Релейный регулятор

 

ОП -б Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

> 7946I3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.01.79 (21) 2713622/18-24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 12.02.81 (51) М.Кл. G 05 В 11/14

Государственный комитет ао делам изебретеиий и открытий (53) УДК 62-50 (088.8) (72) Авторы изобретения

B. H. Дорогов и С. Н. Швайко (71) Заявитель Московский институт электронного машиностроения (54) РЕЛ ЕЙ Н ЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в оборудовании для изготовления композиционных материалов.

Известный релейный регулятор построен на основе использования пнвариантных свойств релейной системы, работающей в колебательном режиме (1).

Недостаток известного регулятора— низкая точность его работы. 10

Наиболее близким техническим решением:к изобретению является релейный регулятор, содержащий последовательно соединенные датчик обратной связи, первый элемент сравнения, первый фильтр, частот- 15 ный преобразователь, реле, второй фильтр и исполнительное устройство. Выход частотного преобразователя через частотомер соединен со вторым входом второго фильтра, входом первого функциональнот о пре- 20 образователя и вторыми входами частотного преобразователя и первого фильтрЙ, выход которого через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и второй функциональный преобразователь соединен с первыми входами первых элементов И, а через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй элемент сравнения — со вторыми входами первых элементов И, выходы которых соединены со вторым входом реле.

Второй вход первого элемента сравнения соединен с выходом задатчика (2).

Недостаток известного регулятора — невысокая точность регулирования при изменении параметров объекта.

Цель изобретения заключается в повышении точности регулирования.

Эта цель достигается за счет введения в релейном регуляторе третьих функциональных преобразователей и вторых элементов И, выходы которых соединены со вторым входом второго элемента сравнения.

Выход первого функционального преобразователя через соответствующий третий функциональный преобразователь соединен с соответствующими первыми входамй вторых элементов И, вторые входы которых соединены со вторым входом реле.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого регулятора и объект регулирования 1.

Релейный регулятор содержит исполнительное устройство 2; второй фильтр (например, операционный усилитель) 8; реле

4; первые элементы И Бь 5,; второй функциональный преобразователь (например, в гиде систем релейных элементов, делителя и источника уровня ограничения) б; частотоМер 7; частотный преобразователь (на794613 пример, на операционном усилителе) 8; первый функциональный преобразователь (например, источник и системы релейных элементов) 9; третьи функциональные преобразователи (например, источник и системы релейных элементов) 10ь 10„;,вторые элементы И 11„11„; первый 12 и второй

18 амплитудные детекторы; второй элемент сравнения 14; первый фильтр 15; первый элемент сравнения 1б; датчик обратной связи 17 и задатчпк 18.

Регулирующее воздействие на объект осуществляет исполнительное устройство 2 в соответствии с сигналами, поступающими через фильтр 8 с сигнального и управляющего входов реле 4. На сигнальный вход реле 4 через элементы И 5,— 5„поступает сигнал с источника ограничения, размещенного в функциональном преобразователе б.

Сигнал на управляющий вход реле 4 поступает через частотный преобразователь 8 и фильтр 15 с элемента сравнения 1б. On формируется в виде соотношения или разности сигналов с датчика обратной связи

17 и задатчика 18.

Автоколебания регулятора линеаризуют характер истику реле 4.

Для обеспечения требуемой амплитуды колебаний на управляющем входе реле 4 применяется фильтр 15. Этот фильтр вы полнен, например, как узкополосный на частоте автоколебаний регулятора. Влияние фильтра 15 на динамические характеристики регулятора устраняется путем введения фильтра 8. За счет коррекции сигналом с частотомера 7 фильтров 8 и 15 сохраняется неизменность динамических свойств регулятора на частоте его автоколебаний.

В релейном регуляторе, работающем в автоколебательпом режиме, выполняется условие неизменности общего коэффициента передачи разомкнутого контура регулирования. Поэтому сигнал с частотомера 7 зависит от любого параметра (или параметров) объекта, кроме его коэффициента передачи. Сигналом с частотомера 7 корректируется частотный преобразователь 8.

Этим устраняется влияние на динамические свойства регулятора вариаций параметров, от которых зависит сигнал с частотомера 7.

В функциональном преобразователе б в соответствии с сигналом с амплитудного детектора 12 преобразуется сигнал с источника уровня ограничения. Это производится путем формирования каналов коррекции уровня ограничения реле 4, которые строятся в соответствии с алгоритмами корректирования выходного напряжения. реле 4. Этн алгоритмы рассчитываются, например, по заданным требованиям к точности регулирования для фиксированных значений коэффициента передачи и изменению второго параметра (в частности, постоянной времени) объекта регулирования 1. В преобразователе б напряжение с источника уров15

Сигнал с преобразователя 9 зависит от расчетной амплитуды колебаний в регуляторе. При этом неизменными являются как коэффициент передачи объекта, так и уровень ограничения реле 4, а изменяется лишь второй параметр (например, постоянная времени) объекта. Этот сигнал сравнивается в элементе сравнения 14 с сигналом с фильтра 15. Последний сигнал зависит от текущего значения амплитуды колебаний в регуляторе. Следовательно, при неизменном уровне выходного напряжения реле 4 сигнал с элемента сравнения 14 за25 зо

5О

20 ня ограничения распределяется с помощью делителя по уровням и подается на контактные группы систем релейных элементов, реализующпх каналы коррекции. Управление в соответствии с алгоритмами коррекции выходного напряжения реле 4 производится сигналом, поступающим на управляющие входы релейных элементов преобразователя б с амплитудного детектора 12.

Преобразователь 9 выполнен в виде расчетной зависимости, связывающей амплитуду колебаний, например, с фильтра 15, и сигнала с частотомера 7 при номинальном значении коэффициента передачи и изменении второго параметра объекта. Он может быть реализован аналогично преобразователю б. Причем на сигнальные входы систем релейных элементов подастся напряжение, распределенное по уровням, а на управляющие входы систем релейпых элементов поступает сигнал с частотомера 7. висит только от коэффициента передачи объекта. Этим сигналом с помощью элементов И 5,— 5„, каждый из которых соответствует определенному каналу коррекции в преобразователе б,,производится селекция уровня выходного напряжения реле 4 во множестве значений двух параметров объекта регулирования.

С помощью параллельных цепей из преобразователя 10 или 10„и второго элемента И 11,, 11 или 11„, каждая из которых соответствует определенному значению уровня выходного напряжения реле 4, учитывается изменение уровня ограничения реле 4.

Третьи функциональные элементы выполнены на основе расчетных зависимостей.

Эти зависимости связывают амплитуду колебаний в регуляторе при уровне ограничения реле 4, соответствующем алгоритму, реализованному в элементе 9, с амплитудой колебаний, соответствующей уровню ограничения реле 4, зафиксированному в каждом из расчетных алгоритмов, реализованных в элементах 10ь 10„. При этом коэффпцент передачи объекта имеет фиксированное значение в соответствии с алгоритмом, реализуемым в преобразователе 9, а второй параметр объекта считается переменным. !

7946 1 3

Третьи функциональные преобразователи 10 — 10 могут быть выполнены аналогично преобразователю 9. Причем в каждом из них на сигнальные входы систем релейных элементов .подается напряжение, распределенное по уровням, а на управляющие входы поступает сигнал с преобразователя 9.

С помощью элементов И 11 — 11, на которые поступает сигнал с выхода элементов И 5 — 5, производится селекция расчетных значений амплитуды колебаний во множестве значений уровня выходного напряжения реле 4.

Таким образом, в предлагаемом регуляторе точность регулирования повышена за счет обеспечения условий инвариантностп по точности и по управляющему сигналу при изменении двух параметров объекта регулирования, одним из которых служит его коэффициент передачи. Это повышает точность регулирования, производительность оборудования и качество материала.

Формула изобретения

Релейный регулятор, содержащий последовательно соединенные датчик обратной связи, первый элемент сравнения, первый фильтр, частотный преобразователь, реле, второй фильтр и исполнительное устройство, выход частотного преобразователя через частотомер соединен со вторым вхо5

15

20 дом второго фильтра, входом первого функционального преобразователя и вторыми входами частотного преобразователя и первого фильтра, выход которого через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и второй функциональный преобразователь соединен с первыми входами первых элементов И, а через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй элемент сравнения — со вторыми входами первых элементов И, выходы которых соединены со вторым входом реле, второй вход первого элемента сравнения соединен с выходом задатчика, отличающийся тем, что, с целью повышенпя точности работы регулятора, он содержит третьи функциональные преобразователи и вторые элементы И, выходы которых соединены со вторым входом второго элемента сравнения, а выход первого функционального преобразователя через соответствующий третий функциональный преобразователь соединен с соответствующими первыми входами вторых элементов И, вторые входы которых соединены со вторым входом реле.

Источники информации, принятые во внимая*:te прн экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 391533, кл. G 05 В 11/16, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 647651, кл. G 05 В 11/16, 1979 (прототип).

Редактор Л. Утехина

Состав тель А. Лащев

Техред А. 1тамышинкова

Корректор И. Осиновская

Заказ 761/129 Дзд.. 1о f 3 J Тираж 951 1То znиcноe

НПО «Поиск» Государствеиного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. <Патеит»