Устройство для настройки регуляторов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик «824148." .Ф

=.- 1,, . /Г,—.(6 «) Дополнительное к авт, свид-ву (51)м. Кл. (22) Заявлено 290179 (21) 2718592/18-24 с присоединением заявки ¹,—

Г) 05 В 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 82- 50 (088. 8) Опубликовано 230481, Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 230481

4„ t

Специальное конструкторское бюро систем промвцтенйой « автоматики Чебоксарского производственного объедийен щ

"Промприбор"

/ (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, а именно — к устройствам, предназначенным для введения в систему авто-

5 матического регулирования (САР) периодических возмущений, определения реакций САР на эти возмущения и выдачи либо данных для расчета по тому или иному алгоритму значений парамет- 1О ров настройки регуляторов, принимаемых за оптимальные, либо результатов такого расчета, выполняемого автоматически. Эти устройства содержат последовательно соедикенные релейный элемент и функциональный преобразователь, выход которого подключен .к выходу устройства, а также ана- ,лизатор колебаний, вход которого подсоединен ко входу релейного элемента — устройствам для настройки регуляторов (УНР1.. Известно УНР, в котором в качестве функционального преобразователя применено апериодическое звено и .подключающиеся к CAP входом - к выходу объекта регулирования, а,выходом — к свободному входу сумматора.

При указанном выполнения и подключении УНР и САР в последней с помощью

УНР возбуждаются автоколебания, параметры которых (период и амплитуда на входе УНР ) зависят от параметров настройки регулятора, настройки УНР и от динаьяческих параметров остальных звеньев САР ° Для широкого. класса объектов регулирования, охватывающего подавляющее большинство реальных промышленных объектов, оптимальной настройке регулирующего прибора соответствуют определенные постоянные числовые значения соотношений между амплитудой автоколебаний на входе

-УНР и разностью уровней ограничения выходной характеристики релейного элемента, приведенной к выходу УНР через статический коэффициент усиления апериодического звена, а также между периодом автоколебаний и постоянной времени апериодического звена, так что эти значения соотношений используют как косвенные. критерии оптимальности настройки САР, и при.веден алгоритм: итерационной процедуры поочередного изменения параметров настройки УНР и регулирующего прибора, обеспечивающий достаточно быструю сходимость указанных соотно- шений к соответствующим оптимальным з начениям (1J .

824148

Наиболее близким к предлагаемому является УНР, содержащее последовательно соединенные релейный элемент и функциональный преобразователь, выход которого подключен к выходу

УНР, анализатор колебаний, вход которого подсоединен ко входу релейного элемента, а также переключатель, к которому подсоецинены вторые входы анализатора колебаний и функционального преобразователя, и входной блок, через который вход релейного элемента подключен кб входу УНР.

В первом положении переключатель устанавливает функциональный преобразователь в режим раббты апе иодического звена, а анализатор колебаний в режим измерения амплитуды и периода колебаний (режим BA), при этом

УНР использует для настройки регулятора метод возбуждения в CAP автоколебаний. 20

Во втором положении переключатель устанавливает функциональный преоб. разователь в режим работы генератора синусоидальных колебаний, а анализатор колебаний — в режим измерения амплитуды и фазы колебаний (режим

ГК), при этом УНР использует для настройки регулятора методы, основанные на определении амплитудно-@a3oвой характеристики CAP в диапазоне частот (2).

Однако для настройки регулятора

УНР подключается к CAP входом к выходу датчика регулируемого параметра, а выходом — к свободному суммирующему входу регулирукщепо прибора. Так как датчики регулируемого параметра в CAP обычно имеют токовый выход, то и вход УНР обеспечивает возможность приема токового сигнала, т.е.

УНР содержит Во входном блоке преоб- 40 раэователь тока в напряжение, обладающий опредеЛенной погрешностью Г23.

Для обеспечения возможности включения входа УНР последовательно в цепь выходного токового сигнала датчика регулируемого параметра, обычно в

CAP подключенного к одному входу входного сумматора регулирующего прибора, к другому входу которого подключается выхоД УНР, вход и выход УНР гальванически разделены, а гальваническое разделение всегда выполняется с некоторой погрешностью передачи сигнала. При возбуждении в CAP с помощью УНР периодических колебаний выходной сигнал датчика регулируемого параметра колеблется относительно значения, соответствующего номинальному значению регулируемого параметра и значительно отличающегося от нулевого значения d0 тока. Поэтому УНР содержит во входном блоке схему компенсации. постоянной составляющей входного сигнала (иначе в режиме BA релейный элемент может ие переключаться), также вно- . б5

1 сящую некоторую погрешность в работу

УНР, например, вследствие; .нестабильности компенсирующего сигйала, указанные погрешности снижают точность

УНР. Кроме того, указанноф подключение УНР к CAP выполняется с помощью четырех проводов, идущих к раз1 личным конструктивным узлам САР, и

1 связано с пересоединением,проводов ,в САР, что практически неудобно.

Таким образом, известняке устройства для настройки регуляторов обладают недостаточной точностью, а также недостаточно удобны,для подключения.

Цель изобретения — пов ение точности устройства для наст ойки регуляторов.

Указанная цель достига тся тем, что в устройство для наст ойки регуляторов, содержащее последовательно соединенные релейный элемент и функциональный преобразователь, выход которого подключен к выходу устройства, а также анализатор колебаний, вход которого подсоединен ко входу релейного элемента, введен сумматор, ! вход которого подключен ко входу устройства, выход - ко входу, релейного элемента.

Кроме того, в него введен переключатель, вход которого подсоединен к выходу устройства, выходы - ко вто1 рым входам анализатора колебаний, Функционального преобразоВателя и сумматора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства., УНР содержит вход 1, сумматор,2, релейный элемент 3, функциональный преобразователь 4, выход 5 и анализатор б колебаний, а также Переключатель 7.

Релейный элемент 3 и функциональный преобразователь 4, вы од которого подключен к выходу 5 УЙР, соединены последовательно, вход анализато; ра колебаний б подсоединен ко входу релейного элемента 3, первый (вычитающий) вход сумматора 2 подключен ко входу 1 УНР, выход — ко входу релейного элемента 3. Выход 5 УНР непосредственно или через одну секцию переключателя 7 подключен ко второму (суммирующему ) входу сумматора 2, другие секции переключателя 7 соединены со вторыми входами анализатора б колебаний и функциональиого преобразователя 4.

Функциональный. преобразователь 4 выполнен либо в виде апериодического звена, либо известным образом так, что он устанавливается пе еключате1 лем 7 при одном его полож нии в режим работы апериодического звена (режим

BA), а при другом положенни — в ре1 жим работы генератора синусоидальных колебаний (режим ГК) . Функциональный преобразователь имеет выходной сиг824148

Формула изобретения и ал напряжения . Ан али з атор . колеб аний выполнен либо в виде блока измерения амплитуды и периода колебаний или их функций, либо известным образом так, что он устанавливается переключателем 7 при его положении, соответствующем режиму ВА, в режим измерения амплитуды и периода колебачий или их функций, а при положении, соответствующем режиму ГК вЂ” в режим измерения амплитуды и фазы колебаний или их функций . Сумматор 2 выполнен со входами сигнала напряжения.

Устройство работает следующим образом.

УНР подключается к САР, содержащей соединенные последовательно эадатчик регулируемого параметра, регулирующий прибор с входным сумматором, объект регулирования и датчик регулируемого параметра, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора регулирующего прибора, а именно вйходом — к свободному суммирующему входу, а входом — к выходу сумматора регулирующего прибора. При таком подключении выходной сигнал сумматора 2 УНР равен разности между сигналами датчика и задатчика регулируемого параметра (т.е. сигналу рассогласования регулятора), а колебания этого сигнала представляют собой реакцию CAP на вносимое с помощью

УНР периодическое возмущение, при этом УНР возбуждает колебания в САР и измеряет параметры колебаний в режимах BA или в ГК функционально..

Соединение выхода 5 со вторым входом сумматора 2 может быть разорвано с помощью переключателя 7, при этом

УНР .используют для настройки CAP.

Предлагаемое УНР обладает следующими преимуществами.

Входной сумматор 2 выполнен без входного преобразователя тока в напряжение, имеющего определенную погрешность, так как в современных регулирукщих приборах входной сумматор выполняется с выходным сигналом напряжения. уНР выполнено без гальванического разделения цепей входа и выхода,.вносящего определенную погреш-. ность, так как современные регули- рующие приборы снабжены входами сигналов напряжения, действующими по отношению к той же точке, относительно которой действует выходной сигнал входного сумматора. Также не содержит ручных или автоматических

6 средств компенсации постоянной составляющей входного сигнала, носящих некоторую погрешность, так как выходной сигнал входного сумматора регулирующего прибора сигнал рассогласования регулятора достаточно точно автоматически центрирован - era колебания происходят достаточно симметрично относительно нуля напряжения. Таким образом, предлагаемое

УНР обладает повышенной точностью, обеспечивает воэможность настройки CAP при его подключении лишь к одному конструктивному узлу CAP (к регулирующему при ору) и всего тремя проводами, так что оно проще в под 5 ключении.

Предлагаемое устройство для настройки регуляторов может найти широкое применение в различных отраслях проьыаленности для первоначаль20 ной (при пуско-наладочных работах } и периодической оптимизации настройки систем автоматического регулирования.

1. Устройство для настройки регу-. ляторов, содержащее последовательно соединенные релейный элемент и функциональный преобразователь, выход которого подключен к выходу устрой.ства, а также анализатор колебаний, вхоц которого подсоединен ко входу релейного элемента, о т л и ч а ю—

35 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен сумматор, вход которого подключен ко входу устройства, выход — ко входу релейного элемента.

4Q 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введен переключатель, вход которого подсоединен к выходу устройства, выходы — ко вторым входам анализатора

4 колебаний, функционального преобразователя и сумматора.

Источники информации, принятые во, внимание при экспертизе

1. Ротач В.Я. Расчет динамики провьиаленных автоматических систем регулирования. М., "Энергия", 1973, с, 376-379.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2597740/18-24, кл. G 05 В 23f02, 1978 (прототип).

824148

Составитель Л. Иванов

Техред Е..Гаврилешко Корректор М.Демчик

Редактор. Н.Рогулич

Филиал ППЦ "Патент", r. Ужгород, ул„. Проектная, 4

Заказ 2108/68 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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