Устройство для формирования сигнала переключения структуры систем автоматического регулирования

ЦЕ 1 бМблмотек 1 йБд ОПИСАН И пц 58 О 546ИЗОБРЕТЕНИЯ Сова Советскик Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 10.11.77 Государственный комитет овета Министров СССР по делам изобретений(5 2-50 088,8 откры Авторизобретени К, Шигинтехнологический инстит Воронеж 17 тель И ГНАЛААТИЧЕСКОГО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАН ЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ СИСТЕМ А РЕГУЛИРОВАНИЯИзобретение относится к области автоматики, а именно к системам автоматического регулирования химико-технологическими процессами с помощью регуляторов с.переменной структурой.Известны регуляторы, структура которых во время переходного процесса скачком изменяется с целью улучшения качества и повышения динамической точности системы 1, 21.Известные регуляторы не обладают высокой надежностью, так как дифференциаторы, применяющиеся в них, выдают сигнал недостаточной величины при медленном изменении регулируемой величины, Г 1 ри этом система автоматического регулирования оказывается нечувствительной к увеличению сигнала ошибки.В этих регуляторах переключение структуры системы осушествляется в зависимости от соотношения знаков ошибки системы и алгебраической суммы ошибки системы, взятой с некоторым коэффициентом, и производной ошибки.Из известных устройств для формирования сигяала переключения структуры систем автоматического,регулирования наиболее близким ло технической,сущности является устройство, содержащее выпрямитель сигнала ошибки, выход которого подключен к первому входу первого дифференциатора, связанного с первым переключателем параметра дифференцирования и к входу первого делителя сигнала ошибки, первый сумматор, к 5 первому и второму входам которого подсоединены соответственно выходы первого дифференциатора и первого делителя сигнала ошибки, релейный усилитель, вход которого подсоединен к выходу первого сумматора 3.10 Недостатком известного устройства является его малая надежность.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Это достигается тем, что в известное уст ройство для формирования сигнала управления структурой систем автоматического регулирования, дополнительно введены индикатор ошибки, второй дифференциатор, связанный с вторым переключателем параметра диффе ренцирования, второй делитель сигнала ошибки и второй сумматор, выход которого подключен к первому входу первого переключателя параметра дифференцирования, входы второго делителя сигнала ошибки и индика тора ошибки подключены к выходу выпрямителя сигнала ошибки, первый и второй входы второго сумматора соединены соответственно с выходами второго дифференциатора и второго делителя сигнала ошибки, а выход инди катора ошибки подключен ко второму входуТп,У+ У 2 - Тл,( ь( первого переключателя параметра дифференцирования и к первому входу второго переключателя параметра дифференцирования.На фиг. 1 представлена структурная схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики, иллюстрирующие его работу.Устройство состоит из выпрямителя 1 сигнала ошибки, первого дифференциатора 2,первого сумматора 3, релейного усилителя 4,первого делителя 5 сигнала ошибки, второго 10дифференциатора 6, второго сумматора 7,второго делителя 8 сигнала ошибки и индикатора ошибки 9, переключателей постоянного параметра дифференцирования 10 и 11,На фиг. 2 по оси абсцисс отложено время, 15а по, оси ординат: (е( - модуль сигналаошибки (кривая 1),е( - производная модуля сигнала ошибки (кривая 2), г=д (приКл = О) - функция переключения (кривая 3),0 - выходная величина релейного усилителя(кривая 4), д, - величина порога срабатывания релейного усилителя.В предложенном устройстве группа блоков,состоящая из выпрямителя 1 сигнала ошибки, дифференциатора 2 с переключаемым параметром дифференцирования, сумматора 3,релейного усилителя 4 (с выходной величинойУ), делителя 5 сигнала ошибки, формируетфункцию переключения структуры (д) в со- Зответствии с алгоритмомЧ, =К(;(+ У,ТУ+У Т(я(Кр - КТ = Т, И = О при д, ) д,К = КТ, = Т,И = 1,0 при д,(д где Тл, - постоянная времени дифференциатора 2;дн, - порог срабатывания релейного усилителя,С помощью дифференциатора 6, делителя 8и сумматора 7 формируется дополнительнаяфункция переключения45Ч,=К(-1+ У,где Т л, - постоянная времени дифференциа.тора 6.50В соответствии с функцией переключения дз структура дифференциатора 2 переключается так, чтоТ,= со при д д55Тл - Т) при д, ( дн где д - порог срабатывания переключателя11 диференциатора 2;Т 1 - оптимальное значение постояннойвремени дифференциатора,Индикатор ошибки 9 переключает структуру первого 2 и второго 6 дифференциаторов в соответствии с алгоритмомТЛ 1 - ТД сне при ( я ( ( дн - дн 65 Т - согласно (7,8) Т = Т 2 пРи (- д, =- 7 где д, - порог срабатывания, переключателя 10 дифференциатора 6.Такое переключение структуры дифференциаторов позволяет удовлетворить требованиям, предъявляемым к устройству, что иллюстрируется графиками величин е, (е(, У, К показанными на фиг, 2, при нарастании ошибки системы постоянная времени дифференциатора 2 бесконечна, поэтому У= (е(, это обеспечивает наивысшую возможную чувствительность блоков устройства и срабатывание в соответствии с (3), (4) осуществляется в момент времени 1 (т, (т 1), при выполнении условий (6), (8), в момент времени 1 л (определяемый величиной коэффициента Кл) происходит переключение структуры дифференциатора 2 и Т= То величина У изменяется подобно изменению (в при идеальном дифференцировании, что позволяет осуществить переключение структуры системы в соответствии с (3), (5) с наивысшим эффектом.При К=О переход системы в состояние (3), (5) осуществляется раньше, чем у известного устройства (фиг. 2), в момент временипри этом т,(тр.При К,МО момент переключения структуры согласно (3), (5) также осуществляется с меньшими фазовыми искажениями.При переходе ошибки через нуль в момент времени 1, выполняется условие (9) и У=О, что вызывает повышение чувствительности устройства к новому нарастанию ошибки,Использование изобретения позволит получить экономический эффект в размере 600 - 700 руб. в год. Формула изобретения Устройство для формирования сигнала переключения структуры систем автоматического регулирования, содержащее выпрямитель сигнала ошибки, выход которого подключен к первому входу первого дифференциатора, связанного с первым переключателем параметра дифференцирования и к входу первого делителя сигнала ошибки, первый сумматор, к первому и второму входам которого подсоединены соответственно выходы первого дифференциатора и первого делителя сигнала ошибки, релейный усилитель, вход которого подсоединен,к выходу первого сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит индикатор ошибкивторой дифференциатор, связанный с вторым переключателем параметра дифференцирования, второй делитель сигнала ошибки и второй сумматор, выход которого подключен к первому входу первого переключателя параметра дифференцирования, входы второго делителя сигнала ошибки и индикатора ошибки подключены к выходу580546 Риг, 1 Составитель А. Лащевактор Н. Хлудова Техред Н Рыбкина Корректор Л. Денискина Заказ 2469/ ПодписноеР ж 1109Министровытпйаб., д. 4/5 Изд910 Ти Государственного комитета Совета по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушскаяипотрафия, пр. Сапуно выпрямителя сигнала ошибки, первый и второй входы второго сумматора соединены соответственно с выходами второго дифференциатора и второго делителя сигнала ошибки, а выход индикатора ошибки подключен ко второму входу первого переключателя параметра дифференцирования и к первому входу второго переключателя параметра дифференцирования,ф У Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Известия высших учебных заведений,5 Нефть и газ, 1969,7, с. 77 - 81. 2. Автоматика и телемеханика, 1973,10, с. 61 - 70. 3. Авторское свидетельство СССР 260572, кл. С 12 Р, 09.08.68.