Импульсный регулятор

 

«и991 369

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву9 744437 (22) Заявлено 130779 (21) 2796720/18- 24

Р М gw з с присоединением заявки М

G 05 В 11/16

Государственный, комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23Я1,83. Бюллетень М 3 (33) УДК 62. 50. (088. 8) Дата опубликования описания 2 3013 3 ф :--, .

A.Ì. Матвеев и Г.И. Гаврилов g Ô у:, ... """ :Р

«, т r,: f,»;»

l» "- -6» . Я

Чувашский государственный универсстттед "„"" „-,. им. И.Н. Ульянова

» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и управления и может быть применено для управления объектами с переменными параметрами, в частности со значительным изменением коэффициента усиления в зависимости от режимного фактора, например от нагрузки, а также с несимметричиой динамической характеристикой, зависящей от знака возмущающего воздействия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсный регулятор по основному авт.св. У 744437, содержащий последовательно соединенные сумматор, ключ, усилитель„ исполнительный механизм, объект, выходом подключенный к первому входу сумматора, второй и третий вход которого соединены через соответствующие преобразователи напряжения и элементы И со вторым и третьим выходом усилителя и с первым и вторым входами блока задержки, третий вход которого соединен с выходом сумматора и входом генератора- импульсов, выход генератора импульсов подключен ко вторым входам элементов И (1 ).

Недостатком известного устройства при подключении к объекту с переменным коэффициентом усиления в, зависимости от нагрузки является низкая точность регулирования, так как регулятор не компенсирует изменение коэффициента усиления объекта в зависимости от нагрузки.

Целью изобретения является повышение качества регулирования и расширение функциональных. возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор содержит датчик положения выходного вала исполнительного . механизма, выход которого соединен с вторыми входами преобразователей напряжения, а вход соединен со вторым выходом исполнительного механизма.

На чертеже представлена блок-схема регулятора.

Регулятор содержит сумматор 1,усилитель 2 (например, трехпоэиционный релейный), состоящий из релейного элемента 3 и реле 4 и 5, объект 6, преобразователи 7 и 8 напряжения числа импульсов в постоянный ток, эле-, менты И 9 и 10, генератор 11 импульсов, исполнительный механизм 12,блок

13 задержки, ключ 14, датчик 15 положения выходного вала исполнительного

9913б9 механизма (например, с токовым выходом) .

Регулятор работает следующим образом.

Сигнал рассогласования с сумматора 1 поступает через ключ 14, при на- 5 личин сигнала на его управляющем вхо де, на входы трехпозиционного релейного элемента 3, генератора 11 и первый вход блока 13 задержки. В зависимости от полярности сигнала paccor- fo ласования включается одно из реле

4 или 5, которое в свою очередь включает исполнительный механизм 12 на обработку возникшего рассогласования, а также управляет элементом f5

И 9 или 10, разрешая проходить импульсам от генератора 11 в преобразователь 7 или 8 напряжения, в котором сигналы преобразуются иэ импульсов в постоянный ток и подаются о на сумматор 1. Сигнал с включенного реле подается на второй или третий вход блока 13 задержки. Когда сигнал рассогласования становится меньше зоны нечувствительности, 1релейный элемент 3, реле 4 или 5 отпускаются. одновременно запускается блок 13 задержки, ключ 14 закрывается и отключается исполнительный механизм 12, вследствие чего прекращается поступление импульсов с генератора 11 на преобразователи 7 и 8.

Сигнал рассогласования, поступая на вход генератора 11 импульсов и первый вход блока 13 задержки >непрерывно управляет частотой генератора

11 и длительностью паузы между управляющими импульсами. Таким образом, управлением длительностью паузы между импульсами на выходе релейного усилителя 2 с помощью блока 13 задерж- 40 ки и ключа 14 достигается частотноимпульсная модуляция. Благодаря управлению частотой генератора 1I и наличию преобразователя регулятор осу. ществляет широтную модуляцию управляю-45 щих импульсов. длительность управляющих импульсов прямо, а паузы обратно пропорциональны величине сигнала рассогласования, Коэффициенты усиления преобразова-50 телей 7 и 8 при заданной нагрузке регулируются вручную, вследствие чего возможна компенсация изменения коэф"

:фициента усиления объекта в зависимости от знака рассогласования. При переменном режиме сигнал датчика положения выходного вала исполнительного механизма пропорциональный нагрузке, воздействуя на преобразователи напряжения, автоматически непрерывно изменяет в заданном отношении коэффициенты усиления преобразователей напряжения в соответствии с изменением нагрузки, что позволяет,сохраняя качество неизменным, повыситьточность регулирования.

При наличии сигнала рассогласования, превышающего зону нечувствительности релейного элемента, .реле каждый раз включается вновь и. цикл повторяется пока величина сигнала рассогласования не станет меньше эоны нечувствительности.

Вследствие того, что в регуляторе одновременно осуществляется широтноимпульсная и частотно-импульсная модуляция сигнала рассогласования, коэффициент усиления регулятора будет переменным, зависящим от знака сигнала рассогласования. Кроме того, в регуляторе автоматически подстраивается коэффициент усиления элементов обратной связи в зависимости от нагрузки.

Внедрение предлагаемого изобретения в промышленных системах регулирования технологических процессов позволяет достигнуть высокого качества регулирования при повышенной устойчивости и точности, так как при изменении динамических свойств объекта настроечные параметры регулятора подстраиваются автоматически. Эта особенность делает регулятор самонастраивающимся. Стоимость автоматической системы регулирования с применением предлагаемого регулятора значительно ниже, чем, например, система с переменной структурой, дающая тот же эффект. Поэтому внедрение предлагаемого импульсного регулятора позволит получить значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Импульсный регулятор по авт.св.

М 744437, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и расширения функциональных воэможностей, регулятор содержит датчик положения выходного вала исполнительного механизма, выход которого соединен с вторыми входами преобразователей напряжения, а вход соединен с вторым выходом исполнительного механизма, .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 744437, кл. 6 05 В 11/1б, 1978 (прототип). l