Автоколебательная автоматическая система регулирования

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)531128 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено04.06.73 (21) 1927080/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано05.10.76.Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания14.01.77 (51) M. Кл.з

505 B 11/00

Государственный комитет

Савотв Миниатрав СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 61:52 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Попов, Д, И. Малов и А, Н, Пархоменко (71) Заявитель

Тульский политехнический институт (54) АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области автоматического управления, к классу авчоколебательных релейных систем и предназначено для регулирования различных технологических процессов, например температуры.

Известны релейные системы ll, 2, 37 работающие по принципу "включено-выключено". Такие системы содержат последова тельно соединенные блок сравнения, релейное звено и объект регулирования, охваченные единичной обратной связью. Процесс регулирования в двухпозиционных системах сопровождается автоколебаниями регулируемой величины около заданного значения. Амплитуда автоколебаний (точность системы) определяется уровнем релейного воздействия, подаваемого на объект регупирования, Уровень релейного воздействия определяет быстродействие системы и поэтому не может быть выбран малым, в ре- go зультате амплитуда установившихся колебаний регулируемой величины значительна.

Уровень линейного воздействия и амплитуда автоколебаний могут быть уменьшены, если быстродействие будет обеспечено другим воздействием, например, пропорциональным сигналу отклонения регулируемой величины от заданного значения, Однако линейное безынерционное звено, подключенное параллельно релейному звену, осуществляющее такое воздействие (1, 2) существенного выигрыша по точности не дает, так как амплитуда автоколебаний становится зависимой от коэффициента передачи линейного звена, а при определенных значениях последнего система из области устойчивых автоколебаний переходит в неустойчивую область (1), Известна 31автоколебательная система регулирования (прототип), содержащая последовательно соединенные блок сравнения и релейное звено, выход которого подключен к объекту регулирования, а выход объекта регулирования соединен со входом блока сравнения.

При заданном быстродействии в переходном режиме такая система имеет значительную амплитуду колебаний регулируемой величины в установившемся режиме.

531128

Целью изобретения является уменьшение амплитуды установившихся колебаний, т. е. повышение точности работы системы.

Эта цель достигается тем, что в предложенной системе параллельно релейному звену подключено нелинейное звено с зоной нечувствительности и однозначной характеристикой линейных участков, На чертеже представлена структурная схема предложенной системы, Система представляет собой замкнутый контур, включающий в себя объект регулирования 1, блок сравнения 2 и релейное звено 3. Параллельно релейному звену подклю- ?$ чено нелинейное звено 4, Статическая характеристика нелинейного звена имеет зону нечувствительности + g и линейные однозначные участки с углом наклона А., З?

Система работает следующим образом, Благодаря замкнутому контуру на выходе X системы воспроизводится заданное значение х входного воздействия. Из-еа наличия релейного звена 3 процесс регулирования в установившемся режиме сопровождается высокочастотными колебаниями регулируемой величины относительно заданного значения. Во время выхода системы на режим регулирования на объект регулирования дополнительно подается форсирующее воэдействие по нелинейному звену до тех пор, пока сигнал отклонения превышает зону нечувствительности нелинейного звена. После того как сигнал отклонения станет меньше зоны нечувствительности нелинейного звена, он не проходит через это звено, Та ким образом, в переходном режиме на объект регулирования действует сумма воздействий звеньев 3 и 4, причем доминирует воздействие нелинейного звена, пропорциональное сигналу отклонения. В установившемся режиме определяюшим является воздействие звена, Если выбрать зону нечувствительности нелинейного звена большей, чем ожидаемая амплитуда установившихся колебаний, то это звено будет включаться в работу только в переходном режиме, обеспечивая его формирование, При этом амплитуда установившихся колебаний определяется только уровнем воздействия релейного зве на и не зависит от угла наклона с . линейного участка нелинейного звена, Уровень воздействия релейного звена может быть выбран небольшим и этим соответственно будет обеспечена приемлемая амплитуда колебаний регулируемой величины в установившемся режиме.

Таким образом, наличие в системе нелинейного звена позволяет уменьшить уро» вень релейного воздействия и уменьшить амплитуду установившихся колебаний практически без ухудшения быстродействия.

Расчетом и моделированием на аналоговой

ЭВМ показано, что при уменьшенном в и раз релейном воздействии почти в и раз уменьшается амплитуда автоколебаний, а соответствующее в Pgnpaa уменьшение быстродействия, неизбежное в обычной двухпозиционной системе, в данной системе не имеет места. При вариациях коэффициента передача линейных участков нелинейного звена в широких пределах амплитуда колебаний остается постоянной, а система— устойчивой.

Формула изобретения

Автоколебательная автоматическая система регулирования, содержашая последовательно соединенные блок сравнения и релейное звено, выход которого подключен к объекту регулирования, а выход объекта регулирования соединен со входом блока сравнения, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности работы системы, параллельно релейному звену подключено нелинейное звено с зоной нечувствительности и однозначной характеристикой линейных участков, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Попов A. С., Малов l1. И., Пархоменко A. Н. Системы двухпозиционного регулирования с корректирующими связями по отклонению. "Автоматические системы оптимального управления технологическими процессами", Вып. 4. Тула., Изд-во Тульского полит. инст. 1973, с. 46-60.

2. Авторское свидетельство СССР №341009, кл. G 05 Ь 11/00, 1972.

3. Клюев А. С. Автоматическое регулирование. М., "Энергия", 1967, с. 327, рис. 7, 28.

531128

Составитель Э. Митрошин

Редактор Л. Утехина Техред H. Андрейчук Корректор Б. Югас

Заказ 5390/146 Тираж 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4