Входное устройство регулятора
1п1 470789
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Респтбоик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 04.10.73 (21) 1963135/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет— (51) М, 1с,л. 6 05Ь 13/02
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 62-50(088.8) ло делам изобретений Опубликовано 15.05.75. Бюллетень № 8 у открытий
Дата опубликования описания 05.08.75 (72) Авторы изобретения
А. Я. Бичуцкий и Г. Я. Леденев (71) Заявитель (54) ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО РЕГУЛЯТОРА
Изобретение относится к техническим средствам согласования датчиков первичной информации и регулирующих устройств в системах автоматического управления и может быть использовано для согласования указанных устройств в тех случаях, когда в сигналах, поступающих от датчика отклонения регулируемого параметра, присутствуют сигналы помехи.
Входные устройства регуляторов в системах автоматического управления обычно выполняют на суммирующих усилителях. В различного типа входных устройствах присутствует один суммирующий усилитель, входы которого соединяются с выходами датчиков первичной информации. Если в сигналах датчиков отклонения регулируемой величины, скорости отклонения, регулируемой величины и т. д. присутствуют сигналы помехи, то входные устройства выполняются с применением RCфильтров. При наличии сигнала помехи в сигнале одного из датчиков фильтрующие цепи могут устанавливаться на выходе датчика или па соответствующем ему входе суммирующего усилителя. При наличии сигнала помехи в сигналах нескольких датчиков фильтр обычно подключается к суммирующей точке входного усилителя.
Однако такое выполнение входных устройств обладает тем недостатком, что при примененип фильтров с малыми постоянными времени зачастую не удается достичь хорошего качества фильтрации, а использование фильтров с большими постоянными времени может при5 вести к потере динамической устойчивости системы управления.
Цель предлагаемого изобретения заключается в увеличении помехоустойчивости работы
iстройства.
10 Эта цель достигается тем, что входное устройство содержит апериодическое звено и доголнительный блок суммирования, первый и второй вход которого подключены соответственно к датчикам отклонения регулируемой
15 величины и скорости отклонения,регулируемой величины, а выход дополнительного блока суммирования через апериодическое звено подключен к третьему входу блока суммирования.
20 На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Оно содержит датчик отклонения (ДО) 1 регулируемой величины, датчик скорости отклонения (ДСО) 2 регулируемой величины, входное устройство 3,регулятора, 25 блок суммирования 4, апериодическое RC-звено 5, блок суммирования 6, конденсатор 7, суммирующие сопротивления 8, усилитель 9 н датчик обратной связи 10.
Выход ДО 1 соединен с одним входом бло30 ка суммирования 4. Датчик ДСО 2 соединен
470789 где (3) 3 с другим входом блока суммирования 4 и через суммирующее сопротивление 8 — с входом усилителя 9. (Усилитель 9 совместно с суммирующими оо противлениями 8 образует блок суммирования 6) Вход апериодического звена 5 соединен с выходом блока суммирования
4, а его выход — с входом суммирующего усилителя (другое суммирующее сопротивление
8 .и усилитель 9), Через третье суммирующее сопротивление 8 вход усилителя 9 соединен с датчиком обратной связи 10. Конденсатор 7 и сопротивление 8 образуют RC-фильтры на входе усилителя 9.
Сигналы с ДО 1 и ДСО 2 поступают на входы блока суммирования 4, с выхода которого суммарный сигнал поступает на вход апериодического звена 5, имеющего постоянную времени T. Коэффициенты передачи цепей от чувствительных элементов ДО 1 и ДСО
2 до входа апериодического звена 5 выбираются из условия
1 (1) ж; Т где W — коэффициент передачи цепи от чувствительного элемента ДО 1 до входа апериодического звена 5, Ф,— коэффициент передачи цепи от чувствительного элемента ДСО 2 до входа апериодического звена 5.
В коэффициенты В и Wq входят передаточные функции самих датчиков и соответственно коэффициенты передачи блока сумм ирования по обоим входам.
Такое соединение функциональных элементов и выбор соотношений их параметров позволяе: выбором постоянной времен и T звена
5 обеспечить на его выходе хорошее .качество фильтрации полезного сигнала датчика отклонения от сигнала помехи, r. е. на выходе звена 5 действует «чистый» сигнал, несущий информацию о величине отклонения регулируемого параметра. Пр и этом в канал сигнала отклонения регулируемого параметра (ДО
1 — блок суммирования 4 — RC-звено 5 — сопротивление 8) не вносится дополнительного запаздывания, т. е, введение дополнительного апериодического звена во входное устройство
3 не ухудшает динамических свойств системы управления в целом и,не требует применения специальных,мер по обеспечению устойчивости системы управления.
Вышеизложенное можно пояснить следующим образом.
Пусть, например, система управления, в состав которой .входит рассматриваемое устройство, служит для поддержания заданного углового положения некоторого твердого тела относительно одной из осей его,инерции. В таком случае ДО 1 измеряет угловое откло нение <р (угл. град.) от заданного положения, а
1 угл. град. )
ДСО 2 †скорос отклонения ср сек от зада нного положения. Суммарный сигнал на входе звена 5 в этом случае имеет вид
Uõ —— U К, +U К„(2) (1 = +s9 + аом— электрический сигнал .на выходе ДО 1, размерность — вольты (в); U2 — К4. р — электрический сипнал на выходе ДСО 2, размерность (aJ; Кь 1(— коэффициенты передачи устройства суммирования, безразмерные величины;
Кз — коэффициент передачи ДО 1,,размер10 ность (; К4 — коэффициент передачи
В (угл. град. в
ДСО 2, размерность угл. град./сек g сигнал помехи на выходе ДО 1.
С учетом коэффициентов Кь К, Ка, К4 условие (1) имеет вид . К Кз .
1 3 Кз К4 и, принимая во внимание, что rp=Prp, где P— оператор Лапласа, (2) можно записать в виде
Uz=(V 14..Kз+ 1.м)+ v Ка. -— (Ks K41 л = К,Кз 1+1 )+ 1...=Ks Кз)
= т Кл К4 где, с учетом (1), Т= 30 К Кл U> действует на входе апериодического звеиа 5, передаточная функция которого Ф а —— 1 . Поэтому сигнал 41а на выходе этого Т,+1 звена, т. е. на входе блока суммирования 6,,имеет вид Us: U — — — у К;К, + - " "- (4) 1р 1 тр 1 40 11з уравнения (4) видно, что инерционность звена 5 не действует на полезный сигнал 1rp К Ка), а его действие проявляется лишь на сигнал помехи U,м. Постоянная времени звена 5 выбирается,из 45 условия требуемого качества подавления сигнала помехи. При этом учитывается возможность изменения коэффициентов Ki и К таким образом, чтобы обеспечить соотношение K1 КЗ 50 К К4 Т Результаты рассмотренного примера распространяются на случаи регулирования других физических параметров (например, перемещения, скорости, температуры и т. д.) — при этом меняются только размерности, сущность же процесса фильтрации остается той же. Применение предлагаемого устройства возможно в тех случаях, когда сигналы помехи с обоих датчиков не коррелированы,между собой. Предмет изобретения Входное устройство регулятора, содержз ще = 65 блок суммирования, к первому и второму вх"470789 Выход Составитель А. Бичункнй Техред Е. Подурушнна Корректор И. Позняковская Редактор Е. Семанова Заказ 1861/15 Изд. № 1473 Тираж 869 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 дам которого подключены соответственно датчик скорости отклонения регулируемой величины,и датчик обратной связи, и датчик отклонения регулируемой величины, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, оно содержит апериодическое звено и дополнительный блок суммирования, первый и второй входы которого подключены соответствен|но к датчикам отклонения регулируемой величины и скорости отклонения регулируемой величины, а выход 5 дополнительного блока суммирования через апериодическое звено подключен к третьему входу блока суммирования.
