Импульсный регулятор

 

Соизэ Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

79679О (6») Дополнительное к 8sT. саид-ву (51)М. Кл 3 (22) 3аявлено 31. 07. 78(21) 2650831/18-24 с присоединением заявки 4о (23) Приорнтет—

Опубликовано 150181, Бюллетень 4о 2

Дата опубликования описания 170181

G, 05 В 11/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК82-50. (088. 8) (72) Авторы изобретения М. E. Мнусских н В. В. Мальгавка

Производственное объединение по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзэнергон (7t) Заявитель,"„:,-, -)-,, .

i мМД ЖВ»»6%й)»»

2 (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматическому регулированию и применяется в тех случаях, когда требуется минимизация перемещения регулирующего органа, например, в теплоэнергетике в кт»честве главного регулятора, формирующего задание на изменение нагрузки парогенераторов.

Известно устройство, минимизирующее перемещения регулирующего органа $1) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регу-. лятор, содержащий последовательно соединенные датчик, первый сумматор, второй сумматор и формирователь управляющего сигнала, первый выход которого через замыкающие контакты первого реле соединен с первым входом исполнительного механизма и через замыкающие контакты второго реле — со вторым входом интегратора, а второй выход формирователя управляющего сигнала через замыкающие контакты второго реле - со вторым входом исполнительного механизма и через замыкающие контакты первого реле — с первым вхо" дом интегратора, второй вход первого сумматора соединен с задатчиком, а выход - с входом трехпозиционного. ЗО релейного элемента, первый выход которого соединен с первым реле, а вто рой выход — со вторым реле(.1 )

Недостатком этого регулятора явля" ется возможность появления статической ошибки, что ухудшает качество регули" рования.

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введен блок выдержек времени, соединенный через параллельно включенные замыкающие контакты первого и второго реле с источником питания, причем выход интегра" тора через размыкающий контакт блока выдержек времени соединен со вторым входом второго сумматора, а выход исполнительного механизма через разьнкФющий контакт блока выдержек времени с третьим входом второго сумматора.

На фиг. 1 представлена блок-схема импульсного регулятора, на фиг. 2блок-схема »сонкретного варианта импульсного регулятора в соответствии с блок-схемой на фиг. 1; на фиг. 3 "" эпюры напряжения, поясняющие работу импульсного регулятора.

Регулятор содержит датчик 1, первый сумматор 2, эадатчик 3, второй

796790 сумматор 4, формирователь управляющего сигнала 5, исполнительный механизм 6, трехпозиционный релейный элемент 7, первое 8 и второе 9 реле, инз.егратор 10, блок 11 выдержек времени, источник 12 питания и объект 13 регулирования.

Импульсный регулятор реализует следующий закон регулирования: при х ) О (1(Х = КХ

dt — О ЬИх при х > О

dx (3t

Х „= 0 при х (0

olx (О

Х = КХ

l1PH _#_ (Q

20 . ц х,05 где Х - отклонение регулируемой величины от заданного значения (рассогласование ); Х,„- изменение регулирующего воздействия (в частности, перемещение регулирующего органа); .К вЂ” ко. эффициент усиления регулятора.

При этом производная дк/Й сигнала рассогласования в процессе работы регулятора непосредственно не вычисля- 30 ется.

Импульсный регулятор работает следующим образом.

При появлении рассогласования и увеличении его до величины зоны не- 3$ чувствительности блока 7 последний, в зависимости от знака рассогласования, включает реле 8 или 9. Соответствующее реле остается включенным до тех пор, пока рассогласование не станет меньше зоны нечувствительности блока 7, после чего реле отключается.

На выходе, сумматора 4 формируется сигнал равный Х вЂ” ц О . + hU>„ где а у — сигнал обратной связи по 45 ро положению исполнительного механизма; ц — сигнал обратной связи с инк тегратора.

Пусть для определенности при появлении рассогласования Х в момент времени 1 (см. фиг. 3) сработало реле 8 и появилось напряжение на первом выходе формирователя управляющего сигнала, представляющего собой трехпозиционный элемент. Это напряжение через контакты реле 8, воздействует на исполнительный механизм (закрывает его), так как регулятор стремится поддерживать на входе формирователя 5 соотно- 69 шение Х вЂ” dU + dU О. Но, так как при этом напряжение на втором выходе блока 5 отсутствует, то величина dUu остается неизменной. Процессам, происходящим при этом в импульсном регуляторе, соответствуют эпюры напряжения между линиями I u II (фиг. 3) .

Поскольку регулятор перемещает исполнительный механизм в сторону устранения рассогласования, то через некоторое время рост сигнала рассогласования прекратит я (точка II на фиг.3), а затем величина сигнала рассогласова ния начнет уменьшаться. Таким образом, на участке j.-II (фиг. 3) реализуется закон регулирова я ХВь1

В момент времени, следующий за точкой П (фиг. 3), сигнал на выходе сумматора 4 изменяет знак. При этом на первом выходе формирователя 5 сигнал исчезает, а на втором появляется, В результате выходной сигнал исполнительного механизма остается постоянным, а выходной сигнал интегратора изменяется, компенсируя на сумматоре 4 ,„изменяющийся в соответствии с переходным процессом сигнал рассогласования. На участке TI-III (фиг. 3) реализуется закон регулирования Х Ыу О.

Когда рассогласование Х умейьшается до величины зоны нечувствительности устройства 7, на реле 8 исчезает напряжение, и оно отключает цепи, соединяющие выходы формирователя 5 с входами исполнительного механизма 6 и интегратора 10 (момент II на фиг. 3). Регулятор приходит в исходное состояние.

Единственной настройкой регулятора является его коэффициент усиления К, который определяется соотношением величин сигналов рассогласования Х и жесткой обратной связи по регулирующему воздействию (положению регулирующего органа).

Для увеличения К необходимо, чтобы при той же величине сигнала рассогласования. Х регулирующий орган перемещался на большую величину. Для этого нужно уменьшить крутизну (скорость изменения) сигнала ДЦ о (т.е. на единицу перемещения регулйрующего органа сигнал h Lt должен изменяться на меньшую величину).

Для уменьшения К необходимо, наоборот, увеличить крутизну сигнала.

Характер работы регулятора зависит от того, каким выбран его коэффициент усиления К. При правильном выборе К регулятор перемещает исполнительный механизм 6 за время I-II на величину, которая обеспечивает последующее уменьшение рассогласования до нуля.

Характер работы регулятора при правильно выбранном K = К „ представлен на эпюре 1 (фиг. 3) .

Когда К 7 К „, регулятор перемещает исполнительййй механизм к моменту фиксации в точке ТТ на большую, чем это нужно, величину (участок

1-1Х на эпюре 2). В результате происходит перерегулирование. В этом случае устройство 7 включает другое реле (в данном случае реле 9) и регу796790 лятор перемещает на участке ?Ч- Ч (см. эпюра 2 фиг. 3} исполнительный механизм в обратную сторону, добиваясь уменьшения рассогласования до нупя.

Когда К < Ко регулятор перемещает

Исполнительный механизм к моменту фиксации в точке II на меньшую, чем нужно, величину (эпюра 3 на фиг. 3).

В результате регулируемая величина устанавливается на значении, отличном о от заданного, т:е. появляется статическая ошибка (остаточное рассогласование ) h X (точка А на эпюре 3) . Ho поскольку к этому моменту hU>q =-conSt то регулятор не может устранить это рассогласование h X О. 15

Для устранения этой статической ошибки предназначен блок 11 выдержек времени, который представляет собой устройство, осуществляющее коммутацию соответствующих цепей в соответствии Д с временными задержками Т н „.,и Т, вырабатываемыми в блоке 11. Т,„опреде ляется временем переходного процесса (расстояние между точками 1 и A на эпюре 3 фиг.3) . Т „определяется Т н временем, необходймым для устранения статической ошибки на определенную величину (расстояние между точками 1 и В на эпюре 3 фиг. 3) .

Устранение статической ошибки в импульсном регуляторе происходит следующим образом.

При появлении рассогласования Х через контакты реле 8 или 9 в зависимости от знака сигнала рассогласования на блок 11 подается напряжение от З5 источника питания. Возможны два варианта функционирования блока 11.

В первом рассогласование уменьшилось до нуля эа время меньшее времени

Т, см. эпюры 1 и 2 на фиг. 3). При этом реле 8 или 9 отключается и своВьМ ими контактами отключает блок 11 от источника питания. Блок выдержек времени при этом возвращается в исходное состояние и цепи между блоками 4, 10 и 6 не размыкаются контактами блока 11.

Во втором варианте за время Т < сигнал рассогласования не уменьшился до нуля (точнее до зоны нечувствительности блока 7) . В этом случае блок 11 через время Т росле подачи на него напряжения от источника питания размыкает своими размыкающими контактами связи между блоками 4-6. При этом на выходе сумматора 4 будет сигнал, рав- 55 ный Х, и регулирующее устройство 5 в течение времени Т вЂ” Т,компенсирует .этот сигнал рассогМасованйя, после чего блок 11 отключает себя or источника питания и приходит в исходнос состояние, даже если при этом статич ская ошибка нс уменьшилась до величины зоны нечувствительности блока 7. Далее процесс повторяется до тех пор, пока статическая ошибка не уменьшится до величины зоны нечувствительности блока 7, после чего контакты реле 8 или

9 размыкаются и отключают блок 11 от сточника питания. Блок 11 временных

ыдержек при этом возвращается в нсхоф ное положение.

Формула изобретения

Импульсный регулятор, содержащий последовательно соединенные датчик, первый сумматор, второй сумматор, формирователь управляющего сигнала, первый выход которого через замыкающие контакты первого реле соединен с первым входом исполнительного механизма и через замыкающие контакты второго реле — co вторым входом интегратора, а второй выход формирователя управляющего сигнала через замыкающие разомкнутые контакты второго реле соединен со вторым входом исполнительного механизма и через замыкающие контакты первого реле — с первым входом интегратора, второй вход первого сумматора соединен с выходом задатчика, а выход — с входом трехпозиционного релейного элемента, первый выход которого соединен с первым реле, а второй выход — co вторым реле, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, он содержит блок выдержек време ни, соединенный через параллельно включенные замыкающие контакты перво" го и второго реле с источником питания, причем выход интегратора через замыкающий контакт блока выдержек времени соединен со вторым входом второго сумматора, а выход исполнительного механизма через размыкающий контакт блока выдержек времени - C третьим входом второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 385260, кл. 6 05 В 11/28, 1971.

2. Буровой И. А. и Емельянов С. В.

Об управлении некоторыми непрерывными производственными процессами путем минимальных изменений регулирующих воздействий. - В журн.s "Авто» матика и телемеханика", Р 8,1960, с. 1155, рис. За.

О+

Составитель Г. НеФедова

Ре акто П. Бабич Тех С Ко кто Н.. Г иго к .Заказ 9 б 64 Тираж 951 Подписное

ВННИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий .113035 Москва Ж-35 Ра кая иаб. . 4 5

Филиал ПП Патент, r. ужгород, ул. Проектная,