Пропорционально-интегральный регулятор

1 фт, чю латеь яц ъб,бОП И 6 ХИЗОБРЕТЕНИЯ Сефз СоветскикСоциалистическихРаспублнк оц 798707 К АВТОИЗОМУ СВ ЕТЕЛЬСЗВУ(22) Заявлено 010379 (21) 2730926/18-24 (5)М. Кл. с присоединением заявки Йо -(23) Приоритет а 05 В 13/02 Госуяврствеииый комитет СССР по Аелан изобретеиий и открытийОпубликовано 230181.бюллетень М 3 Дата опубликования описания 2 30 181(54) ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к самонастраивающимся регуляторам с непрерывным изменением параметров и может быть ис использовано в металлургической, химической, неФтехимической и других отраслях промыаленности, где имеются нестационарные объекты с запаздыванием или с большой инерционностью.Иэвестры регуляторы, содержащие настраиваемую часть, состоящую из 10 параллельно соединенных пропорциональ ного блока и интегратора, и контур самонастройки, состоящий из второго н третьего интеграторов, блоков умножения, блоков сравнения, делителя и15 первого блока изменения масштаба, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, входы блока сравнения соединены соответственно через второй блок умножения с 20 выходами первого и второго интеграторов и через третий блок умножения с выходами сумматрра и третьего интегратора, а выход с первыми входами, четвертого и пятого блоков умноже" 25 ния, второй вход четвертого блока умножения соединен с выходом первого интегратора, а выход - со входом первого блока изменения масштаба и со вторым входом первого блока умножения, выход которого через последо" вательно соединенные. второй интегратор и шестой блок умножения соединен с управляющим входом второго усили- " теля, второй вход пятого блока умножения соединен с выходом сумматора, а его выход непосредственно и через второй блок изменения масштаба соединен соответствующими входами седьмо го блока умножения, выход которого через последовательно соединенные третий интегратор и делитель соединен со вторым входом шестого блока умножения и управляющим входом первого усилителя 11 и2Однако известные устройства позволяют управлять только инерционными объектами беэ запаздывания, но они неприменимы практически для инерционных объектов с запаздыванием, так как при этом резко ухудшается качество регулирования, а при некотором сочетании параметров устойчивого объекта вся замкнутая система автоматического регулирования оказывается неустойчивой.Известны устройства с применением регуляторов, содержащие последовательно соединенные вычислительное устройство (например, блок умноме 798707ния), и исполнительный механизм (например, пропорциональный блок), и соединение входов вычислительного устройства со входом и выходом настраиваемой части регулятора, а выхода исполнительного механизма - 5 с управляющим входом настраиваемой части регулятора позволяет значительно повысить быстродействие и уменьшить перерегулирование укаэанных ре. гуляторов, и применить их для управления инерционными объектами с запаздыванием 3 1 и 14.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пропорционально-интеГральный регулятор, содержащий измеритель рассогласования, выход которого соединен с первым входом первого вычислительного устройства, через первый усилитель с первым входом сумматора, а через интегратор - с первым входом второго Щ вычислительного устройства и входом второго усилителя, выход которого соединен со выходами первого и второговычислительных устройств, выходы которых соединены с первыми входами,соот- рветственно первого и второго исполнительных механизмов,выходы которых соединены с управляющими входами,соответственно,первого и второго усилителей 51. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение перерегули.рования регулятора.Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе выход первого вычис- И лительного устройства соединен со вторым входом второго исполнительного механизма, а выход второго вычислительного устройства соединен со вторым входом первого исполнительного 40 механизма.На чертеже изображена функциональная схема пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора.Схема содержит измеритель 1 рассогласования, интегратор 2, первый и второй усилители .3 и 4, сумматор 5, первые и вторые вычислительные устройства 6 и 7, элементы 8-11 изменения масштабасуммирующие элементы 12 и 13, первый и второй исполнитель- фО ные механизмы "4 и 15.Регулятор работает следующим обб.а з ом.Измеритель 1 рассогласования имеряет отклонение регулируемого параметра от требуемого значения. Сигнал отклонения интегрируется интегратором 2 и одновременно усиливается первым усилителем 3. Проинтегрированный сигнал рассогласования усиливается 40 вторым усилителем и суммируется в сумматоре 5 с выходным сигналом первого усилителя 3.На выходе сумматора 5 формируется сигнал управления, поступающий на вто й рые входы вычислительных устройств б и 7, в данном случае блоков умножения, где он перемножается с сигналом рассогласования в первом вычислительном устройстве б и с лооинтегрирован ным сигналом рассогласования во втором вычислительном устройстве 7 Сигнал с первого вычислительного устройства б поступает на первый вход первого исполнительного меха низма 14 и на второй вход второго исполнительного механизма 15.Сигнал со второго вычислительного устройства 7 поступает на второй вход первого исполнительного механизма 14 и на первый вход второго исполнительного механизма 15.В качестве исполнительных механизмов 14 и 15 с пропорциональными характеристиками применяют обычные операционные усилители.В исполнительных механизмах 14 и 15 сигналы масштабируются с помощью масштабирующих элементов 8 - 11 и сумчируются с помощью суммирующих элементов 12 и 13. Исполнительные механизмы 14 и 15 формируют сигналы управления, под действиемкоторых происходит изменение коэффициентов усиления усилителей 3 и 4 в пропорциональной и интегральной частях регулятора, Коэффициенты передачи масштабирующих элементов 8-11 выбираются из условия минимума интегрального показателя качества переходного процесса.Предлагаемые отличительные особенности регулятора позволяют повысить быстродействие приблизительно на 25 и уменьшить перерегулирование приблизительно на 15 по сравнению с известными регуляторами.формула изобретенияПропорционально-интегральный регулятор, содержащий измеритель рассогласования, выход которого соединен с первым входом первого вычислительного устройства, через первый усилитель с первым входом сумматора, а через интегратор - с первым входом второго вычислительного устройства и входом второго усилителя, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго вычислительных .устройств, выходы которых соединены с первыми входами, соответственно, первого и второго исполнительных механизмов, выходы которых соедйнены с управляющими входами, соответственно, первого и второго усилителей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения перерегулирования регулятора, в нем выход первого вычислительного устройства соединен со вто-.798707 Составитель Н.НефедоваТехред Г, Маточка Корректор Н. ШвыдкаяЛъ Редактор Н.Рогулич6 Заказ 10044/60 Тираж 951 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1-13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рым входом второго исполнительного механизма, а выход второго вычислительного устройства соединен со вторым входом первого исполнительного механизма.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 495641, кл. 6 05 В 5/01. 05,02.74.2. Авторское свидетельство СССР М 551607, кл. 6 05 В 13/02, 04.10.74.3 Авторское свидетельство СССР 9 381062, кл. С 05 С 13/00,21.10.69.4. Растрыгин Л.А. Система экстремального регулирования. М., "Наука", 1974, с. 73-77.5. Раибман Н.С. Что такое идентификация, М "Наука", с. 101 114 (прототип).