Устройство для автоматического регулирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 28 з(51) Г 01 Р 17 24; ОПИС ЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМ ЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, соде щее датчик и задатчик регулируемого п метра, подключенные к блоку сравн блок дифференцирования, соединенный дом с датчиком регулируемого парам и подключенный выходом вместе с вых блока сравнения к формирователю уп ляющего сигнала, генератор импульс частотнозадающей цепью и исполнител орган, отличающееся тем, что, с целью вышения надежности, точности и быс ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АТИ- ржа- араения,вхоетра одом равов с ьныйпо- троБО 105922 действия, в него введены преобразователь полярности, резисторный оптрон, электронное реле с замыкающим и размыкающим контактами, конденсатор и два компаратора, подключенные к разноименным полюсам источника опорного напряжения, при этом выход формирователя управляющего сигнала соединен с входом преобразователя полярности, к выходу которого подсоединен резисторный оптрон, включенный в частотно- задающую цепь генератора импульсов, подключенного выходом к входу электронного реле, конденсатор одним выводом связан с выходом формирователя через размыкающий контакт этого реле, а через замыкающий контакт с входами компараторов, другой вывод конденсатора связан с общим выводом источника опорного напряжения, а Е выходы компараторов подключены к исполнительному органу.реле, конденсатор одним выводом связан с выходом формирователя через размыкаю щий контакт этого реле и через замыкающий контакт с входами компараторов, другой вывод конденсатора связан с общим выводом источника опорного напряжения, а выходы компараторов подключены к исполнительному органу.На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для автоматического регулирования, например, частоты вращения турбины содержит датчик 1 регулируемого параметра, задатчик 2, блок 3 сравнения, блок 4 дифференцирования, формирователь 5 управляющего сигнала (выполненный в виде сумматора), преобразователь 6 полярности, резисторный оптрон 7, генератор 8 импульсов, электронное реле 9, конденсатор 1 О, у компараторы 11 и 12, источник 13 опорного напряжения и исполнительный орган 14. Выход задатчика 2 соединен с одним входом блока 3 сравнения, выход датчика 1 соеди 1Изобретение относится к средствам автоматического регулирования и может быть использовано, например, в системах регулирования параметров турбомашины.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования, содержащее датчик и задатчик регулируемого параметра, подключенные к блоку сравнения, блок дифференцирования, соединенный входом с датчиком регулируемого параметра и подключенный выходом вместе с выходом блока сравнения к формирователю управляющего сигнала, генератор импульсов с частотнозадающей цепью и исполнительный орган 1.Недостатками известного устройства являются его несколько пониженные надежность, точность и быстродействие.Цель изобретения - повышение надежности, точности и быстродействия,Для достижения поставленной цели в устройство для автоматического регулирования, содержащее датчик и задатчик регулируемого параметра, подключенные к блоку сравнения, блок дифференцирования, соединенный входом с датчиком регулируемого параметра и подключенный выходом вместе с выходом блока сравнения к формировате-. лю управляющего сигнала, генератор импульсов с частотнозадающей цепью и исполнительный орган, введены преобразователь полярности, резисторный оптрон, электронное реле с замыкающим и размыкающим кон. тактами, конденсатор и два компаратора, подключенные к разноименным полюсам источника опорного напряжения, при этом выход формирователя управляющего сигнала соединен с входом преобразователя полярности, к выходу которого подсоединен резисторный оптрон, включенный в частотно- задающую цепь генератора импульсов, под. -ключенного выходом к входу электронного 5 1 О 15 20 25 30 35 нен с другим входом блока 3 сравнения и одновременно с входом блока 4 дифференцирования. Выходы блока 3 сравнения и блока 4 дифференцирования связаны с входами формирователя 5 управляющего сигнала, выход которого соединен с входом преобразователя 6 полярности. Выход преобразователя 6 полярности подключен к светодиоду оптрона 7, а резистор оптрона включен в частотно-задающую цепь (не показана) генератора 8 импульсов, выход ко. торого соединен с входом электронного реле 9, Один из выводов конденсатора 1 О через размыкающий контакт 15 электронного реле 9 связан с выходом формирователя 5 управляющего сигнала, а через замыкающий контакт 16 того же реле - с одним из входов каждого компаратора 11 и 12, Другой вход компаратора 1 подключен к положительному выводу источника 13 опорного напряжения, а компаратора 12 - к отри.- цательному. К общему выводу источника опорного напряжения подключен второй вывод конденсатора 1 О.Выходы компараторов 11 и 12 соединены с входами исполнительного органа 14.При работе устройства датчик 1 (например, тахогенератор или преобразователь частота-напряжение) вырабатывает сигнал (напряжение постоянного тока), пропорциональный регулируемому параметру, а задатчик 2 - сигнал, соответствующий заданному его значению. Эти сигналы поступают на входы блока 3 сравнения (например, операционный усилитель), при этом на выходе блока сравнения вырабатывается сигнал, пропорциональный разности входных сигналов, а полярность выходного сигнала зависит от знака разности входных сигналов. Одновременно сигнал датчика 1 поступает на вход блока 4 дифференцирования, который вырабатывает на выходе сигнал, пропорциональный первой производной параметра. Выходные сигналы блока 3 сравнения и блока 4 дифференцирования поступают на входы формирователя 5. Величина выходноного сигнала формирователя пропорциональна алгебраической сумме входных сигналов, а полярность зависит от знака этой суммы. С выхода формирователя сигнал подается на вход преобразователя 6 полярности (например, диодный мост). Полярность выходного сигнала преобразователя 6 постоянна, а его величина пропорциональна входному сигналу преобразователя полярности. Так как к выходу преобразователя 6 полярности подключен светодиод оптрона 7, а резистор оптрона включен в частотнозадающую цепь генератора 8 импульсов, то яркость светодиода, а следовательно, сопротивление резистора оптрона 7 и частота импульсов генератора 8 также изменяются пропорционально изменению выходного сигнала формирователя 6, причем с возрастанием абсолютной величины сигнала сопротивление резистора оптрона 7 уменьшается, а частота импульсов1059225 Составитель А. КалашниковТехред И. Верес Корректор Г. РешетнякТираж 535 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор О. БугирЗаказ 9785/36 3генератора 8 возрастает. Выходные импульсы генератора 8 воздействуют на электронное реле 9, при этом частота срабатывания и время включения реле соответствуют частоте и длительности импульсов генератора 8. Поскольку конденсатор 1 О через размыкаю 5 щий контакт 15 электронного реле 9 соединен с выходом формирователя 5, а через замыкающий контакт 16 - с входами компараторов 11 и 12, то в паузах между импульсами конденсатор 10 заряжается до напря жения, величина и полярность которого соответствуют величине и полярности выходного сигнала формирователя, а при срабатывании реле 9 - разряжается через входные сопротивления компараторов 11 и 12.При отсутствии сигнала рассогласования 15 генератор 8 импульсов не вырабатывает и конденсатор 10 не заряжен. На входах компараторов 11 и 12, подключенных к замыкающему. контакту 16 электронного реле 9, напряжение равно нулю. Так как на другие входы компараторов 11 и 12 подается запирающее напряжение смещения от источника 13 опорного напряжения (для компаратора 11. положительное, а для компаратора 12 отрицательное), то на выходе компараторов сигналы отсутствуют, и исполни тельный орган 14 не изменяет своего положе ния. На выходе компаратора 11 сигнал появляется в том случае, если на его вход, связанный с замыкающим контактом 16 электронного реле 9, подается сигнал положительной полярности, превышающий по З 0 величине напряжение смещения. На выходе компаратора 12 сигнал появляется при наличии на входе, связанном с замыкающим- контактом 16, электронного реле 9 сигнала отрицательной полярности, превышающего по величине напряжение смещения. 35 Если регулируемый параметр начинает, например, возрастать, то на выходах блока 3 сравнения и блока 4 дифференцирования возникают сигналы рассогласования одинаковой (например, положительной) по лярности. В формирователе 5 эти сигналы суммируются, затем суммарный сигнал (также положительной полярности) заряжает конденсатор 10, одновременно светодиод начинает освещать резистор оптрона 7, при этом на выходе генератора 8 появляют ся импульсы. Под воздействием каждого импульса срабатывает электронное реле 9,отключает конденсатор 10 от формирователя 5 и замыкающим контактом 16 подключает конденсатор 10 к входам компараторов 11 и 12. Если суммарный сигнал рассогласо вания положительной полярности превышает опорное напряжение, то на выходе компаратора 11 вырабатывается сигнал, под воздействием которого исполнительный орган 14 изменяет свое положение таким образом, чтобы регулируемый параметр уменьшался. Как только конденсатор 10 разряжается через входное сопротивление компараторов 11 и 12 настолько, что напряжение на нем становится примерно равным опорному, выходной сигнал компаратора 11 скачком уменьшается до нуля. Чем больше начальное напряжение на конденсаторе 1 О, тем он дольше разряжается до величины опорного напряжения и, следовательно, тем больше длительность выходного импульса компаратора 11.Если параметр перестает увеличиваться, то сигнал на выходе блока 4 дифференцирования становится равным нулю. При этом устройство отрабатывает только сигнал рассогласования по параметру.Если параметр остается выше заданного, но уже начинает уменьшаться, то на выходе блока 4 возникает сигнал противоположной (отрицательной) полярности. В этом случае полярность сигнала на выходе формирователя 5 зависит от абсолютных величин выход. ных сигналов блоков 3 и 4. Если выходной сигнал блока дифференцирования превышает выходной сигнал блока сравнения, то на выходе формирователя 5 сигнал имеет отрицательную полярность. В этом случае при подключении конденсатора 10 к входам компараторов 11 и 12 управляющий сигнал вырабатывается на выходе компаратора 12, и несмотря на то, что параметр еще остается выше заданного значения, исполнительный орган изменяет свое положение таким образом, чтобы замедлить уменьшение параметра.В предлагаемом устройстве по сравнению с известным значительно улучшаются переходные процессы, т.е. повышается устойчивость, а следовательно, и надежность работы. Так как при увеличении суммарного сигнала рассогласования возрастает одновременно не только частота, но и длитель-. ность импульсов, управляющих исполнительным органом, устройство значительно быстрее отрабатывает сигналы рассогласования по отклонению к его производной, при этом уменьшается амплитуда отклонения параметра от заданного значения под действием различных внешних возмущений, т.е повышается быстродействие и точность регулирования.