Система управления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 170879 (21) 2813876/1$-24 (51) М. КЛ.

Союз Советских

Социалистических

Республик с присоединением заявки Йо -

G 05 В 7/00

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150581, Бюллетень Йо .18 (53) УДК 62-50 (088 ° 8) Дата опубликования описания 159531 (72) Авторы изобретения

В.И.Гунченков, В.Д.Иванов, A.Ã. Ïîíoìàö åâ и И.О.Рыбалко (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к системам, в которых обеспечивается плавное переключение с автоматического слежения за регулируемям процессом на ручное и обратно (с ручного на автоматическое) за счет формирования сигнала управления путем сравнения выходного сигнала регулятора с задаваемым сигналом ручного управления и может быть использовано для управления объектами .различного назначения.

Известны системы управления, содержащие основной контур.управления, состоящий из задатчика, сумматора, переключателя, регулятора и исполнительного механизма, и контур ручного управления, содержащий пульт управления оператора, переключатель и усилитель-интегратор, в основе которых лежит принцип фиксации величины сигнала управления в момент переключения и добавления к нему сигнала, соответствующего разности между зафиксированным сигналом и необходимым. выходным (1)- (4j.

Однако в ряде практических слу- . чаев при управлении технологичес" кими процессами, появляется необходимость перехода как с ручного на. автоматическое управление, так и обратно, например, когда автоматическому управлению угрожает возможность срыва, а оператор, обладая свойством селективности, может дискриминировать и парировать возникающие помеховые ситуации.

В этом случае эти системы обладают низкой точностью, так как к этому моменту команда ручного управления .не подготовлена и переход с автоматического на ручное управление, в основном, зависит от оператора, его подготовленности, а при регулиро1$ вании некоторых технологических процессов недопустим срыв управления ни при переходе с ручного на автоматическое управление, ни обратно.

Наиболее близким по технической

20 сущности к предлагаемой является система управления, содержащая последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, первый переключатель, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, и пульт управления оператора, первый выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй

30 вход которого соединен.с выходом

83028

50 регулятора, а выход второго суммато. ра через второй переключатель соединен со входом интегрирующего усилителя, управляющие входы обоих переключателей соединены со вторым выходом пульта управления оператора (5).

Недостатком такой системы является низкая надежность и точность.

Цель изобретения — повышение надежности и точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе установлен масшта-. !0 бирующий усилитель, вход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя и с третьим входом второго сумматора, а выход — с третьим входом второго переключателя. 15

На чертеже представлена функциональная схема системы. Система содержит первый сумматор

1, первый переключатель 2, регулятор 3, исполнительный механизм 4, ;щ интегрирующий усилитель 7, масштабирующий усилитель 8, задатчик 9, пульт

10 управления оператора. В режиме ручного управления в системе, управляющие входы первого 2 и второго б переключателей обесточены, в результате чего подвижные контакты этих переключателей соединены со своими вторыми входами. Выход регулятора 3 (первого интегратора) через второй сумматор 5 и первый переключатель 2 З0 соединен со своим входом, вследствие чего сигнал на выходе регулятора 3 (первого интегратора) равен нулю.

Выход интегрирующего усилителя 7 через масштабирующий усилитель 8 и вто- З5 рой переключатель б соединен со своим входом, в силу чего сигнал на выходе интегрирующего усилителя 7 также равен нулю. При подключении выхода масштабирующего усилителя 8 40 через второй переключатель б к входу интегрирующего усилителя 7 максимально возможное напряжение на выходе интегрирующего усилителя 7 становится равным нулю за время, кото, рое необходимо оператору для переключения на режим ручного управления, например за 8-15 сек.

Система работает следующим образом.

При подаче сигнала с пульта 10 управления оператора через второй сумматор 5, первый переключатель 2 .на вход регулятора 3 (первого инте.гратора), на его выходе гоявляется сигнал управления, который пропорционален интегралу от входного воздействия. Этот. сигнал подается на вход исполнительного механизма 4 (второго интегратора) и на второй вход второго сумматора 5. В резуль- 60 тате такого соединения блоков на выходе регулятора 3 (первого интегратора) устанавливается сигнал, который равен по величине сигналу с пульта 10 управления оператора. 65

9 4 !

При изменении величины сигнала с пульта 10 управления оператора сигнал на выходе регулятора 3 также меняется, так как сигнал с выхода регулятора 3 (первого интегратора) сравнивается на втором сумматоре 5 с сигналом ручного управления от пульта 10 управления оператора и раэностный сигнал подается на вход регулятора 3 (первого интегратора), причем величина этого раэностного сигнала зависит от коэффициента усиления в этом контуре. С выхода регулятора 3 (первого интегратора) сигнал через исполнительный механизм 4 воздействует на регулируемый объект.

При появлении возможности переключения на режим автоматического управления на управляющие входы первого 2 и второго б переключателей с пульта

10 управления оператора подается команда, в результате чего их подвижные контакты замыкаются со своими первыми входами. На вход регулятора

3, на выходе которого остался сигнал, соответствующий величине сигнала ручного управления, подается с вйхода сумматора 1 сигнал, равный разности сигналов с задатчика 9 и исполнительного механизма 4. Под действием этого сигнала выходной сигнал регулятора 3 (первого интегратора) увеличивается (уменьшается) и исполнительный механизм 4, отрабатывая сигнал регулятора 3, стремится изменить величину сигнала с выхода первого сумматора 1 к нулю, обеспечивает равенство сигналов задания регулируемой координаты. Выходной сигнал регулятора 3 подается также на второй вход второго сумматора 5, с выхода которого через второй переключатель б — на вход интегрирующего усилителя 7. С выхода интегрирующего усилителя 7 сигнал подается на третий вход второго сумматора 5, на котором происходит сравнение выходных сигналов регулятора 3 и интегрирующего усилителя 7, причем раэностный сигнал на выходе второго сумматора 5 зависит от коэффициентов блоков 5 - 7 и будет тем меньше, чем больше коэффициент усиления указанного контура. Таким образом, на выходе интегрирующего усилителя

7 устанавливается сигнал, величина которого соответствует выходному сигналу с выхода регулятора 3, т.е. управляющему сигналу.

В случае возникновения угрозы срыва автоматического управления или по каким-либо другим причинам, оператор может перейти на режим ручного управления, для чего управляющие входы первого 2 и второго б переключателей обесточиваются по сигналу с пульта 10,управления оператора и подвижные контакты этих переключателей устанавливаются в

830289

35

Формула изобретения

2S

ЗО

45

1. АвторскОе свидетельство СССР

50 В 391534, кл. G 05 В 11/28, 1971.

2. Патент СШ 9 3940594, опублик. 24.02.74.

3. Авторское свидетельство СССР

55. по заявке 9 2127665/18-24, кл. G 05 В 11/46, 1975., 4. Патент США В 3662276, кл. 330-1А, заявл. 02.10.70, опублнк.

09 ° 05472. . 5. Патент Японии 9 51-20671, 60 кя. 54(7) С 141, эаявл.. 08.07.70, опублик. 26.06.,76 (прототип). исходное положение. При этом вход регулятора 3 отключается от выхода первого сумматора 1 и подключается к выходу второго сумматора 5, а вход интегрирующего усилителя 7 отключается от выхода сумматора 5 и подключается к выходу масштабирующего усилителя 8. В результате этого переключения с выхода второго сумматора

5 на вход регулятора 3 подается сигнал, равный разности между выходными сигналами регулятора 3 и интегрирующего усилителя 7, который близок к нулю, т.е. величина сигнала на выходе регулятора 3 остается такой же, какой она была в момент переключения, и исполнительный механизм 4 продолжает отрабатывать зацаваемую величину. Одновременно с этим выход интегрирующего усилителя 7 через масштабирующий усилитель 8 и второй переключатель 6 замыкается со своим входом, в результате чего сигнал на выходе интегрирующего усилителя 7 уменьшается со скоростью, определяемой параметрами масштабирующего усилителя 8 и интегрирующего усилителя 7 через второй сумматор 5 оказывает свое влияние на работу исполнительного механизма 4, т.е. второго интегратора 4, что не должно остать.ся незамеченным оператором. Оператор, воздействуя на соответствующие органы пульта 10 управления оператора, парирует падение сигнала на выходе интегрирующего. усилителя 7 и, в случае необходимости, и изменение параметров, например, скорости протекающего процесса. Через определенное, удобное для оператора, время сигнал на выходе интегрирующего усилителя 7 . становится равным нулю, а на выходе пульта 10 управления оператора— равным выходному сигналу регулятора

3, т.е. необходимому для работы исполнительного механизма 4.

Таким образом, предлагаемая система регулирования позволяет осуществлять переключение с автоматического на ручное н с ручного на автоматическое управление беэ "скачка" сигнала управления. Система характеризуется еще одной особенностью, которая заключается в том, что выходной сигнал второго сумматора 5 s режиме автоматического управления инвариантен к нулевому или вообще к сигналу с пульта 10 управления оператора и всегда близок или равен нулю, так как выходной сигнал интегрирующего усилителя 7 в этом режиме равен сумме сигналов с пульта

10 управления оператора и регулято.ра 3. A это значит, что к пульту 10 управления оператора могут предъявляться менее жесткие требования по величине нулевого сигнала, а оператору не обязательно устанавливать в нулевое положение орган управления пульта 10 управления оператора при переходе в режим автоматического управления.

Предлагаемая система может найти широкое применение при регулировании различных технологических процессов, особенно при управлении процессами со. скоротечным нелинейным изменением параметров регулирования и работе в условиях действия помех.

Использование предлагаемой .системы повышает тоъность регулирования . в условиях переключения на режим ручного управления в 5-15 раз и тем заметнее, чем выше скорость изменения регулируемой величины.

Система управления, содержащая последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, первый переключатель, регулятор и исполнительный механизм, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, и пульт управления оператора, первый выход которого соединен с первьм входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом регулятора, а выход второго сумматора через второй переключатель соединен со входом интегрирующего усилителя, унравляющие входы переключателей соединены со вторым выходом пульта управления оператора, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и точности системы, в ней установлен масштабирующий усилитель, вход которого сое-. динен с выходом интегрирующего усилителя и с третьим входом второго сумматора, а выход — с третьим входом второго переключателя, первый вход которого соединен с третьим. входом первого переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе кл. 235 - 150.1, эаявл. 13.08.74, 830289

Составитель Г. НеФедова

Техред A.Áàáèíåö КорректорЕ. Рошко

Редактор М. Погориляк

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3453/58 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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