Пневматический самонастраивающийся регулятор

 

1ii! 590693

Со.са Ссоетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2309926/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 08.02.78 (51) М. Кл.е б 05В 11/50

G 05В 13/00

Гасударствеииый комитет

Совета лкикистров СССР оо делам иэобретений и открытий (53) УДК 621.525(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

A. Н. Юрин, С. А. Моисеев, A. А. Карпенко и А. А. Ахобадзе

Проектно-конструкторский институт автоматизации производственных процессов в промышленности (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ САМОНАСТРАИВАКИЦИЙСЯ

РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к области пневматического приборостроения и может быть использовано при синтезе самонастраивающихся систем для автоматического управления технологическими процессами.

Известны самонастраивающиеся системы, содержащие в качестве регулятора управляющие устройства, имеющие в своем составе интегратор и анализатор качества (1). Эти самонастраивающиеся устройства обладают недостаточной точностью регулирования колебательных процессов.

Наиболее близким техническим решением является пневматический самонастраивающийся регулятор, содержащий анализатор и первый интегратор, подключенные к входным каналам параметра и задания, выход первого интегратора соединен с первым управляющим входом анализатора качества. Однако он обладает малым быстродействием за счет введения фильтров, вносящих в систему дополнительное запаздывание.

Целью данного изобретения является увеличение быстродействия регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в нем установлены второй интегратор, сигнумреле, логический блок «неравнозначность» и выходной ключ, первое и второе сопла которого соединены с выходами интеграторов, а управляющие камеры — с первым выходом вычислительного блока и атмосферой, второй интегратор соединен с входными каналами параметра и задания, его выход — с вторым управляющ| м входом анализатора качества, выход которого соедине 1 с первыми двумя входами логического блока «неравнозначность», подключенного своим третьим входом к выходу сигнум-реле, инверсные камеры кото10 рого подключены к каналам параметра и задания, причем выход логического блока «неравнозначность» соединен с управляющими входами интеграторов.

На чертеже представлена схема регулятора.

15 Регулятор co,".ep>ictiT aa интегратора 1, 2, выходной ключ 3, логический блок «неравнозначность» 4, анализатор 5, сигнум-реле 6, вычислительный блок 7. Входы интеграторов

1, 2 соединены с входными каналами пара20 метра Рпар и задания Рзад.

Интегратор 1 включает пятнмембранный элемент сравнения 8, ключ 9, переменный дроссель 10, емкость 11 и усилитель мощности

12. Интегратор 2 выполнен аналогично и со25 стоит пз пятимембранного элеменга 13, ключа 14, переменного дросселя 15, емкости 16 и усилителя мощности 17. Логи олеский блок 4

«неравнозначность» выполнен на реле 18 и

19. В качестве снгнум-реле 6 используется

30 дискретный элемент сравнения.

590693

Анализатор 5 содержит два пятимембранных элемента сравнения 20 и 21, два логических элемента «ИЛИ» 22 и 23, два дискретных элемента сравнения 24 и 25, переменный дроссель 26, емкости 27 и 28, трехмембранное реле 29, элемент «НЕ» 30, повторитель со сдвигом 31 и ключ 32.

Вычислительный блок 7 состоит из двух пятимембранных элементов сравнения 33 и 34, двух дроссельных сумматоров 35 и 36, переменного дросселя 37, емкости 38 и ключа 39.

Регулятор работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные заданному и текущему значениям регулируемой величины, поступают на входы элементов сравнения 8 и 13, работающих в зависимости от положения ключей 9 и 14, управляемых логическим блоком 4, попеременно в режимах интегрирования и запоминания.

Работа блока 4 зависит от значения сигнала 7, вырабатываемого анализатором 5, и сигнала, формируемого сигнум-реле 6. При автоколебательном режиме (стационарное состояние системы) выход анализатора 5 равен О и работа логического блока 4 определяется знаком функции signx.

Если sign x(0, элемент сравнения 8 подключается через ключ 9 к инерционному звену «дроссель-емкость» (элементы 10, 11) и в интеграторе 1 производится операция интегрирования ошибки

fE+I

U, = ddt. т, i 35

Одновременно элемент сравнения 13 отключается посредством ключа 14 от инерционного звена (элементы 15, 16) и с выхода интегратора 2 будет сниматься фиксированное значение интеграла Uq= U@. Если sign x)0, 40 в интеграторе 1 будет производиться запоминание предыдущего значения интеграла, а в интеграторе 2 — интегрирование. Таким образом, в автоколебательном режиме при такой последовательности формирования уровней Ui 45 и U> разность их значений будет непрерывно уменьшаться до определенного значения, задаваемого анализатором 5.

При срыве автоколебаний или уменьшении разности уровней Ui и U2 ниже задаваемого 5о значения, анализатор 5 отрабатывает сигнал, равный 1, в блок 4, на выходе которого будет формироваться инвертированный сигнал

sign х, и режимы работы интеграторов 1, 2 поменяются на обратные, разность значений 55 уровней будет увеличиваться, в результате регулятор снова вводится в автоколебательный режим с последующим уменьшением амплитуды колебаний.

Анализатор 5 служит для анализа автоко- 60 лебаний, поступающих на его вход.

Элементами 20, 21, 22 определяется модуль, поэтому схемы подключения элементов 20 и

21 выбраны различными. Значение модуля поступает через элемент 24 на инерционное 55

4 звено (элементы 26, 27, 28), служащие фильтром для пропускания низкочастотной составляющей определенного уровня, при котором происходит срыв автоколебаний. Настройка фильтра на определенный уровень производится дросселем 28. Реле 29 с элементом 30 формирует дискретный сигнал 7ь равный «О» при наличии автоколебаний и «1» — при срыве, поступающий на элемент 23, связанный с выходом анализатора 5.

Элементы 25, 31, 32 ограничивают величину разности уровней U< и U> не ниже некоторого фиксированного значения, задаваемого элементом 31, и формируют дискретный сигнал

Zz, равный «О», если разность уровней U< и Ua не превышает заданную и «1» — если эта разность становится ниже заданной. Сигнал Z2 поступает через элемент 23 на выход анализатора 5.

В вычислительном блоке 7 реализуется операция

<Рпар

+ (пар " аад).

dt

Сформированные блоками 1, 2 в определенной последовательности уровни U< и U2 релейной характеристики поступают на вход выходного ключа 3, такт работы которого определяется знаком функции sign х, вырабатываемой блоком 7.

Формирование выходного сигнала производится по следующему закону

J U,(tI+„), если signa)0 ! U,(ti+,), если signх(0.

Регулятор дает хороший результат при использовании его в системах автоматического управления колебательными технологическими процессами, в которых при уменьшении амплитуды колебания частота увеличивается.

В САУ неколебательными технологическими процессами на низких частотах возможно состояние Z=1, если не подобрать с запасом сопротивление переменного дросселя 26.

Эффективность предложенной системы при обработке сложных входных воздействий при управлении колебательными объектами заключается в том, что при частом воздействии на систему больших возмущений устройство способно их скомпенсировать за счет наличия двух уровней, образующих управляющее воздействие.

Формула изобретения

Пневматический самонастраивающийся регулятор, содержащий анализатор и первый интегратор, подключенные к входным каналам параметра и задания, вычислительный блок, входы которого подключены к входным каналам параметра и задания, выход первого интегратора соединен с первым управляющим входом анализатора, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия регулятора, в нем установлены второй интегратор, сигнум-реле, логический блок «неравнознач590693

7 — r (!

ХХ И

Г

1 зад бар

Составитель О. Гудкова

Техред A. Камышникова Корректор А. Степанова

Редактор P. Киселева

Подписное

Заказ 3184/9 Изд. № 161 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ность» и выходной ключ, первое и второе сопла которого соединены с выходами интеграторов, а управляющие камеры — с первым выходом вычислительного блока и атмосферой, второй интегратор соединен с входными каналами параметра и задания, его выход — с вторым управляющим входом анализатора, выход которого соединен с первыми двумя входами логического блока «неравнозначность», подключенного своим третьим входом к выходу сигнум-реле, инверсные камеры которого подключены к каналам параметра и задания, причем выход логического блока

«неравнозначность» соединен с управляющими входами интеграторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Козлов В. И. Самонастраивающиеся системы с релейными элементами, М., «Энергия», 1974, стр. 4, 34.

I0 2. Авторское свидетельство СССР № 327447, кл. G 05В 13/00, 1972.