Самонастраивающийся регулятор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()940130 (61.) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.12.80 (21) 3221365/18-24 (51)M. Кл.

QO5 В 13/02 с присоелинением заявки ЭЙ

9мударстееееый кеМетет. СССР (23) Приоритет еа делам нзоеретений и отеритеЯ

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 01.07.82 (53) УДК 62-50(088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Думченко, К. Н. Антоненко и А. С. Пфаров-,. т;,.

Барнаульское опытно-конструкторское бюро авто)автиви-:--.(7l ) Заявитель (54) САМОНАСТРАИВАЮ1ЦИЙСЯ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к техническим средствам автоматического регулирования и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства.

Известен адаптивный регулятор обше5 промышленного назчачення, содержашпй

ПИЛ-регулятор с контуром адаптации, в свою очередь включвющю звенья упрощения, деления, суммирования (два звена) и фильтрации (два звена) с различными постоянными времени 1 ) .

Недостаток указанного устройства состоит в относительной сложности технической реализации контура адаптации.

Кроме того, сам притптнп действия этого контура основан на анализе автоколебательного процесса в САР и автоматическом поддерканни систем на гранипе ус тойчивости.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является самонастраиваюшийся регуля тор, содержатвщй сравниваюший элемент, интегратор, первый сумматор и усилитещь с регулируемым усилением j2 j .

Недостатком известного устройства является низкая дИнамическая точность вследствие слабой компенсации большого транспортного запаздывания объекта регулирования.

Бель изобретения - повышение точности регулирования..

Указанная цепь достигается тем, что в устройстве установлены второй сумматор, первый и второй источники cMemeния, форсируютций элемент и биполярное пороговое устройство с настраиваемой зоной нечувствит етьности, подключенное входом к выходу сравниваюшего элемента, а выходом через интегратор - к первому входу второго сумматора, второй вход которого соедннен с выходом второго источника смешения, а выход - с вхо дом регулировки усилении усилителя с регулируемым усилением, сигнальный вход которого подключен к выходу форсирующего элемента, соединеетного входом с выходом первого сумматора, подключенного первым входом к входу срав9401 ниваюшего элемента, а вторым - к выходу первого источника смешения, вход настройки первого сумматора механически соединен с входом настройки второго сумматора, а вход настройки интегратора — с входом настройки форсирующего элемента.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сравниваюш:ий 10 элемент 1, первый сумматор 2, биполярное пороговое устройство 3 с настраиваемой зоной нечувствительности, интегратор 4, первый источник 5 смешения, форсирующий элемент 6, усилитель 7 с регулируемым усНпеННеМ, второй сумматор 8, второй источник 9 смешения, третий и четвертый сумматоры 10 и 11, третий источник 12 смешения, детекторы 13 и 14.

Устройство работает следуюп)им образом.

По входным каналам в регулятор вводят регулируемую величину Х() и задание x, x«) подают одновремен25 но на входы сравнивающего элемента 1 и первого сумматора 2. На выходе сравнивающего элемента 1 формируют сигнал ошибки регулирования Е (+) = Х - X(C), который подают на бипопярное пороговое устройство 3 с регулируемой зоной не30 чувсттягтельности H затем интегрируют посредством интегратора 4-.

При этом выходной сигнал Z (4) интегратора 4 равен Z„(<)= ((1-É)<М+d

П где т > — постоянная интегрирования3

d. — степень нечувствительности. На выходе первого сумматора 2 формируют 40 ситнал оснОвногО контура регулирования

1„(ц=)(х(О (-к}Ь, (ц

1 где В - сигнал первого источника 5 постоянного смешения, величина которого зависит оТ диапазона изменения регулируемой в аичины X(C ); К вЂ” коэффициент передачи первого сумматора 2(0 <

<К <1).

При 100%-ном диапазоне изменения регулируемой величины В = О. Сигнал

2)1 (Ф, ) подают на вход форсирующего элемента 6, псаучая прН этом на выходе последнего сигнал 2 (Е ) равный

2> (t)= КХ(М+ (1 K) 9 К Тд «ss

8 Х(Ц и

= КГХ(М+т„ ) 3+ (1 К)Ь, 30 4 где Тп — постоянная предварения.

Сигнал Z () является входным сигналом усилителя 7 с регулируемым усилением, Его коэффициент усиления К зависит от сигнала 2., (6 ). В свою очередь сигнал 24 (+ ) формируют посредством второт о сумматора 8 следующим образом:

24М=КА+ (1-)с) 2 (Ц= КА+ 1(1-Ю)х

1(4) "E(t)+ 0L ОС„„joe,, где А - величина сигнала второго источ— ника 9 постоянного смешения.

Если коэффщиент К> прямо пропорционален Z 4 (C }, то окончательный вид закона регулирования х,)ц=(кй+1 " а)ц) (к(хф+

t T ) t(&l<)B) i

5 х(1)1 где Ф(Ц= (1-ñ )Е(+)+с )см) C

При К = 1 реализуется пропорционально-дифференциальный ПД-закон регулирования в

Дпя устранения большой статической ошибки регулирования при наличии параметрических возмущений в объекте коэффициент К изменяют в пределах 0 < К < (1.

В этом случае при наличии ошибки регулирования f (C ) после отработки управляющего сигнала ПД-регулятором, сигнал 24(c ) в соответствии с (4) при oL = 0 получает поправку +: Я (Цх

1-К Г ("().

Эта поправка вводится по И-закону до устранения ошибки. Последующие входные возмущения компенсируются саморегулирования, так как контур самойастройки посредством интегратора 4 всегда поддер)кивает в регуляторе onòHìàëü ную настройку усиления. Параметрические же возмущения, как правило, не бывают ступенчатыми и успевают компенсироваться интегратором 4.

При К = 0 в соответствии с выражением (5) реализуется И-)акон регулирования. Таким образом, варьируя величину К ппи выборе настроек по показатебиться оптимального сочетания действий, .в регуляторе ПД- и И-звеньев. Это Обес5 940 печивается жестким совмещением настройки сумматоров. Совмеще е настроек

Тi„H Тi базируется На известном ОптиMaiIbHoM соотношении между этими Вели» чинами, когда S

Е CONS тп

Практическая реализация блоков 1, 4, 6 и 7 выполнена на четырех микросхемах серии К553УД2. B блоке 7 регулируемая обратная связь обесиечива- 1О ется прим а ением аптронного резистора типа ОЭП-12. Для реализации суммато» рсе использсжан сдвоенный потеяжометр тица С11К. Такой же потенциометр ис ПОльзован для Настроййи Тл/Т11.

Практическая реализация биполярного порогового устройства 3 с настраиваемой нечувствительностью также показана на чертеже. Сигнал ошибки Е () суммируется третьим сумматором 10 с щ положительным смещением источника 12 смещения или четвертым сумматором 11 с отрицательным смешением этого же источника.

На входе интегратора 4 сигнал по- 2з явится только тогда, когда первое слагаемое в указанном уравнении по абсолютной величине станет больше второго слагаемого (откроются детекторы прямой нли обратной цроводимости}.

30 ,Если амплитуда высокочастотных случайных возмущений на входе си темы меньше вели псны зоны нечувсгвительнос ти устройства 3, то интегратор 4 на них не реагирует. Такое ранение позволя-з

er повысить быстродействие интегратора

4 (снизить Т ), сохранив устойчивость всей системы при случайных высокочастотных возмущениях, 130 6

Формула изобретения

Самонастраиваюпщйся регулятор, comp жащий сравнивающий элемент, интегратор, первый сумматор и усилитель с регулируемым усилением, о т л и ч а юшийся тем, что, с тюлью повьппения точности регуштрования, в нем устаиов лены второй сна.лтор, первый и второй источники смещения, форсируюший элемент и биполярное пороговое устройство с настраиваемой зоной нечувствительности, подключенное входом к выходу сравнива ющего элемента, а выходом через интегратор — к первому входу второго сумматора второй вход KoToporo соедннен с выходом второго источника смешения, а выход — с входом регулировки усиления усилителя с регулируемым усилением, сигнальный вход которого подключен к выходу форсирующего элемента, соединенного входом с выходом первого сумматора, подключенного первым входом к входу сравнивающего элемента, а вторым— к выходу первого источника смещения, вход настройки первого сумматора механически соединен с входом настройки второго сумматора, а вход настройки интегратора — с входом настройки форсирующего элемента.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Емельянов С. В. и др. Системное проектирование средств автоматизации.

N., «Машиностроение«, 1978, с. 45-50.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2836097122-02, кл. Q 05 В 13100, 1979 (прототип).

940130

Составитель В. Нефедов

Редактор С. Круненина Техред Ж. Кастелевич Корректор M Пожо

Заказ 4666/69 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

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