Релейная система регулирования

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 736045(088.8) аа делам нзобретеннй к открцтнйОпубликовано 25.05.80. тъеллетень Ж 19 Дата опубликования описания 28.05.80 Г. И, Сергацкий, В. ф, Давиденко, А. И. Бондаренко и Г. А. Линкнн(72) Авторы изобретения Киевский институт автоматики им. ХХ съезда КПССи Институт электросварки им. Е, О. Патона(54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ Изобретение относится к автоматикеи может быть использовано в системахавтоматического регулирования с редейным элементом в качестве задающегооргана.5 В известных системах автоматического регулирования для повышения быстродействия используют релейные элементы, выполняющие функции задаюшего Я или усилительного органа 2 . Такая система обык но содержит датчик релейного типа, выход которого подключен к приводу исполнительного органа, жестко связанного с указанным датчиком. Вследствие связи с релейным датчиком привод системы работает в ре 15 жиме автоколебаний, устранение которых возможно лишь при ухудшении динамических и точностных показателей системы, Низкое качество регулирования в релей 26 ной системе обусловлено, главным образом, ее неустойчивостью.Известна система регулирования, содержащая блок задержки и привод, выход которого связан с двухпозиционным датчиком рассогласования 31Эта система содержит также концевые выключатели и усилитель. Выход привода жестко связан с нормально замкнутыми контактами указанных концевых выключателей. Вход элемента задержки связан с нормально разомкнутыми элементами концевых выключателей, а выход подключен к входу привода,Известная система обеспечивает реверс привода по сигналу датчика н его торможение в течение заданного времени при подходе исполнительного органа к одному из крайних положений, определяемых концевыми выключателями. Н,едостатком известной системы является ее низкая устойчивость, что связано с наличием автоколебаний, присущих релейной системе регулирования, а, следовательно, и низкая точность.Бель изобретения - повышение точности системы.Таким образомрелейная система 45будет работать с временным люфтом.Величину времени задержки выбирают взависимости от требуемой точности регулирования скорости изменения входнойвеличины и скоростных характеристикпривода.Введение временного люфта, т,е. временной зоны нечувствительности облегчает режим работы релейной системы,так как снижается частота колебаний 55, исполнительного органа и обеспечиваетсявозможность устранения автоколебаний,Это позволяет повысить устойчивость иточность системы регулирования. 3 . 73Это достигается тем, что она содержит инвертор, два блока совпадения и формирователь сигнала изменения знака, первый вход которого связан с первым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и первым входом первого блока совпадения, второй вход - с вторым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и через инвертор - с первым входом второго блока совпадения, выход - через блок задержки - со вторыми входами блоков совпадения, выходы которых подключены к соответствующим входам привода.Такая система обеспечивает задержкуотработки приводом сигнала датчика вкаждом из двух его положений. Время,задержки, задаваемое предварительно,отсчитывается с момента изменения знака сигнала на выходе датчика. Включениепривода и перемещение им исполнительного органа в соответствии с направлениемизменения состояния объекта регулирования осуществляется по истечении заданной выдержки времени.Поскольку коррекция положения исполнительного органа осуществляется иемгновенно, как в чисто релейном режиме,а по истечении некоторого времени, тоза счет введения временного люфта устраняются автоколебания, возникающие црирелейном регулировании, это позволит. повысить устойчивость и точность системы,На чертеже показана функциональнаясхема системы.Она содержит привод 1 исполнительного органа, связанный с двухпозиционнымдатчиком 2 рассогласования, а такжеблоком 3 задержки. Выходы "+" и "-двухпозициоиного датчика 2 рассогласования подключены к формирователю 4 сигнала изменения знака. Выход "+" подключен также ко входу блока 5 совпадения,а выход "- - через инвертор 6 ко входублока 7 совпадения. Ко входам блоков 5и 7 совпадения подключен также выходблока 3 задержки, а выходы указанныхблоков совпадения соединены с приводом1, жестко связанным с датчиком 2 .Система работает следующим образом.При отклонении регулируемой величины относительно текущего положения исполнительного органа на одном из выходов "+ или - двухпозиционного датчика рассогласования 2 появится сигнал,который поступит на вход блока 5 или 7совпадения (через инвертор 6) и череэ 6045 ф.формирователь 4 сигнала изменениязнака, выдающий с и гнал изменен ия знакаотклонения, на вход блока 3 задержки,По истечении заданной выдержки времени на выходе последнего появится сигнал, который поступит на вторые входыблоков 5 и или 7 совпадения в зависимости от знака отклонения входной величины.С выхода блоков 5 или 7 совпадениясигнал отклонения поступит на вход привода 1, который перемешает исполнительный орган в направлении компенсацииуказанного отклонения до момента изменения знака сигнала двухпозиционного 15датчика 2 рассогласования (далее - просто датчика), т.е. до момента полной компенсации отклонени я входной величины.Сигнал на выходе датчика 2 во времяотработки приводом 1 отклонения входной 20величины изменится за счет воздействия надатчик 2 жесткой обратной связи с приводом 1 исполнительного органа. В момент изменения знака сигнала на выходе 25датчика 2 формирователь 4 сигнала изменения знака (далее - просто формирователь) сбрасывает на выходе блока 3задержки предыдущий сигнал и, тем самым, отключает привод 1, В то же 30время формирователь 4 выдает на блок 3задержки новый сигнал на включениезадержки. Этот сигнал регистрирует,отклонение входной величины в другуюсторону. Компенсация этого отклонения 35также произойдет по истечении заданнойвыдержки времени.Изменение знака отклонения входнойвеличины, а, следовательно, и знака сигнала на выходе датчика 2 может произойти до истечения заданной ввщержкивремени, В этом случае привод 1 небудет включен, а отсчет заданного времени возобновляется.едовавич Корректор М Вигула Заказ 2426/38, Тираж 956 БНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открь.ий 113035, Москва, Ж, РаущскаяПодписное СССР бд, 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проеюная, 4 Технико - экономический эффект изобретения заключается в повышении качества регулирования за счет устранения возможности возникновения в системе неконтролируемых автоколебаний. В отличие от изве тных решений по устранению автоколебаний (введение зоны нечувствительности о пути, введение корректирующих, цепей, повышение частоты стационарных колебаний) предложенное устройство обеспечивает устойчивый режим работы другим, более простым и, в ряде случаев, более приемлемым способом. Система может быть использована в случаях, когда известна максимальнаяскорость изменения входной величины, чтопозволяет выбирать время задержки взависимости от требуемой точности регулирования. В качестве объекта примененияпредложенной системы могут бьлть различные копируюшие автоматы, устройствадля направления электрода по стыку,автомат ические системы экстремальногорегулирования и т.д,Формула изобретения Релейная система регулироваши, содержащая блок задержки и привод, выход которого связан сдвухпозиционнымдатчиком рассогласования, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью повылпения точности системы, она содержит 5 инвертор, два блока совпадения и формирователь сигнала изменения знака, первый вход которого связан с первым выходом двухпознционного датчика рассогласования и первым входом первого блокасовпадения, второй вход - с вторым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и через инвертор - с первымвходом второго блока совпадения, вьлходчерез блок задержки - со вторымивходами блоков совпадения, выходы которыхподключены к соответствующим входампривода.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Львов Н, С. Автоматизация направления сварочной головки по стыку. М.,Машиностроение, 1966, с. 18-19.2. Техническая кибернетика. Теорияавтоматического регулирования. Книга 3.Часть 11, Теория нестационарных, нелинейных и самонастраиваюшихся системавтоматического регулирования. Под ред.В. В. Солодовникова. М., Машиностроенпе, 1969, с. 121.3. Авторское свидетельство СССР