Регулятор для инерционных объектов

 

д П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

370584

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10. ъ .1971 (№ 1657801/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.11.1973. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 14.V.1973

М. Кл. G 055 11!26

Комитет по делан изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД К 621,316, 71 (088. 8) Авторы изобретения

Н. М. Третьяков, Н. М. Третьякова, В. Г. Валеев, P. E. Рогулин и A. С. Степанов

Воркутинский филиал ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени горного института им. Г. В. Илеханова

Заявитель

РЕГУЛЯТОР ДЛЯ И г1ЕРЩИОттКЫХ СБЪЕКТСВ

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть применено для управления инерционными объектам и, например тепловыми, электрическими приводами и пр.

Известны бесконтактные регуляторы инерц ион ных объектов, содержащие формирователь ошибки, соединенный с первым входом сумматора, дифференциатор, вход которого подключен к выходу формирователя ошибки и ко второму входу сумматора, двухпоз иционный релейный элемент, импульсное звено, пороговый элемент и соединенный с выходом сумматора трехпозиционный релейный элемент, выход которого связан с первым входом запирающего вентиля и первым входом выходной схемы, выход которой через исполнительный механизм связан с объектом регулирования, соединенным с формирователем ошибки.

Однако качество регулирования, обеспечиваемое этими регуляторами, несколько снижено по следующим причинам. Так, известный регулятор IIpm разгоне системы осуществляет импульсное управление на границе 30ны нечувствительности трехпозиционного элемента, управляющее воздействие становится непрерывным. Тем самым затягивается Время регулирования и увеличивается величина перерегулирован ия. Пр и этом импульсное управление ретулятор осуществляет только по знаку производной, не учитывая в этот период абсолютной величины производной. В связи с этим в зоне импульсного управляющего воздействия возможны кваьиустойчивые и даже неустойчивые состояния системы.

Предлагаемый регулятор отличается оТ известных тем, что он содержит второй запирающий вентиль, соединенный с выходом им10 пульсного звена, и схему совпадения, первый вход которой через двухпозицпонный релейный элемент подключен к выходу первого запирающего вентиля, а второй вход — к выходу порогового элемента, связанного с выхо15 дом формирователя ошибки. Выход схемы совпадения соединен со вторым входом выход ной схемы и с запрещающим входом второго запирающего вентиля, выход которого подключен к третьему входу выходной схе20 мы, при этом второй вход первого запирающего вентиля связан с дифференциатором, а выход — со входом импульсного звена. Такое выполнение позволяет улучшить качество регулирования.

25 На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого регулятора. Регулятор состоит из формирователя ошибки 1, дифференциатора 2, сумматора 8, трехпозпцl:онного релей ного элемента 1, порогового элемента 5, 30 запирающих вентилей б и 7, двухпозицпон370584

) Лх + а ) ) ) Лх ), х, + (Лх, — а ).

f 1 при ) Лх) ))Лх,) 0 при I х)()Лх, I

+ 1 ири а„ (О

0 FIpH а„:0 — 1 при а„ >0 у =Ф,(х)= ного релейного элемента 8, импульсного, звена 9, схемы совпаде!н!ия 10, выходной схемы

l1, исполнителыного механизма и регулирующего органа 12, 18 — объект регулирования.

Выход формирователя ошибк!и 1 соединен со входами сумматора 8, дифференц!иатора 2 и порогового элемента 5. Выход дифференциатора 2 связан с сумматором 8 и п!рямым входом зап!ирающего вентиля б, запрещающий вход которого соединении через трехпозицион!ный элемент 4 с выходом сумматора.

Выход запрещающего ве нтиля соедине|н с импульсным звеном 9, а также через двухпозиц!ионный элемент 8 — со входом схемы совпаде н!ия 10, на второй вход которой подан выход порогового элемента 5. Выходы трехпозиционного элемента 4, схем совпадения 10, а также запирающего вентиля 7, прямой вход которого соеди!нен с импульсным звеном 9, а запрещающий — со схемой совпадения 10 податны на вход выходной схемы 11. Выход последней соединен с исполнитель ным механ!измом 12, связан!ным с объект оM регулирования 18.

В да ином регуляторе сочетаются т!ри канала. В первом включе!н трехпоз!иц!ионный релейный элемент 4, реагирующий на отклонение непрерывным управляющим воздействием. Воздействие по первому каналу осуществляет!ся при услови!и: где Лх — величина отклонения сигнала от задарен!и я;

ax!I — половина зоны нечувствительности трех поз!иционного релейного элемента; а — коэффициент, усил!ия.

Область действия второго и третьего каналов заключена в зо не нечувствительности трехпозицио нного элемента, величина которой равна

Во втором канале включены пороговый элеме нт 5 с хара!ктер ист!икой а также двухпозиционный релейный элемент

8 с ха рактериспикой которые совместно со схемой совпадения 10 об!разуют релей ный элемент, !реагирующий на отклонение также непрерыв!ным управляющим воздействием, амплитуда которого определяевся величиной у„=Ф (х), а полярность — зодиаком произ!вод!ной, т. е.

15 го

25 зо

З5

65 у = Ф (х) =.

+ 1 при)Лх) )Лх,) и а (О

0 при I Лх I(I Лх, I и а„ 0 — 1 при)ЬХ) IЛх, и а, )О

Воздействие по второму каналу осуществляется прои условиях

)Лх+а )()Лх,) и )Ьх)) )Лх,).

Третий канал, содержащий импульсное звено, !реагирует на производную, регулируемой величины импульсным управляющим воздействием.

При этом поляр ность и амплитуда импульсов оп!ределяется соответственно знаком и абсолютной величиной производ!ной, а длительность импульсов и частота их следования постоянны.

Таким образом, воздействие по третьему каналу осуществляется цри условиях

IËõ+", ) (IЛх, I и IЛхl(l Лх,l .

Работа регулятора происходит следующим образом. Текущее значение регулируемого пара!метра х подается с выхода объекта регулирования 18 на вход фор мирователя ошибки 1, где сравнивается с заданным з начен ием хо.

Текущее значен!ие отклонения поступает на дифференциатор 2, сумматор 8 и пороговый элемент 5. Значение производной отклонения, взятое с коэффициентом а с дифференциатора 2 подается на вход запирающего вентиля б и !на сумматор 8, где суммируется с величиной отклонения Лх. Величина Лх+а„поступает на вход трехпозици онного релейного элемента 4, Если )Лх+а,, )) )bxII), то на выходе последнего появляется сигнал соответствующей полярности, который поступает !на запирающий вход вентиля б, препятствуя прохож1 де|нию сигнала а и од но временно поступает на вход выходной схемы 11, осущест!вляя по первому каналу непрерывное управляющее воздействие, полярность которого направлена на уменьшение !рассогласован!ия, независимо от величины и зодиака производной, По мере уменьшения рассогласования, при условиях

I Лх+ а I(I Лх, I u I Лх I ) I Лх,) исчезает сигнал на выходе т рехпозиц!ионного эле мента 4, открывая вентиль б и сигнал с дифференциатора 2 через вентиль б и двухпозиционный элемент 8 поступает на первый вход схемы совпадения 10, на втором входе которой зафиксирован сигнал с порогового элемента 5. На выходе схемы совпадения 10 появляется сигнал, поступающий на запрещающ!ий вход !вентиля 7, препятствуя прохождению сипнала а и на вход выходной ,схемы 11. На выходе этой схемы появляется непрерывное уп!ра вляющее воздействие по второму каналу, !реверсирующее систему. Полярность этого воздействия направлена на уменьшение абсолютной вел!ичины производной.

370584

Составитель 3. Маркова

Техред Г. Дворина

Редактор Е. Гончар

Корректор Т. Журавлева

Заказ 1369/20 Изд. № 267 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пр и дальнейшем уменьшении рассогласования, щри условиях исчезает сигнал с выхода порогового элемента б, си имая тем самым сигнал с выхода схемы совпадения 10. Текущее значение п роизводной ах с д ифференциатора 2 через вентиль б, импульсное звено 9 и вентиль 7 поступает í вход выход ной схемы 11. На выходе этой схемы проявляется импульсное управляющее воздействие по третьему каналу, амплитуда которого определяется абсолютной величиной производной, а полярность направлена на уменьшение этой величины, независимо от значения и знака рассогласования.

Регулятор отличается высоким быстродействиеем, приближая п роцесс регулирова ния к оптимальному по быстродействию. ОдновреMpHiHo повышается статическая точность регулирования за счет более узкой зоны нечувствительности трехпозиционного и порогового релей ных элементов. Значительно уменьшена и величина перерегулирования за счет более раннего включения непрерывного управляющего воздействия при разгоне и реверсе системы.

Предмет изобретения

Регулятор для инерционных объектов, содержащий формирователь ошибки, соединенный с первым входом сумматора, дифференциатор, вход которого подключен к выходу формирователя ошибки и ко второму входу сумматора, двухпозиционный релей ный элемент, импульсное звено, пороговый элемент, соединенный с выходом сумматора и трехпозиционный релей ный элемент, выход которого связан с первым входом запирающего вентиля и первым входом выходной схемы, выход которой через исполнительный механизм связан с объектом регулирования, соединенным с формирователем ошибки, отличсиощийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, он содержит второй за пирающий вентиль, соединенный с выходом .импульсного звена и схему совпадения, первый вход которой через двухпозицпонный релейный элемент подключен к выходу первого запирающего вентиля, а второй вход — к выходу порогового элемента, связанного с выходом формирователя ошибки, вы: од схемы совпадения соединен со вторым входом выходной схемы и с запрещающим входом второго запирающего вентиля, выход которого подключен к третьему входу выходной схемы, при этом второй вход первого запирающего вентиля связан с дпфференцпатором, а выход — со входом импульсного звена.