Способ двухпозиционно-пропорционального регулирования

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26,09,72 (21)1831462/18-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.78. Бюллетень№ 10 (45) Дата опубликования описания )5.02.%.

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5 98042 (51) М. Ks.

Ст 05 13 23/19

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК62-551-5 (088.8) А. С. Попов, А. В, Фортуныч, B. П. Филин и В. М. Еремин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4) СПОСОБ ДВУХПОЗИЦИОННО-ПРО ПОРЦИОНАЛЪНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к классу вибрационно-линеаризованных систем, и предназначено для регулирования различных технологических процессов, например температуры.

Известны способы регулирования, основанные на преобразовании регулируемого параметра в электрический сигнал, сравнении его с пороговым уровнем и формировании по результату сравнения управляющего сигнала релейного типа, осушествлении регулирования по принципу «включено — выключено» (1). Такой процесс регулирования называется обычным двухпозиционным и сопровождается автоколебаниями регулируемой величины около за данного значения. Амплитуда автоколебани (ошибка системы регулирования), определяе мая гистерезисом управляющего устройства уровнем релейного воздействия и запаздыва нием, значительна и принципиально не может быть меньше зоны гистерезиса управляющего устройства. Известен также способ, основан ный на преобразовании регулируемого параметра в электрический сигнал, суммировании

Его с корректируюшим сигналом, сравнении результирующего сигнала с пороговыми уровнями и формировании по результату сравнения управляюшего сигнала (2). При этом известном способе регулирования корректируюший сигнал представляет собой периодически изменяющуюся во времени кривую, которой линеаризуется релейное управляюшее устройство. Сложность этого известного способа обусловлена необходимостью формирования корректируюшего сигнала специальной формы.

Для упрошения способа регулирования предлагается устанавливать одно из двух дискретных значений постоянного корректирующего сигнала в зависимости от результата сравнения, причем при значениях возрастаюшего результируюшего сигнала, меньших верхнего порогового уровня, подают большее значение постоянного корректируюшего сигнала, а при значениях уменьшающегося результирующего сигнала, больших нижнего порогового уровня, подают меньшую величину постоянного корректируюшего сигнала.

На фиг. 1 показана структурная схема системы двухпозиционно-пропорционального регулирования температуры для реализации описываемого способа; на фиг. 2 — временные диаграммы процесса регулирования в системе в установившемся режиме.

Система регулирования объекта содержит электроизмерительный прибор 2 с релейным выходом, работаюший совместно с термопа598042 рой 3. Измерительная часть прибора образована электроизмерительным механизмом 4 с подвижной рамкой-стрелкой, балластным сопротивлением 5 и источником тока 6, подключенным через контакт 7. Регулирующая часть прибора представлена контактом 8, через который подключается регулирующее воздействие Q источника 9. Контакты 7 и 8 прибора, управляемые подвижной рамкой-стрелкой, переключаются синхронно.

Контакты 7 и 8 прибора замкнуты, пока рамка-стрелка прм движении вверх не достигает верхнего уровня зоны гистерезиса K (см. фиг. 2). При этом на объект подается регулируюшее воздействие Q. При движении рамкистрелки вниз контакты 7 и 8 разомкнуты, и регулирующее воздействие Q равно нулю, пока рамка-стрелка не достигает нижнего уровня зоны гистерезиса. Движение рамки-стрелки определяется результирующим сигналов Х, образованным сигналом Х термопары 3 и корректирующим сигналом Ха от источника 6. Сигнал Х определяется динамикой объекта 1 и обычно описывается экспонентой с постоянной времени Т на уровень Н. Сигнал Хв определяется динамикой движения рамки-стрелки и приближенно может быть описан экспонентой T на уровень h. Обычно T,))Т, Н >) h.

Пусть в момент времени t произошло очередное замыкание контактов 7 и 8. Регулируеммая величина и сигналы Х, Ха, Х растут.

В момент времени t, сигнал Х достигает верхнего уровня зоны гистерезиса и контакты 7 и 8 размыкаются. Регулируемую величину и сигналы Х, Хя, Х подают то тех пор, пока Х не достигает нижнего уровня зоны гистерезиса в момент времени

Далее циклы регулирования повторяются.

Из фиг. 2 видно, что переключения контактов 7 и 8 вызываются, в основном, быстроизменяющимся сигналом Ха. Изменения сигнала Х при этом. — незначительны. Следовательно, незначительны и колебания регулируемой величины. Они — меньше зоны гистерезиса.

При обычном двухпозиционном регулировании движение рамки-стрелки определяется только инфранизкочастотным сигналом Х термопары 3 11). Поэтому колебания регулируемой величины равны, как минимум, зоне гистерезиса прибора (без учета запаздывания в системе). Среднее значение регулируюшего воздействия на входе объекта пропорционально уставке задатчика уровня регулирования, т. е. а налогично статическим непрерывным системам. В силу релейного воздействия на объект и пропорциональности к уставке по полезному среднему значению такой способ регулирования называется двухпозиционно-пропорциональным. Параметры корректируюшего воздействия должны быть оптимальны. Постоянная времени (> определяется самим прибором и может регулироваться лишь в небольших пределах балластным сопротивлением 5. Уровень h определяет амплитуду автоколебаний регулируемой величины и одновременно коэффициент передачи линеаризованного управляющего устройства. Если h выбрать меньше, чем зона гистерезиса, то гистерезис скомпенсируется лишь частично, а высокочастотные автоколебания — отсутствуют, что нежелательно.

10 Практически можно рекомендовать h = (5—

1О) Л.

Корректирующее воздействие может быть сформировано, например, шунтированием части сопротивления 5. Процессы, вызванные одновременным изменением Т и h при шунтиро15 вании части сопротивления 5, — несколько иные, но и при этом может быть получен аналогичный эффект вибрационной линеаризации.

При использовании известных способов корректирующий сигнал формируется введением специальных инерционных звеньев. В практике приборостроения для этих целей нашли применение RC-или электротермические цепи. В случае применения описываемого способа используются инерционные свойства подвижной системы электроизмерительных приборов и пот25 ребность в специальных инерционных звеньях автоматически отпадает.

Формула изобретения з0 Способ двухпозиционно-пропорционального регулирования, основанный на преобразовании регулируемого параметра в электрический сигнал, суммировании его с корректируюшим сигналом, сранении результирующего сигнала с пороговыми уровнями и формировании по результату сравнения управляюшего сигнала, отли вдающийся тем, что, с целью упрощения спосооа регулирования, устанавливают одно из двух дискретных значений постоянного корректирующего сигнала в зависимости от результата сравнения, причем при значениях возрастаюшего результирующего сигнала, меньших верхнего порогового уровня, подают большее значение постоянного корректируюшего сигнала, а при значениях уменьшающегося результирующего сигнала, больших нижнего порогового уровня, подают меньшую величину постоянного корректируюшего сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Контактные приборы. «Справочник по электроизмерительным приборам». Под. ред.

К. К. Илюнина. Л., «Энергия», 1973, с. 313—

351.

2. Спасокукоцкий О. К. и др. Элементы электроавтоматики. Киев, 1965, с. 135 — 145, рис. 68

598042

Фиг.! х,g о 4

Фиг.2

Составитель Л. Линецкий

Техред О. Луговая Корректор П. Макаревич

Тираж i 033 Подписное

Редактор Л. Тюрина

Заказ 1216 38

UHHHIlH Государственного комитета Совета Министров ГГГР по делам изобретений и открытии

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4