Система автоматического регулирования

 

Mtl r!

ОПИСА E

ИЗОБРЕТЕНИЯ бибоп.у, {ш 572755

Соки Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 17.04.74 (21) 2016635/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.00.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 07.09.77 (51) М. Кл. G 05В 11/01

Государственный квинтет

Совета Министров СССР (53) УДК 62-50(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Б. Н, Дралюк, Г. В. Синайский, В. Н. Санников и Б. В, Стулин (71) Заявитель (54) CHCTEMA АВтоМАтИЧЕСКОГ0 РВГУЛИРОВА11ИЯ

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть применено для регулирования объектов, которые работают в условиях периодической помехи, обусловленной, например, оборотными биениями вращающихся устройств объекта регулирования. Например, в системах регулирования толщины и натяжения прокатываемой полосы на непрерывном стане холодной прокатки металла такая помеха имеет место вследствие эксцентриситета прокатных валков. Частота этой помехи может изменяться в широких пределах соответственно изменению скорости прокатки.

На определенной скорости прокатки частота периодической помехи совпадает с резонансной частотой системы регулирования и под действием системы регулирования происходит увеличение амплитуды периодических колебаний регулируемой величины в 2 — 3 раза.

Известна система автоматического регулирования, в которой регулирование связано с наличием в измеренных сигналах гармонического возмущения. Это возмущение может быть обусловлено, например, оборотными биениями вращающихся частей (валови такдалее) объекта регулирования. Отработка указанного возмущения не всегда бывает необходимой, а в некоторых случаях является нежелательной, поскольку ведет к перегреву и износу исполнительного механизма в системе регулирования.

Поэтому в системах регулирования необходима отстройка от возмущения (1).

Наиболее близким решением является система регулирования, содержащая последовательно соединенные сумматор, нелинейный блок с зоной нечувствительности и регулятор, выход которого соединен через объект регулирования с входом сумматора, выход сумматора подключен через два последовательно соединенных однополупериодного выпрямителя и фильтра к соответствующему усилителю (2).

В известной системе имеется возможность оценить величину коэффициента относительного затухания колебаний, но известная спсте15 ма не устраняет эффекта увеличения амплитуды периодической помехи на выходе системы регулирования. Увеличение амплитуды периодических колебаний отрицательно сказывается на точности регулирования.

20 Целью изобретения является увеличение точности работы системы автоматического регулирования в условиях периодической помехи.

Это достигается путем сведения в систему регулирования двух цепей из последовательно

25 соединенных нелинейного дифференцирующего звена и интегратора, выходы которых соединены с соответствующими входами нелинейного блока с зоной нечувствительности, выходы усилителей подключены к входам соответствуЗО ющих нелинейных дифференцирующих звень572755 ев, а два выхода нелинейного блока с зоной нечувствительности соединены с одним из входов соответствующих интеграторов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемой системы регулирования; на фиг. 2 изобра>кены кривые, поясняющие работу системы.

Контур регулирования включает сумматор 1, на один вход которого поступает сигнал 2, пропорциональный текущей величине, а на второй вход — сигнал 3, пропорциональный заданной величине регулируемого параметра, нелинейный блок с зоной нечувствительности 4, per улятор 5, объект регулирования 6.

Выходной сигнал сумматора 1 через однополупериодные выпрямители 7, 8 поступает на вход фильтров 9, 10. Выделенные фильтрами сигналы усиливаются усилителями 11, 12 и поступают на вход нелинейных диффереццирующих звеньев 13, 14.

На выходе нелинейных звеньев включены интеграторы 15, 16. Каждос нелинейное дифференцнрующее звено представляет собой R(:цепь, у которой посредством диодов разделены цепи заряда и цспп разряда конденсаторов.

Благодаря этому характеристика нслнпейного дифференцирующего звена такова, что если знак входного сигнала звена совпадает со знаком производной этого сигнала, то выходное напря>кение интегратора изменяется пропорционально входному сигналу нелинейного дифференцирующего звена. Если знаки указанных сигналов противоположны, то выходное напряжение интегратора остается постоянным.

Таким образом, при нарастании полуволны колебаний периодической помехи от нулевого до максимального значения выходной сигнал интеграторов тоже нарастает.

Уменьшение выходного напряжения интеграторов осуществляется в функции сигнала, снимаемого с нелинейного блока 4 с зоной нечувствительности, который поступает на один из входов интеграторов 15, 16. Этот сигнал пропорционален разности между выходным напряжением интеграторов и текущим значением периодической помехи.

Сформированный таким образом выходной сигнал интеграторов 15 (16) поступает на нелинейный блок 4 с зоной нечувствительности последнего.

На фиг. 2 показаны кривые изменения сигналов в системе регулирования. Кривая 17 —сигнал периодической помехи. Выходной сигнал фильтра 9 соответствует кривой 18, выходной сигнал фильтра 10 — кривой 19. Выходные сигналы интеграторов 15, 16 соответственно кривые 20 и 21. Фиг. 2 показывает, что выходные сигналы интеграторов довольно точно повторяют характер изменения сигнала периодической помехи, что позволяет отстроить систему регулирования от помехи.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении точности работы системы регулирования в условиях периодической помехи. Известная система регулирования, настроенная на переходный процесс с перерегулированием 5 ... 10, увеличивает примерно в два раза амплитуду гармонической помехи.

В предлагаемой системе регулирования такого увеличения амплитуды помехи не проис20 ходит.

Формула нзобрстсния

Система автоматического рогуJlllj)083Hli5t, содержащая последовательно соединенные сумматор, нелинейный блок с зоной нечувствительности и регулятор, выход которого соединен через объект регулирования с входом сумматора, выход сумматора чсрсз две цепи пз

З0 последовательно соединенных однополупериодного выпрямителя и фильтра подключен к соответствующему усилителю, о т л н ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения точности работы системы в условиях периодической поЗ5 мехи, она содержит две цепи из последовательно соединенных нелинейного дифференцирующего звена и интегратора, выходы которых соединены с соответствующими входами нелинейного блока с зоной нечувствительности, 35 выходы усилителей подключены к входам соответствующих нелинейных дифференцирующих звеньев, а два выхода нелинейного блока с зоной нечувствительности соединены с одним из входов соответствующих интеграторов.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Морозовский В. Т., «Многосвязные системы автоматического регулирования», Энергия, М., 1970, с. 107 — 108.

45 2. Юсупов P. М., «Получение информации об управляемом процессе в самонастраивающихся системах», Энергия, М. Л., 1966, с. 31, 572755

Фиг 1

<иа.2

Составитель А. Лащев

Техред М. Семенов

Корректор Е, Хмелева

Рсдактор Н. Хлудова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1992/12 Изд. Мз 740 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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