Пневматический регулятор с переменной структурой
и 640254", ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Соииалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.06.76 (21) 2369053/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. б 05В 11/50
G 05В 13/00 ло делам изобретении (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (53) УДК 621-525 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (72) Авторы изобретения
А. Н. Юрин, С. А. Моисеев, К. С. Балушкин и В. Г. Бочоридзе (71) Заявитель
Проектно-конструкторский институт автоматизации производственных процессов в промышленности (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ
СТРУКТУРОЙ
ГосУдаРственный комитет (23) Г1риоритет
Изобретение относится к области пневматического приборостроения и может быть использовано при синтезе самонастраивающихся систем для автоматического управления технологическими процессами.
Известна система управления скоростью в плоскости тангажа для истребителя, которая содержит вариатор коэффициента усиления, ограничитель, последовательно соединенные модель, элемент сравнения, блок логики, реле, ограничитель и фильтр, выход которого является выходом устройства, входы элемента сравнения соединены с выходом модели и входом «переменная» устройства, а выход подключен к вариатору коэффициента усиления, ограничителя и к блоку логики ji j
Известные устройства не пригодны для регулирования объектами с пневматическими исполнительными механизмами, так как средняя величина релейной характеристики у них постоянна, а меняется лишь разность значений уровней релейной характеристики.
Известен также пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий два интегратора, каждый из которых состоит из сумматора с камерами, соединенными с входными каналами, ключей, выходы которых через последовательно соединенные инерционные звенья и усилители соединены с соплами выходного ключа, управляющие камеры ключей обоих интеграторов соединены с выходом сигнум-реле, входные камеры которого подключены к входным каналам, связанным с входами блока определения знака производной, выход которого соединен с управляющей камерой выходного ключа (2).
Однако при отработке сложных входных воздействий при управлении колебательными объектами возможен срыв автоколебательного режима в известном регуляторе, что ухудшает его динамические характеристики.
Целью изобретения является улучшение его динамических характеристик.
Для этого в нем установлены элементы памяти, первые управляющие камеры которых соединены между собой, вторые управляющие камеры — с выходами соответствующих сумматоров, третьи управляющие камеры — с выходом сигнум-реле, четвертые управляющие камеры — с выходом блока определения знака производной, а выходы элементов памяти подключены к входам соответствующих ключей интеграторов.
На фиг. 1 — предлагаемый регулятор; на фиг. 2 — график его работы.
640254
Регулятор содержит два интегратора 1 и
2, выходнои ключ 3, блок определения знака производной 4, сыгнум-реле 5.
Входы интеграторов 1 и 2 соединены с входными каналами регулируемой величины Р„р и задающего воздействия Р„д., а выходы с выходным ключом 3) связанным с выходным каналом устройства. Управляющая камера ключа 3 ыодсоединена к выходу блока определения знака производной 4, входы которого соединены с входными «апалами Риар. и Рззд,.
Интегратор 1 включает сумматор б, элемент памяти 7, ключ 8, переменные дроссели 9 и 10, емкость 11, входящие в инерци- 15 онное звено, и усилитель 12.
Интегратор 2 выполнен аналогично. 1 амеры сумматора 6 соединены с входными каналами Р „р. и Рзяд, и с линией положительной обратной связи, а выход — с вхо- 2р дом элемента памяти 7, одна из управляющих камер которого подсоединена к выходу блока определения знака производной а другая — к выходу сигнум-реле 5. Одна из управляющих камер элемента памяти 7 соединена с аналогичной управляющей камерой элемента памяти интегратора 2, а его выход соединен с входом ключа 8, связанным с двумя переменными дросселями 9, 10 и с емкостью 11.
ЗО
Регулятор работает следующим образом.
Сигналы, пропорциональные заданному
Р„„и текущему Р„,р. значениям регулируемой величины, поступают на входы интеграторов 1 и 2, работающих в зависимости от состояния элементов памяти 7, управляемых сигнум-реле 5 и блоком 4, попеременно в режимах интегрирования и запоминания.
11ри наличии ошибки рассогласования, когда значение ошибки положительное sign х> 4О
) 0 и значение производной ошибки тоже полозкительное slgnx)0 в момент времени
0(t(n (см. фиг. 2), работа интеграторов
1, 2 B сo02âåòñòâèè с графиком (фиг. 2) определяется следующим законом: 45
Pv, = U2(t), где Т = — — — — постоянная времени инте1 и
-,йогрирования;
V« — емкость 11; рз — проводимость дросселя 9.
B этот момент ыа иптеграторе 1 происходит процесс ооычного интегрирования ошибки рассогласования, выход интегратора 2— постоянный.
В момент времени n>(t(n2, когда
sign x>0, à sign x(0, по каналу., соединяющему элементы памяти 7, происходиг выравнивание давлений, пропорциональных 65 значениям уровней Р ; и Р», согласно закону:
Т, — — — ==- U, (л,) — U, (и,), du, (ll,)
di где Т,= —— 14
l l42<О постоянная времени интегрирования;
V 4 — емкость 14; у4з — п р ов одим ость др осселя 16.
Рсшая эту систему. уравнений, получим: — U4(ч) (1) /1 — /+U (л) т, —,Т4 р = T, U4(п8) — и2("2) Х т,+т, X 1 — /1 /e«1+A (и), / Т / где q=
Ti+ Т4 тт
При отрицательном значении ошибки рассогласования, когда sign х(0 и sign х(0, момент времени n2 Pu4=v4(t), pu, — U, (лз) + — ddt, 1 т, 1 зв где Т, =- — — пв - При signx<0 и signx>0 в момент времени n2(t(n4 будет происходить выравнивание давлений, пропорциональных значениям уровней Р 4 и Р 2, по каналу, соед, .шощему элементы памяти 7 согласно выражению: р Т >2("з) — U2(з) (1 +U() Тз + Т2 p T Uk (Лз) — У2 (лз) 8 тз + Т2 т, + т, гдео=, Т,= т т v тзт2 (зюй Э i àêèì образом, регулятор формулирует управляющее воздеиствие из двух уровней, разность значений которых уменьшается ыри движении параметра к линии задания (signх sign х(0), и увеличивается при отклонении параметра от линии задания (sign х signx>0), при этом изменяется выход того интегратора, который соединен с выходным каналом устройства, а выход другого запомнен, этим самым достигается 640254 15 возможность устранения перерегулирования в системах за счет изменения средней в"личины релейной характеристики управляющего воздействия с одновременным уменьшением разности значений уровней релейной характеристики. Предлагаемое устройство позволяет повысить качество регулирования технологических процессов. При использовании предложенного устройства в процессах производства капролактама и получения аммиачной силптры колебания регулируемой величины уменьшаются в 3 — 4 раза. Формула изобретения Пневматический регулятор с переменной структурой, содержащий два интегратора, каждый из которых включает сумматор с камерами, соединенными с входными каналами, ключей, выходы которых через последовательно соединенные инерционные звенья и усилители соединены с соплами выходного ключа, управляющие камеры ключей обоих интеграторов соединены с выходом сигнум-реле, входные камеры которого подключены к входным каналам, связанным с ьходами блока определения знака производной, выходом соединенного с управляющей камерой выходного ключа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик регулятора, в нем установлень; элементы памяти, первые управляющие камеры которых соединены между собой, вторые управляющие камеры — с выходами соответствующих сумматоров, третьи управляющие камеры — с выходом сигнум-реле, четвертые управляющие камеры — с выходом блока определения знака производной, а выходы элементов памяти подключены к входам соответствующих ключей интеграторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мишкин Э. и Браун Л. «Приспосабливающиеся автоматические системы», Ин. лит-ра, N., 1963, с. 492. 2. Заявка № 2309926/24, 04.01.76, кл. G 05В 13, 00, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства. 640254 "2 U) а Ъ Ъг. 2 Составитель О. Гудкова Редактор Ю. Челюканов Техред А. Камышникова Корректор Л. Котова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2639/2 Изд. Ме 152 Тираж 1005 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
