Релейная система регулирования

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>966664 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Ю 802919 (22) Заявлено 20,01.81 (21) 3258595/18-24 (51)М. Кл.

G 05 В 11/16 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

3Ьеударетеенный кеинтет

СССР

10 делаи нзебретеннй н вткрытнй (Û ) З Л К 62-50, (088.8) Опубликовано. 15.1082..Бюллетень ле 38

Дата опубликования описания !.5.10.82 (72) Авторы изобретения

В. Н. Дорогов и С. Н. Швайко (7I ) Заявитель (54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

1 . Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано, например в оборудовании для автопилотирования летательных аппаратов.

По основному авт. св. N 802919 известна релейная система регулирования, содержащая частотомер, эадатчик регулируемого параметра, интегратор, последовательно соединенные пер:вый задатчик уровня, реле, второй фильтр и исполнительный блок, выход которого соеди-нен со входом объекта регулирования, к выходу которого подключены последовательно соединенные датчик обратной связи, блок сравнения, первый фильтр, первый усилитель с переменным коэффициентом и первый сумматор, выход которого соединен со вторым входом реле, второй вход первого сумматора через интегратор присоединен к выходу первого фильтра и ко входу частотомера, выход которого подключен ко второму входу первого усилителя с переменным коэффициентом, выход задатчика регулируемого параметра подключен ко второму входу блока сравнения (1) .

Недостатком известной релейной системы регулирования является ограниченность ее функциональных возможностей при изменении в широком диапазоне коэффициента передачи линейного объекта регулирования. Это .вызвано наличием зоны нечувствительности у реле, нелинейных искажений в звеньях системы и др.

Цель изобретения — расширение функцио-!

О нальиых возможностей релейной системы регулирования.

Цель достигается тем, что релейная система регулирования дополнительно содержит первый функциональный преобразователь, первый ин-!

5 дикатор, последовательно соединенные второй эадатчик уровня, первый элемент сравнейия второй сумматор, второй усилитель с пере- . менным коэффициентом н второй индикатор, последовательно соединенные третий эадатчик уровня, второй элемент сравнения и второй функциональный преобразователь, выхоД частотомера соединен со входом первого индикатора, со вторым входом второго функци,онального преобразователя и с первым вхо664

S0

3 966 дом первого функционального преобразователя, второй вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения, а выход ко второму входу второго фильтра, второй вход реле соединен со вторыми входами первого и второго элементов сравнения и второго усилителя с переменным коэффициентом, выход второго функционального преобразователя подключен ко второму входу первого фильтра, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго .элемента сравнения.

На чертеже приведена структурная схема релейной системы регулирования.

Релейная система регулирования содержит объект регулирования (например, летательный аппарат) 1, исполнительный блок (например, рулевая машина) 2, второй фильтр (например, на операционном усилителе) 3, реле 4,: первый задатчик 5 уровня, второй задатчик

6 уровня, первый элемент сравнения (например, пороговый элемент и операционньй уси лнтель) 7, первый функциональный преобразователь (например, на операционном усилителе) 8, частотомер 9, второй сумматор (например, переключающее устройство и операционный усилитель) 10, второй усилитель 11 с переменным . коэффициентом (например, на операционном усилителе),второй индикатор 12, третий задатчик 13 уровня, второй элемент сравнения (например, пороговый элемент и операционный усилитель) 14, первый сум. матор 15, интегратор 16, первый усилитель

17 с переменным коэффициентом (например, на операционном усилителе), первый индикатор 18, второй функциональньш преобразователь (например, на операционном усили теле) 19, первый фильтр 20, датчик 21 обратной связи (например, угловой скорости}, блок сравнения 22 и эадатчик 23 регулируемого параметра.

Система работает следующим образом.

Регулирующее воздействие на объект 1 осуществляет исполнительный блок 2 в соответдтвии с сигналами, поступающими íà его вход через второй фильтр 3 с сигнального и управляющего входов реле 4. На сигнальный вход реле 4 поступает сигнал с первого задатчика 5 уровня. На управляющий. вход реле 4 поступает сигнал с блока. сравнения 22 после преобразования в первом фильтре 20, в первом усилителе 17 с переменным коэффициентом и в первом сумматоре 15. Сигнал в блоке сравнения 22 формируется в виде соотношения или разности сигналов с датчика 21 обратной связи и задатчика 23 регупируемого параметра.

Автоколебания системы линеарнзуют характеристику реле 4.

В релейной системе, работающей в автоколебательном режиме, обеспечиваются условия неизменности ее общего коэффициента передачи. Поэтому сигнал с частотомера 9 не будет зависеть от коэффициента передачи объекта регулирования 1. Информация с частотомера 9 используется для корректирования первоro усилителя 17 с переменным коэффициентом, т.е. постоянной времени фильтра из параллельно соединенных усилителя 17 и интегратора 16.

Таким образом, в системе обеспечиваются условия инвариантности к изменению двух параметров объекта регулирования 1, причем одним из этих параметров является коэффициент передачи. Укаэанное свойство позволяет зафиксировать с помощью первого 18 н второго 12 индикаторов информацию соответственно о постоянной времени (или не20 скольких параметрах) и коэффициенте передачи линейного объекта ь.гулирования 1.

Расширение функциональных возможностеФ системы в широком диапазоне изменения параметров объекта 1 достигается за счет

?5 устранения зоны нечувствительности реле 4 и нелинейных искажений в звеньях системы.

Для этога уровни сигналов со второго 6 и третьего 13 эадатчиков соответствуют максимально и вишимально допустимой амплитуЭ0 де колебаний на управляющем входе реле

4. Сигналы с первого 7 и второго 14 эле. ментов сравнения образуются только при амплитуде колебаний на управляющем входе реле 4 соответственно выше максимально донустимого и ниже минимально допустимого

35 уровня. Это достигается, например, с помощью пороговых элементов, размещенных в элементах сравнения 7 и .14. Сигналами, сформированными в первом 8 и втором 19 функ40 циональных преобразователях в виде.соотношения сигналов с частотомера 9 и с элемента сравнения 7 или 14, корректируются коэффициенты передачи соответственно второго 3

- и первого 20 фильтров. Алгоритм коррекции этих фильтров может выбираться, например, из условия обеспечения максимальной амплитуды колебаний на управляющем входе реле 4 — при текущем значении этой ампли- туды выше максимально допустимого уровня, и из условия обеспечения минимальной амплитуды колебаний на управляющем входе реле 4 — при текущем значении этой амплитуды ниже минимально допустимого уровня.

За счет коррекции второго усилителя 11 с перемешпам коэффициентом удается выделить информацию только о коэффициенте передачи объекта. регулирования 1. Это реализуется, например, путем использования сигпалов противоположного знака с элементов

5 966664 сравнения 7 и 14, а также введения этих сигналов в соответствии с нх полярностью через переключающее устройство, размещенное во втором сумматоре 10.

С помощью фильтра 20 дополнительно 3 обеспечивается требуемая амплитуда колебаний на управляющем входе реле 4.

Таким образом, в предлагаемой системе обеспечиваются условия инвариантности системы к изменению в широком диапазоне двух параметров линейного объекта регулирования. Этим самым, например, улучшаются технико-экономические показатели средств автопилотирования..

1$

Формула изобретения

Релейная система регулирования по авт. св. N 802919, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных 20 возможностей, она дополнительно содержит первый функциональный преобразователь, первый индикатор, последовательно соединенные второй задатчик уровня, первый элемент сравнения, второй сумматор, второй усили. тель с переменным коэффициентом и второй индикатор, последовательно соединенные третий задатчик уровня, второй элемент, сравнения и второй функциональный преобразователь, выход частотомера соединен со входом первого индикатора, со вторым входом второго функционального преобразователя и с первым входом первого функционального преобразователя, второй вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения, а выход — ко второму входу второго фильтра, второй вход реле соединен со вторыми входами первого и второго элементов сравнения и второго усилителя с.переменным коэффициентом, выход второго функционального преобразователя подключен ко второму входу первого. фильтра, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго элемента сравнения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 802919, кл. G 05 В 1Ц16, 1981 (прототип).

966664

Составитель В. Кузин

Техред Е,Харитончик Корректор С.Шекмар

Редактор. Н. Киппупннец

Закаа 7843 j65

Тираж 914

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Поднисное

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