Регулятор скорости и уровня отклонения

 

фюеев ®" еаза,т о- ." " Е в е зев» терваФ м союз светских

Социалистических

Республик

3I2 244

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22.1.1970 (№ 1395733/18-24) с присоединением заявки № 1395086/18-24

Приоритет

Опубликовано 19.И!!.1971. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 13.Х.1971

МПК G 056 13/26

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.3.078-531.6 (088.8) Автор изобретения

Ю. М. Шевченко

Заявитель

РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ И УРОВНЯ ОТКЛОНЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматики, а именно к устройствам для автоматического регулирования.

Известные регуляторы скорости, а также регуляторы отклонения содержат датчик отклонения, датчик скорости, сумматор сигнала разности сигнала скорости, исполнительное устройство, коммутатор сигнала скорости, датчик установки величины скорости отклонения, датчик установки уровня отклонения, датчик сигнала компенсации и коммутатор сигнала поддиапазона.

Однако эти регуляторы не позволяют быстро и с различными скоростями отрабатывать заданный уровень входного сигнала и стабилизировать систему на данном уровне.

Целью изобретения является уменьшение времени перестройки скоростных и амплитудных параметров регулируемой системы„при

Ьграниченном линейном и амплитудном диапазоне входящих в регулятор элементов и уменьшение величины перерегулирования при стабилизации на заданном уровне.

Эта цель достигается тем, что регулятор содержит нуль-органы сигналов диапазона и ттоддиапазона и сумматор сигнала отклонения и сигнала установки уровня отклонения, первые входы которых соединены с выходом датчика отклонения и с первым входом датчика скорости, выход которого соединен с первым входом сумматора сигнала разности и сигнала скорости, второй вход которого соединен с выходом сумматора сигнала отклонения и сигнала установки уровня отклонения, а выход— с входом исполнительного устройства. Вторые входы нуль-органа сигнала поддиапазона, сумматора сигнала отклонения и сигнала установки уровня соединены с первым выходом датчика установки уровня отклонения, а

10 второй выход нуль-органа сигнала диапазона соединен со вторым выходом датчика установки уровня отклонения, третий выход которого соединен со входом установки количества ступеней компенсации датчика сигнала

15 компенсации, импульсный вход которого соединен с выходом нуль-органа сигнала диапазона, а первый выход датчика сигнала компенсации соединен со входом сигнала компенсации датчика отклонения, второй выход — со

20 входом включения коммутатора сигнала поддиапазона. Выход нуль-органа сигнала поддиапазона через коммутатор сигнала поддиапазона соединен со входом включения сумматора сигнала отклонения и сигнала уста25 вовки уровня отклонения, а также со входом выключения коммутатора сигнала скорости.

Выход датчика установки величины скорости отклонения через коммутатор соединен со входом датчика скорости и кроме того первый

30 вход дополнительно установленного демпфера

312244 соединен с выходом датчика сигнала компенсации, второй вход — с выходом демпфера.

На чертеже представлена блок-схема регулятора.

Он содержит датчик отклонения 1, датчик скорости 2, нуль-орган сигнала диапазона 8, нуль-орган 4 сигнала поддиапазона, сумматор

5 сигнала отклонения и сигнала установки уровня отклонения, сумматор б сигнала разности и сигнала скорости, исполнительное устройство 7, коммутатор 8 сигнала скорости, датчик 9 установки величины скорости отклонения, датчик 10 установки уровня отклонения, датчик 11 сигнала компенсации, коммутатор 12 сигнала поддиапазона и демпфер перерегулирования 18.

Вход датчика отклонения 1 соединен с первым входом датчика скорости 2, с первым входом нуль-орган 8 сигнала диапазона, с первым входом нуль-органа 4 сигнала поддиапазона, а также с первым входом сумматора 5. Выход последнего соединен с первым входом сумматора б, выход которого соединен со входом исполнительного устройства 7.

Второй вход датчика скорости 2 соединен с выходом коммутатора 8, первый вход которого соединен с выходом датчика 9 установки величины скорости отклонения, Выход датчика скорости 2 соединен со вторым входом сумматора б. Первый выход-сигнал поддиапазона датчика 10 установки уровня отклонения соединен со вторыми входами сумматора 5 и нуль-органа 4, выход которого через коммутатор 12 подсоединен к включающему входу коммутатора 8 и к выключающему входу сумматора 5. Второй выход датчика 10 соединен со вторым входом нуль-органа 8, выход которого подключен к импульсному входу датчика 11 сигнала компенсации. Третий выход датчика 10 соединен со входом установки количества ступней компенсации датчика 11, первый выход которого соединен со входом сигнала компенсации отклонения 1, второй— со входом включения коммутатора 12, третий — с первым входом демпфера перерегулирования 18. Второй вход демпфера 18 соединен с выходом датчика отклонения 1, третий вход — со вторым выходом датчика 9 установки скорости отклонения, а выход — со входом сброса скорости датчика 9, Регулятор работает следующим образом.

С датчика установки уровня отклонения 10 поступают следующие три сигнала определения уровня сигнала отклонения: сигнал определения уровня диапазона, который поступает на второй вход нуль-органа 8;. сигнал определения уровня поддиапазона, который. поступает на второй вход нуль-органа 4 и на второй вход сумматора. 5; сигнал установки количества ступеней компенсации и знака, который поступает на вход установки количества ступеней компенсации датчика 11 сигнала компенсации. Сигнал компенсации с первого выхода датчика сигнала

65 компенсации 11 поступает на вход датчика отклонения 1 (в исходном состоянии величина сигнала компенсации равна нулю), со второго выхода сигнал запрета поступает на вход коммутатора сигнала поддиапазона 12 (если на датчике 10 сигнал отклонения равен или больше уровня сигнала диапазона, т. е. сигнал с третьего выхода датчика 10 больше или равен

«1.», если — «0», то сигнал запрета отсутствует), С выхода коммутатора 12 сигнал поступает на вход запрета сумматора сигнала отклонения и сигнала установки уровня отклонения 5 и на включающий вход коммутатора 8 (если датчик 10 в «нуле», то сигнал с выхода коммутатора 12 включает сумматор

5 и выключает коммутатор 8). Сигнал установки величины скорости отклонения с выхода датчика 9 через коммутатор 8 поступает на вход датчика скорости 2. Сигнал разности с выхода датчика 2 поступает на второй вход сумматора б. На первый вход сигнал не поступает, так как сумматор 5 выключен. С выхода сумматора б сигнал поступает на исполнительное устройство 7, которое отрабатывает данный сигнал, пока выходной сигнал с датчика скорости 2 не будет равен нулю (или не станет меньше порога чувствительности), т. е. когда сигнал по скорости будет равен сигналу смещения. Величина и знак сигнала на выходе датчика отклонения 1 изменяется со скоростью, которая задается величиной и знаком сигнала с первого выхода датчика 9. В момент, когда величина сигнала отклонения, поступающая с выхода датчика отклонения 1, сравняется с величиной сигнала поступающего на второй вход нуль-органа 4, на выходе нуль-органа 4 появляется импульсный сигнал, который не изменяет состояния коммутатора 12, пока не поступит сигнал разрешения с датчика 11. Когда сигнал отклонения, поступающий на первый вход нуль-органа 8, сравнивается с уровнем сигнала диапазона, поступающим на второй вход с датчика 10, с выхода нуль;органа 8 на импульсный вход датчика 11 поступает сигнал, который устанавливает на реверсивном счетчике датчика 11 «1». С выхода компенсации д,атчика 11 на вход датчика отклонения 1 поступает единичный уровень компенсации,. который вычитается а уровня входного сигнала. Уровень сигнала на выходе датчика отклонения

1 падает (по абсолютной величине) и затем снова начинает расти, снова проходит уровень сигнала поддиапазона,. затем уровень. сигнала диапазона,. на выходе нуль-органа 8 снова появляется сигнал,. который-, устанавливает на счетчике датчик 11 «2» единицы,. на вход датчика отклонения. 1 подается компенсирующее напряженке, равное двум уровням компексации и т. д. до тех пор,. пока число, устакавленное в датчике 11 сигналом установки колияаства. уровней. компенсации с датчика 10, не сранняетсж с числом;. накопленным в реверсивном счетчике в результате подсчета количества импульсов, поступивших от нуль312244

5 с.= »;ó » 6 :д» органа 3 в процессе роста сигнала отклоне- где К вЂ” коэффициент, учитывающий инерциния. В момент равенства со второго выхода онность системы и мощность исполнительных датчика 11 поступает сигнал разрешения про- устройств; К, — коэффициент приведения чихождения сигнала поддиапазона на вход раз- сел А и В к системе, в которой измеряются решения коммутатора 12. Когда сигнал откло- Р и Ро.

5 нения, поступающий на первый вход нуль- С выхода демпфера 13 на второй вход даторгана 4, достигает уровня величины сигнала чика 9 подается команда на уменьшение скоподдиапазона, поступающего на второй вход, рости до минимально необходимой величины, на выходе нуль-органа 4 появляется сигнал, которая обеспечила бы приход системы к закоторый изменяет состояние выхода коммута- 10 данному уровню с MHHHMBJIbHQH скоростью и тора 12, так, что сумматор 5 включается, а с малым запаздыванием. коммутатор 8 выключается и сигнал с датчика 9 на вход датчика скорости 2 не проходит.

Объект стабилизируется относительно уров- Предмет изобретения ня, определяемого уровнем сигнала поддиапазона, а величина отклонения определяется по Регулятор скорости и уровня отклонения, формуле содержащий датчик отклонения, датчик скоP = P,.п+ Р, К1 — — (А — В) — Р = КРО где P — величина фактического отклонения;

Р1 уровень сигнала диапазона; и — число ступеней компенсации;

P> — уровень сигнала поддиапазона.

Если необходимо уменьшить значение величины отклонения более, чем на величину сигнала диапазона, то по выходу 3 датчика

10 на вход датчика 11 кроме сигнала нового числа ступеней и знака подается команда установки счетчика импульсов диапазона на реверс (вычитание) и изменяется знак, а в случае необхЬдимости и величина скорости на датчике 9. Регулятор работает также, как и в описанном выше случае, за исключением того, что величина числа в реверсивном счетчике датчика 11 уменьшается до такой величины, когда числа сигнала установки и сигналов диапазона сравниваются. Снова выдается команда на разрешение включения коммутатора 12, снова при равенстве сигнала уровня отклонения уровня сигнала поддиапазона выдается сигнал с выхода нуль-органа 4, который устанавливает выход коммутатора

12 в состояние, при котором сумматор 5 включается, а коммутатор 8 выключается. Система стабилизируется относительно нового уровня отклонения.

Для уменьшения перерегулирования введен демпфер 13, на первый вход которого с датчика 11 поступает сигнал, равный разности сигнала установки отклонения А и сигнала отработки сигнала отклонения В, на второй вход поступает сигнал отклонения P с выхода датчика 1, на третий вход поступает сигнал пропорциональный скорости отклонения

КРО с датчика 9. В момент, когда выполняется равенство

З5

55.рости и датчик установки величины скорости отклонения, подключенные через коммутатор сигнала скорости и сумматор сигнала разности и сигнала скорости к исполнительному устройству, датчик установки уровня отклонения, подключенный ко входу датчика сигнала компенсации, один из выходов которого подключен к коммутатору сигнала поддиапазона, а второй — ко входу датчика отклонения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени перестройки скоростных и амплитудных параметров регулируемой системы и уменьшения величины перерегулирования, он содержит нуль-орган сигнала диапазона, нуль-орган сигнала поддиапазона и сумматор сигнала отклонения и сигнала установки уровня отклонения, первые входы которых подключены к датчику отклонения, вторые— к выходу датчика установки уровня отклонения, а выходы — соответственно ко входу датчика сигнала компенсации, коммутатору сигнала поддиапазона и к одному из входов сумматора сигнала разности и сигнала скорости, причем один из входов дополнительно установленного демпфера подключен к выходу датчика сигнала компенсации, другой— к выходу датчика отклонения, а третий — к одному из выходов датчика установки величины скорости отклонения, вход которого соединен с выходом демпфера, а другой выход — к одному из входов коммутатора сигнала скорости, другой вход которого подключен к выходу коммутатора сигнала поддиапазона и третьему входу сумматора сигнала отклонения и сигнала установки уровня отклонения, а выход — к одному из входов датчика скорости, другой вход которого подключен к выходу датчика отклонения, а выход — к другому входу сумматора сигнала разности и сигнала скорости, выход которого соединен со входом исполнительного устройства.

312244

Составитель А. Семушкин

Реда кто р Л. А. Утехина Техред Е. Борисова Корректор В. И. Жолудева

Заказ 2758/5 Изд. № !)42 Тираж 473 Подписное

LIHHHIIA Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2