Регулирующее устройство

 

64?650

Союз Советскик

Социалмстмческих

Республик

ОП ИСАHÈÅ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К аВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву %

{22) Заявлено 19.07.76 {21) 2386673/18-24 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано15.02,79. Бюллетень № 6

Дауа опубликования описания 19.02.79 (51) M. Кл.

Ci 05 В 11l14

Гееударстаенный намнтет

СССР аа делам нэабретеннн н аткрытнй (53) УДК 6 -- 0 (088.8) Г. И. Загарий, Б. Т. Ситник, Б. C. Левочко и A. В. Маьюнов

{72) Авторы изобретения

{71) Заявитель

Специалыеое конструкторское бюро систем автоматическо о уттравлеиия (54) РЕГУЛИЖЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области регулирования и управления различного вида процессами, в частности к электрическим регулирующим устройствам, фор мирутощим пропорционально-интегральнодифференциальные (ПИ)т,) и пропорционально-интегральные (ПИ) законы регулирования, содержащим электрические исполнительные механизмы постоянной скорости, и предназначенным для управления широким классом общепромышленных объектов.

Известны регулирующие устройства, используемые в системах автоматичес» кого регулирования, формирующие на выходе последовательность импульсов, средняя составляющая которых изменяется по ПИ» или ПИД вЂ” законам регу- лираааиии jlj.

Однако эти устройства имеют следующие недостатки:

1) наличие обратной связи, выполненной в виде апериодического звена, приводит к появлению нелинейной зави-.

2 симости динамической характеристики,:, устройств при плавном изменении параметров апериодического звена (либо требуется дискретное изменение цараметров в цепи обратной связи, что ухудшает

5 настройку устройств) и к необходимости развязки входных и выходных цепей устройств от цепи обратной связи, что значительно усложняет устройства регулирования, та 2) наличие двух двухпозиционцых релейных элементов приводит и появлению погрешности при формировании импульсной последовательности (-акона регулирования) при различных полярностях сигнала рассогласования и требует одновременной регулировки параметров петель гистерезиса каждого релейного элемен.та, определяющих длительность импульса, пауз между импульсами и класс точности устройства.

Иэ известных регулируютцих устройств наиболее близким по технической сушности к предложенному являетсй устройство, описанное в заявке f2)

Это устройство содержит блок сравнения, выход которого. соединен непосред:.-гвенйо с первым и через дифференциатор со вторым входами сумматора, интегратор, выход которого подключен к третьему входу сумматора и входу пер вого регулируемого делителя, двухпозиционный переключатель, второй регу1О лируемый делитель, исполнительный механизм.

Основным недостатком этого устройства является сравнительно невысокая точность регулирования.

Йель изобретения — повышение точности регулирования„

Поставленная цель достигается тем, что регулирующее устройство дополнительно содержит первый и второй ключ, расширитель выходных импульсов, первый и второй инвертор, дискриминатор знака, первый и второй элемент И, блок определения модуля, вход которого под25 .ключен к выходу сумматора, а выходко входу двухпозиционного переключателя, управляющий вход второго ключа подключен к выходу двухпозиционного переключателя, сигнальный вход — к выходу второго регулируемого делителя, а выход — ко входу интегратора, вход первого инвертора подключен к выходу двухпозиционного переключателя, управляющий вход первого ключа подключен к выходу первого инвертора, сигнальный вход — к выходу первого регулируемого делителя, а выход ко входу интегратора,: вход расширителя выходных импульсов подключен к выходу двухпозиционного переключателя, вход знака дискриминатора подключен к выходу сумматора, вход второго инвертора подключен к выходу дискриминатора, знак& и ко вхо ду второго регулируемого делителя, вы35 ходы первого и второго элемента И подключены к соответствующим входам " исполнительного механизма, первые входы соединены с выходом расширителя выходных импульсов,-второй вход первого элемента И подключен к выходу дискри50 минатора знака, а второй вход второго элемента И - к выходу второго инвертора.

На чертеже представлена блок-схема

55 регулирующего устройства. В схему включены: блок сравнения 1, дискриминатор 2 знака, дифференциатор 3, второй мнвертор 4, сумматор 5, второй регулируемый делитель 6, блок 7 определения модуля, расширитель 8 выходных импульсов, двухпозиционный переключатель 9, первый элемент И 10, второй ключ 11, второй элемент И 12, первый ннвертор 13, исполнйтельный механизм 14, первый ключ 15, интегратор, 16, первый регулируемый делитель 17.

Функциональная связь между входными сигналами и положением выходного органа .исполнительного механизма имеет следующий вид:

К„1ОО

3-$о E+ — ЕД1+ТД g(Q м где - текущее угловое положение вала или лицейнОе положение штока исполнительного механизма, - начальное положение вала или линейное положение штока исполните цьного механизма.

z-=K.x

X; g — алгебраическая сумма входных сигналов, сигнал рассогласования, )(— коэффициент пропорциональи ности

T g — Время 1 ОО го хода исполнительного механизма, Т, - постоянная времени интегрирования, 3 - постоянная времени дифференцированияя.

Ф

Коэффициент пропорциональности устройства определяется выражением

Эйр

С -К, гдеТ вЂ” постоянная времени цепи заряда интегратора 16, С - постоянная величина на вы« ходе дискриминатора 2 знака, К вЂ” коэффициент деления второго регулируемого делители 6.

Постоянная времени интегрирования ус-дойства определяется выражением

К, гдето — постоянная времени цепи разряда интегратора 16, 17 коэффициент деления nepaoro регулируемого делителя 17.

Таким образом, из приведенного выражеш я (1) видно, что в общем случае. устройством йоомируется пропорциональ- .

1О но-интегрально-диффереш иальный 11ИД закон рег улирования.

При отключении дифференциатора устройством формируется пропорциональноинтегральный ПИ закон регулирования.

Из выражений (2) и (3) следует, что регулировка параметров динамических настроек устройства независимая и определяется только параметрами соответ ствующих цепей заряда и разряда интегратора, что значительно упрощает процесс настройки параметров устройства в контуре регулирования и расширяет его функциональные возможности.

11редллгаемое устройство может найти широкое применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами различных отрас- лей промънпленности т.к. благодаря по-. вышению точности регулирования и стабильности характеристик регулирующего устройства повышается качество управления широким классом промышленных объектов, и упрощение органов настроек и независимость регулировок динамических параметров облегчает наладку контуров регулирования.

Формула изобретения

Параметры импульсов, формируемых на выходе элементов И 10 и 12, а также класс точности устройства определяются параметрами двухпозиционного переключателя 9 и параметрами интег ратора 16.

Длительность выходного импульса опрецеляется выражением

t й„аЬ, (4) где КП - коэффициент пропорционален ности устройства, ЬЬ вЂ” зона возврата (ширина петли гистерезиса) двухпозиционного переключателя 9, Время паузы между импульсами определяется выражением 7 nb и (5)

l l где 1 - постоянная времени интегУ рирования устройства, ЬЬ вЂ” зона возврата (ширина петли гистерезиса) двухпозиционного переключателя 9.

- величина сигнала рассогласования, Из приведенных выражений видно, что постоянная времени интегрирования устройства V и коэффициент пропорциональности Кп не зависит от знака сигнала рассогласования и определяются только параметрами двухпозиционного переключателя 9 и интегратора 16.

Наиличие обратной связи в интеграторе при его разряде обеспечивает сброс интегратора в нулевое положение, если сигнал рассогласования Р меныие зоны нечувствительности двухпозипиониого переключателя и не приводит к ложным срабатываниям устройства, что вьп -одно отличает данное устройство от про

TOTHH Q, Регулирующее устройство, содержащее блок сравнения, выход которого соединен непосредственно с первым и через дифференциатор со вторым входами сумматора, интегратор, выход которого подключен к третьему входу сумматора и входу первого регулируемого делителя, двухпозиционный переключатель, второй регулируемый делитель, исполнительный механизм о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования устройство дополнительно

30 содержит первый и второй ключ, расширитель выходных импульсов, первый и второй ипвертор, дискриминатор знака, / первый и второй элемент И, блок определения модуля, вход которого подклюг чен к выходу сумматора, а выход — ко входу двухпозиционного переключателя, управляющий вход второго ключа подключен к выходу двухпозиционного переключателя, сигнальный вход — к выходу вто4О рого регулируемого делителя, а выход ко входу интегратора, вход первого инвертора, подключен к выходу двухпозицпонного переключателя, управляющий вход первого ключа подключен к выходу

45 первого инвертора, сигнальный вход — к выходу первого регулируемого делителя, а выход — ко входу интегратора, вход расширителя выходных импульсов под.— ключен к выходу двухпозиционного пе50 реключателя, вход дискриминатора знака, подключен к выходу сумматора, вход второго инвертора, подключен. к выходу дискриминатора знака и ко входу второго регулируемого делителя, выходы

55 первого и второго элемента И подключены к соответствукипим входам исполнительного механизма, первые входы соедин Hbl с выходом оасширнтеля вы7

G47650

Составитель А. Лащев

Техред Л. Алферова Корректор А. Власенко

Редактор Д. Зубов

Заказ 307/40 Тираж 1014 Подписное

UHHHHH Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 ходных импульсов, второй вход первого элемента И подключен к выходу дискриминатора знака, а второй вход второго элемента И - к выходу второго инвертора.

Источники информапии, принятые во вйимнние пря экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 445035, кл. G 039 23/19, 09.02.72:

2. Акпептованная заявка

% 1364434: Великобритания 05 В 11/28

21.08.74.