Пневматический регулятор

 

О П

ИЗОБРЕТЕН И Я

И Å .А Н И Е 752228

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05.78 (21) 2609579/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (51) М. Кл.

С 05В 11/50 (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 по делам изобретений (53) УДК 621-525 (088.8) н открытий (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Автор изобретения (71) Заявитель

А. И. Бирман

Государственный всесоюзный центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области прпооростроения, а именно к пневматическим регуляторам.

Известны пневматические регуляторы, содержащие параллельно включенные интегрирующий и пропорциональный блоки (1).

Такие регуляторы имеют сложную конструкцию (1).

Наиболее близким решением к предложенному является пневматический пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор, содержащий элемент сравнения, первые плюсовая и минусовая камеры которого соединены соответственно с каналами параметра и задания, а выход подключен непосредственно к выходному каналу регулятора и первому входу дроссельного сумматора, а через переменный дроссель связан с емкостью и входной камерой повторителя, выходом подключенного к второму входу дроссельного сумматора (2).

Недостатком известного регулятора является ограниченное быстродействие, обусловленное наличием балластных звеньев и проявляющееся в ухудшении качества регулирования.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик пневматическихх ПИ-регуляторов, С этой целью в предложенном регуляторе вторые плюсовая и минусовая камеры регулятора подключены соответственно к выходу повторителя и к выходу дроссельного сумматора.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенного регулятора.

Регулятор содержит элемент сравнения 1, переменный дроссель 2, емкость 3, повтори10 тель 4 и дроссельный сумматор 5.

Первые плюсовая и минусовая камеры элемента сравнения 1 подключены соответственно к каналам параметра Р и задания

Р,„, а его выход соединен непосредственно

15 с выходным каналом регулятора Р „„с первым входом дроссельного сумматора 5 и через переменный дроссель 2 и емкость 3— с входом повторителя 4.

Вторые плюсовая и минусовая камеры

20 элемента сравнения 1 соединены соответственно с выходом повторителя 4 и выходом дроссельного сумматора 5, другим входом подключенного к выходу повторителя 4.

Регулятор работает следующим образом.

25 При полностью закрытом переменном дросселе 2 давление Р, в емкости 3 является постоянным. При изменении входного сигнала Х,=Р— Р,л 0 давление на выходе регулятора изменится так, чтобы за

30 счет действия нецелой отрицательной связи

752228 (через дроссельный сумматор 5) восстановилось равновесие элемента сравнения

Р,„, = — К (Є— Р,„) + Р„ где

1 л-,-3

К =

P y — коэффициент усиления регулятора; а,P — проводимость соответственного постоянного переменного дросселей сумматора 5.

Таким образом, с помощью дроссельного сумматора обеспечивается настройка коэффициента усиления регулятора в пределах от К р "" (1 до Кр" — 50.

Интегрирующее действие регулятора достигается введением комбинации единичной положительной и нецелой отрицательной (черсз дроссельный сумматор 5) запаздывающих связей — открытием дросселя 2.

Если в результате изменения входных давлений нарушается равенство Р„=Р,, то давление Р„„на выходе регулятора изменится и на переменном дросселе 2 возникнет перепад давлений Р, определяемый величиной рассогласования и настройкой дроссельного сумматора 5.

ЬР = К (Є— Р,д).

Прн этом давление в емкости 3 тоже начнет изменяться со скоростью, примерно пропорциональной КР, причем величина коэффициента пропорциональности определяется степенью открытия дросселя 2. В результате выходное давление изменяется до тех пор, пока в замкнутой системе «объект— регулятор» не восстановится равновесие

Рп = Рзд.

Таким образом, в первом приближении предложенный регулятор реализует пропорционально-интегральный закон.

Более строгий анализ схемы и динамических особенностей регулятора (с учетом инерционности дроссельного сумматора) показывает, что уточненная передаточная функция регулятора имеет вид

@ (5) =K m+ç(ò — т,) где

Т=

R8( — постоянная времени звена «дроссель 2— емкость 3» (y — проводимость дросселя

2, V — объем камеры 3);

R8) R8u — V объем камеры элемента сравнения;

Т

)и= т т

Легко показать, что по сравнению с прототипом в предложенном регуляторе влияние динамических неиДеальностей сказывается в гораздо меньшей степени: его область нормальной работы в Кр раз шире, причем балластное звено обладает положительным фазовым сдвигом, что дополни25 тельно создает эффект прямого предварения.

Формула изобретения

00 Пневматический регулятор, содержащий элемент сравнения, первые плюсовая и минусовая камеры которого соединены соответственно с каналами параметра и задания, а выход подключен к выходному канаЗ5 лу регулятора и первому входу дроссельного сумматора, а через переменный дроссель — к емкi н н н..вторителю, выход которого соединен со вторым входом дроссельного сумматора, отличающийся

40 тем, что, с целью улучшения динамических характеристик регулятора, в нем вторые плюсовая и минусовая камсры регулятора соединены соответственно с выходом повторителя и выходом дроссельного сумматора.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Инструкция по эксплуатации пневматического пропорционально-интегрального регулятора типа ПР3.21, Тизприбор, 1970.

50 2. Штейнберг Ш. E. и др. Промышленные автоматические регуляторы. М., «Энергия», 1973, с. 316, рис. 9 — 4 (прототип).

752228

Составитель О. Гудкова

Редактор 3. Ходакова

Техред А. Камышникова

Корректор О. Иоанесян

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1222/15 Изд. № 385 Тираж 956 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5