Регулятор для инерционных объектов

370884 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 10.ъ.1971 ( 1657801/18-24) М. Кл. б 055 11/2 присоединением заявк Комитет по делан аобретений и открыт при Совете Министра СССРПриоритетОпубликовано 15.11,1973, Бюллетень1Дата опубликования описания 14,Ч.1973 ДК 621,316,71(088.8) Авторыизобретения еев, Р, Е. Рогулин М, Третьякова, В, Г.и А. С. Степанов ордена Ленина и орд ного института им. Г., М. Третьяко Заявитель Трудового КрасногПлеханова ркутинскии филиа Знамени гЕГУЛЯТОР ДЛЯ ИИЕ НКЫХ СБЪЕКТС Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть применено для управления инерционными объектами, например тепловыми, электрическими приводами и пр.Известны бесконтактные регуляторы инерционных объектов, содержащие формирователь ошибки, соединенный с первым входом сумматора, дифференции атор, вход которого подключен к выходу формирователя ошибки и ко второму входу сумматора, двухпозиционный релейный элемент, импульсное звено, пороговый элемент и соединенный с выходом сумматора трехпозиционный релейный элемент, выход которого связан с первым входом запирающего вентиля и первым входом выходной схемы, выход которой через исполнительный механизм связан с объектом регулирования, соединенным с формирователем ошибки.Однако качество регулирования, обеспечиваемое этими регуляторами, несколько снижено по следующим причинам. Так, известный регулятор при разгоне системы осуществляет импульсное управление на границе зоны нечувствительности трехпозиционного элемента, управляющее воздействие становится непрерывным. Тем самым затягивается Время регулирования и увеличивается величина перерегулирования, При этом импульсное управление ретулятор осуществляет только по знаку производной, не учитывая в этот период абсолютной величины производной. В связи с этим в зоне импульсного управляющего воздействия возможны квавиустойчивые и даже неустойчивые состояния системы.Предлагаемый регулятор отличается от известных тем, что он содержит второй запирающий вентиль, соединенный с выходом им- О пульсного звена, и схему совпадения, первыйвход которой через двухпозицпонный релейный элемент подключен к выходу перьвого запирающего вентиля, а второй вход - к выходу порогового элемента, связанного с выхо дом формирователя ошибки. Выход схемысовпадения соединен со вторым входом выходной схемы и с запрещающим входом второго запирающего вентиля, выход которого подключен к третьему входу выходной схе- О мы, при этом второй вход первого запирающего вентиля связан с дифференциатором, а выход - со входом импульсного звена. Такое выполнение позволяет улучшить качество регулирования.5 На чертеже представлена функциональнаясхема предлагаемого регулятора. Регулятор состоит из формирователя ошибки 1, дифференциатора 2, сумматора 8, трехпозпцс;онного релейного элемента 4, порогового элемента 5, О запирающих вентилей б и 7, двухпозицпон 370584у =Ф,(х)= ного релейного элемента 8, импульсного, звена 9, схемы совпадения 10, выходной схемы 11, исполнителыного механизма и регулирующего органа 12, 13 - объект регулирования.Выход формирователя ошибки 1 соединен со входами сумматора 3, дифференциатора 2 и порогового элемента 5, Выход дифференциатора 2 связан с сумматором 3 и прямым входом запирающего вентиля б, запрещающий вход которого соединении через трехпозиционный элемент 4 с выходом сумматора, Выход запрещающего вентиля соединен с импульсным звеном 9, а также через двухпозиционный элемент 8 - со входом схемы совпадения 10, на второй вход которой подан выход порогового элемента 5. Выходы трехпозиционного элемента 4, схем совпадения 10, а также запирающего вентиля 7, прямой вход которого соединеи с импульсным звеном 9, а запрещающий - со схемой совпадения 10 податны на вход выходной схемы 11. Выход последней соединен с исполнительным механизмом 12, связанным с объектном регулирования 13.В даином регуляторе сочетаются три канала. В первом включен трехпозиционный релейный элемент 4, реагирующий на отклонение непрерывным управляющим воздействием. Воздействие по первому каналу осуществляется при условии: где Лх - величина отклонения сигнала отзадарени я;Лх, - половина зоны нечувствительноститрехпозиционного релейного элемента;а - коэффициент, усилия.Область действия второго и третьего каналов заключена в зоне нечувствительности трехпозиционного элемента, величина которой равна Во втором канале включены пороговый элемент 5 с характеристикой а также двухпозиционный релейный элемент8 с характериспикой которые совместно со схемой совпадения 10 образуют релейный элемент, реагирующий на отклонение также непрерывным управляющим воздействием, амплитуда которого определяевся величиной у=Ф,(х), а полярность - зодиаком производной, т. е. 1 о 15 го г 5 зо З 5 40 45 50 55 60 65 у = Ф (х) =.+ 1 при)ЛХ( )Лх,( и а,(ОО при(ЛХ)ЛХ,) и а О- 1 при)ЬХ = )Лх, и а)ОВоздействие по второму каналу осуществляется прои условияхЛХ+аЛХ, и (Ьх (Лх,),Третий канал, содержащий импульсное зве. но, реагирует на производную, регулируемой величины импульсным управляющим воздействием,При этом полярность и амплитуда импульсов определяется соответственно знаком и абсолютной величиной производной, а длительность импульсов и частота их следования постоянны.Таким образом, воздействие по третьему каналу осуществляется цри условиях) Лх+ а( ( Лх, ( иЛХ 1 Лхо )Работа регулятора происходит следующим образом. Текущее значение регулируемого параметра х подается с выхода объекта регулирования 13 на вход формирователя ошибки 1, где сравнивается с заданным значением хо, Текущее значение отклонения поступает на дифференциатор 2, сумматор 3 и пороговый элемент 5. Значение производной отклонения, взятое с коэффициентом а с дифференциатора 2 подается на вход запирающего вентиля б и на сумматор 3, где суммируется с величиной отклонения Лх. Величина Лх+апоступает на вход трехпозиционного релейного элемента 4, ЕслиЛх+а)Лхо ), то на выходе последнего появляется сигнал соответствующей полярности, который поступает на запирающий вход вентиля б, препятствуя прохож 1дению сигнала а, и одновременно поступает на вход выходной схемы 11, осуществляя по первому каналу непрерывное управляющее воздействие, полярность которого направлена на уменьшение рассогласования, независимо от величины и зодиака производной,По мере уменьшения рассогласования, при условиях)Лх+аЛХ, и )ЛхЬХ, исчезает сигнал на выходе трехпозиционного элемента 4, отирывая вентиль б и сипнал с дифференциатора 2 через вентиль б и двух- позиционный элемент 8 поступает на первый вход схемы совпадения 10, на втором входе которой зафиксирован сигнал с порогового элемента 5. На выходе схемы совпадения 10 появляется сигнал, поступающий на запрещающий вход вентиля 7, препятствуя прохождению сипнала а, и на вход выходной ,схемы 11, На выходе этой схемы появляется непрерывное управляющее воздействие по второму каналу, реверсирующее систему. Полярность этого воздействия направлена на уменьшение абсолютной величины гцроизводной.370584 Ьх+а)(Ьх, и /Ьх/Ьх,/ Составитель 3. МарковаТехред Г. Дворина Редактор Е, Гончар Корректор Т. Журавлева Заказ 1369/20 Изд.267 Тираж 780 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 При дальнейшем уменьшении рассогласования, гцри условиях исчезает сигнал с выхода порогового элемента б, сиимая тем самым сигнал с выхода схемы совпадения 10. Текущее значение производной ах с дифференциатора 2 через вентиль б, импульсное звено 9 и вентиль 7 поступает на вход выходной схемы 11. На выходе этой схемы проявляется импульсное управляющее воздействие по третьему каналу, амплитуда которого определяется абсолютной величиной производной, а полярность направлена на уменьшение этой величины,езависимо от значения и знака рассогласования. Регулятор отличается высоким быстродействием, приближая процесс регулирования к оптимальному по быстродействию. Олновременно повышается статическая точность регулирования за счет более узкой зоны нечувствительности трехпозиционного и порогового релейных элементов. Значительно уменьшена и величина перерегулирования за счет более раннего включения непрерывного управляющего воздействия при разгоне и реверсе системы. Предмет изобретенияРегулятор для инерционных объектов, содержащий формирователь ошибки, соединенный с первым входом сумматора, дифференциатор, вход которого подключен к выходу формирователя ошибки и ко второму входу сумматора, двухпозиционный релейный элемент, импульсное звено, пороговый элемент, соединенный с выходом сумматора и трехпоТо зиционный релейный элемент, выход которогосвязан с первым входом запирающего вентиля и первым входом выходной схемы, выход которой через исполнительный механизм связан с объектом регулирования, соединенным с формирователем ошибки, отличатощийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, он содержит второй запирающий вентиль, соединенный с выходом импульсного звена и схему совпадения, первый вход кото рой через двухпозицпонный релейный элементподключен к выходу первого запирающего вентиля, а второй вход - к выходу порогового элемента, связанного с выходом формирователя ошибки, выход схемы совпадения соеди нен со вторым входом выходной схемы и сзапрещающим входом второго запирающего вентиля, выход которого подключен к третьему входу выходной схемы, при этом второй вход первого запирающего вентиля связан с 30 дпфференцпатором, а выход - со входом импульсного звена,