Импульсное регулирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное конструкторское бюро пприборостроению(56) 1. Авторское свидетельство СССР391532, кл. б 05 В 11/16, 1971.2. Ялышев А. У. Разоренов О. И, Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М., Машиностроение, 1981, с. 374 (прототип).(54) (57) ИМПУЛЬСНОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЛСТВО, содержащее сумматор, выход которого соединен с входом трех- позиционного релейного элемента, выход которого; являющийся выходом устройства, соединен с входом первого масштабирующего элемента, выход которого соединен с первым входом интегратора и через второй с;1,11151926 Д4 шб 05 В 11/28 масштабирующий элемент - с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, третий масштабирующий элемент, выход которого соединен с вторым входом интегратора, замыкающий и размыкающий ключи, отличающееся тем, что, с целью обеспечения независимости установки динамических параметров от величин входного сигнала и зоны нечувствительности релейного элемента, устройство содержит трехпозиционный релейный элемент с униполярным выходом, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с входом и выходом устройства, а выход - с управляющими входами замыкающего и размыкающего ключей, при этом вход устройства через замыкающий ключ соединен с третьим входом сумматора и с входом третьего масштабирующего элемента, а выход интегратора через размыкающий ключ соединен с третьим входом интегратора.(ПИ-РУ) с импульсным выходом, содержащее последовательно соединенные устройство сравнения, трехпозиционный релейныйусилитель, охваченный звеном гибкой от, рицательной обратной связи, исполнительный механизм, связанный с выходнымиреле усилителя, блок коррекции уровнягибкой отрицательной обратной связи посигналу рассогласования, вход которогосвязан с выходом устройства сравнения, авыход подсоединен к одному из входов звена гибкой отрицательной обратной связирелейного усилителя 11.Недостатком этого импульсного регулятора является его нелинейность, т.е. зависимость динамических параметров (коэф-.фициента и постоянной времени к, Й) отвеличины входного сигнала.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсноеПИ-регулирующее устройство, содержащеетрехпозиционный релейный элемент, подключенный к выходу сумматора, интегратор,первый вход которого соединен с выходомрелейного элемента через первый масштабирующий элемент, выход которого через второй масштабирующий элемент соединен содним из входов сумматора, выход интегратора соединен с другим входом сумматораи через третий масштабирующий элементсоединен с вторым входом интегратора, входустройства соединен с третьим входом сумматора, а выход релейного элемента - суправляющими входами двух ключей 12:Недостаток известного устройствазависимость динамических характеристикот входного сигнала и характеристики релейного элемента,Цель изобретения - обеспечение независимости установки динамических параметров от величин входного сигнала и зонынечувствительности релейного элемента.Цель достигается тем, что импульсноерегулирующее устройство, содержащее сумматор, выход которого соединен с входомтрехпозиционного релейного элемента, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен с входом первого масштабирующего элемента, выход которого соединен с первым входом интегратора и через второй масштабирующий элемент - спервым входом сумматора, второй входкоторого подключен к выходу интегратора,третий масштабирующий элемент, выходкоторого соединен с вторым входом интегратора, замыкающий и размыкающий ключи, дополнительно содержит трехпозиционный релейный элемент с униполярным выходом, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с входом и выходом устройства, а выход - с управляющими входами замыкающего и размыкающего ключей, при этом вход устройства через замыкающий ключ соединен с третьим входом сумматора и с входом третьего масштабирующего элемента, а выход интегратора через размыкающий ключ соединен с третьим входом интегратора.На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит интегратор 1, сумматор 2, трехпозиционные релейные элементы 3 и 4, масштабирующие элементы 5-7, замыкающий 8 и размыкающий 9 ключи. Интегратор 1 и масштабирующий элемент 5 выполнены инвертирующими. Трехпозиционный элемент 4 выполнен с регулируемой зоной нечувствительности Ь.Устройство работает следующим образом.Рассмотрим работу ПИ-регулирующего устройства при подаче на его вход импульсного сигнала с амплитудой, превышающей зону нечувствительности трехпозиционного реле 4 и достаточно большой длительностью. На упомянутый тест-сигнал на выходе ПИРУ появляется отклик, содержащий первый продолжительный импульс 1, начало которого совпадает с фронтом тест-сигнала, серию импульсов со скважностью Э, продолжительныи импульс 1 д противоположнои полярности, начало которого совпадает с задним фронтом тест-сигнала.При подаче входного сигнала релейный элемент 4 переходит во включенное состояние, замыкая ключ 8 и размыкая ключ 9, При замыкании ключа 8 входной сигнал х поступает на вход трехпозиционного реле 3, которое переходит во включенное состояние, Выходной сигнал у положительной полярности воздействует на релейный элемент 4, сохраняя его состояние на все время включенного состояния релейного элемента 3, дублируя воздействие входного сигнала. После замыкания ключа 8 инвертированный входной сигнал поступает на вход интегратора 1. Одновременно через масштабирующий элемент 6 на второй вход интегратора 1 поступает сигнал положительной полярности. Результирующее изменение сигнала и в этом случае будет отрицательнымм.Трехпозиционный релейный элемент 3 охвачен положительной обратной связью через элементы 6 и 7, благодаря чему формируется зона возврата трехпозиционного реле 8 в. Ее величина зависит от коэффициентов передачи указанных элементов. Коэффициент передачи масштабирующего1151926 саад 1 х-МЮн-двП, 1- 3" Составитель Г. ОсиповТехред И. Верес Корректор О. ЛуговаяТираж 863 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и. открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор В. Иванова Заказ 2322/36 элемента 7 равен в 4 в , где 1 а - минивмальная длительность выходных импульсов, Т - .постоянная времени интегратора 1.Отрицательная обратная связь через интегратор 1 приводит к компенсации сигнала х сигналом й противоположного знака. В момент компенсации заканчивается формирование импульса 1.Во второй фазе работы ПИ-РУ имеют место меньшие отклонения разностного сигнала х-а на входе трехпозиционного элемента 3, равные фдв. Они отрабатываются серией включений релейного элемента 3, вплоть до окончания входного тест-сигнала. В течение второй фазы отклика релейный элемент 4 находится во включенном состоянии под действием входного сигнала, После окончания входного тест-сигнала под воздействием сигнала я отрицательной полярности релейный элемент 3 переключится для подачи сигнала противоположной по. лярности (сигнал у отрицателен), при этом формируется продолжительный отрицательный импульс 1, что приводит к линейному изменению сигнала к в положительном направлении до нуля. Релейный элемент 4 переходит в выключенное состояние, что приводит к размыканию ключа 8 и замыканию ключа 9, В результате интегратор 1 переключается в режим апериодического зве на, что предотвращает формирование паразитных импульсов на выходе ПИ-РУ, пока выполняется условие хс 0,5 дя. Математические выражения для параметров отклика 11,3", 1 д, имеют. следующий вид: где 3 - статическая скважность (при постоянном значении входного сигнала х); где 1 и, (и - длительности импульса и паузы соответственно в режиме формированияинтегральных импульсов;1 а = ки(х-Юп+1,5).(3)Закон регулирования идеализированногоПИ-РУ имеет вид:1 =Я 1 имп.=Фи(Х+ - хднф) .Следует заметить, что выражения (1 - 3)не содержат зоны нечувствительности Ьи.ПИ-РУ, т.е. в предлагаемом ПИ-РУ устранен один из факторов, влияющих на диьамические параметры а мп.Из (1 - 3) можно получить следующиерасчетные формулы для динамических параметров:Ки= -.1 .(5)сСн = - ( ц)1 (б)(о)Сд 1 (9)- йаМожно пользоваться любыми из нихдля расчета соответствующего динамического параметра. Свойства ПИ-РУ сохраняются и при произвольном входном сигнале.Технико-экономическая эффективностьот использования предлагаемого ПИ-РУв народном хозяйстве связана с повышением качества автоматического регулированиясистем за счет повышения точности установки динамических параметров ПИ-РУ.