (за кон регулирования формирует ся с помощью у силителей и RC-цепей), некоторая вариация коэффициента усиления, носящая случайный характер, и случайный дрейф нуля регулирующего устройства в целом.

Предлагаемое устройство отличается тем, что, с целью повышения надежности, выход

RC-контура соединен с переключателем, связанным с одной из клемм вторичной обмотки дифференциального трансформато ра, другая клемма которого соединена с выходным резистором.

На чертеже изображена принципиальная электрическая, схема предлагаемого устройства, где: 1, 2 —; 8 — измерительный блок; 4 — регулирующее устройство; б— электрон ный прибор-позиционер; б — исполнительный механизм; 7 — дифференцпрующий трансформатор; 7а — первичная обмотка дпфференцирующего трансформатора; 7б— вторичная обмотка дифференцирующего трансформатора; 8 — переключатель; 9

5 конденсатор; 10 — 14 —; 15 — выходной резистор; 1б — входная цепь; 17—

RC-контур.

Работает настоящее пассивное пропорциональноно - интегрально — дифференциальное

10 (ПИД) .устройство следующим образохт.

При появлении на входе регулирующего устройства напряжения постоянного тока, поступающего от измерительного блока 3, через все элементы схемы, проникают токи, под

15 действием которых на выходе появляется управляющий сигнал, равный сумме трех напряжений: напряженная на резисторе 10 (пропорциональная составляющая), напряжения на конденсаторе 9 (интепральная составляю20 щая) и напряжения,на вторичной обмотке

7б дифференцирующего трансформатора (скоростная составляющая сигнала).

Управляющий сигнал посредством спозицио25 пера управляет регулирующим органом.

Обозначим: п= """ коэффициент трансформации йlт трансформатора 7, максимальный (отноше30 нпе витков вторичной и первичной обмоток);

310227 (i 1=-к,(i- -гт„ ), 1 т„

R>(R, + r>) Rp<(Ri + Rà —; Rä + гт) + (Ri+Rä)(Ri —,ri) Обозначим; й(д+ г ) R (R> —, R + К + r ) + (R, + Рг)(Л,, + «,) гб

I7 I4i

1

I

1Е

i

Составитель Л. Панкова

Тскрсд Е. Борисова

1 сдактор Б. Нанкина

Корректор В. Жолудева

Заказ 243/14 Изд. _#_ 103 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4г5

Типография, пр. Сапунова, 2 г, — индуктивность первичногй обмотки трансформатора 7;

13 — коэффициент, зависящий от положения переключателя 8 (P=O — 1).

При условии, что R„))n-(R + ri),Rn))R

Р„+.,».Л., и R71))RJi, где: RÄ, Рд, r<, Rz — сопротивления резисторов уcTipOHñòâà, у прощенное выражение для амплитудно-фазо вой характеристики регулирующего устройства имеет следующий вид: с (1 + г + М 1 (1 г

Ri(R iCj-+1 Ri 1 Л, +», ) где: R „Rq, Ri — сопротивления резисторов устройства.

Поставим дополнительное усло вие RÄ)) —, Ñ тогда m результате еще одного упрощения второй член в квадратных скобках можно записать в виде:

1 г

Л,(ЛвС.г- + 1) Ж р С,„, г коэффициент усиления регулирующего уст ройства (задается сопрогивлением R>,);

Яд — R„C = T„— постоянная:времени интегR, рирования (задается сопротивлением R»);

Rp: R2 I in j3

= Тд — постоянная |времени г п+гт / дифференцирования (задается коэффициентом 1з с помощью переключателя 8).

5 Подста вив Кр, Т„и Тд ia формулы, получим амплитудно-фазовую характеристику ПИДрегулятора:

Таким образом, динамические свойства предлагаемого регулирующего устройства могут быть достаточно близки к свойствам

ПИД-регулятора.

15 Регулирующее устройство имеет статическую ошибку регулирования. Коэффициент

Rт статической ошибки К„= — ..Поэтому следу г ет выбирать Рг((Яз. Так при R> — — 0,01 Rq ста20 тическая ошибка имеет, примерно, такую же величину, что и зона нечувствительности у регуляторо в с сер вомоторохг, не охваченным обратной связью.

Предмет изобретения

Пассивное пропорционально-интегральнодифференциальное устройство, входная цепь которого выполнена в виде, последовательного соединения двух,резисторов с первичной

3(1 обмоткой диффе рен цирующего трансформатора и последовательно соединена с RC-контуром, от,гLlчагоигеесл тем, что, с целью по вышепия надежности, выход RC-контура .соединен с переключателем, связанным с одной из

35 клемм вторичной обмотки дифференциального трансформатора, другая клемма которого соединена с выходным резистором.