Система автоматического управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5)4 О 05 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ный проаучно-иссле пливной про оматнчес инострое ие,иборы и регение, 1968 ЮТИЧЕСКОГОблок контро-ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Белорусский комплеектно-изыскательский идовательский институт тмьппленности(54)(57) СИСТЕМА АВТОМАУПРАВЛЕНИЯ, содержащая 801173391 ля и задатчик, входы которых подключены соответственно к первому ивторому входам блока сравнения, сое.диненного выходом через регуляторс входом исполнительного устройства, выход которого соединен с входом объекта управления, вход блока контроля соединен с выходом обьекта управления, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью повьппе"ния качества регулирования системыпутем обеспечения минимально возможного значения управляющего параметра, в нее введен ноль-регулятор,вход которого подключен к выходублока сравнения, а выход - к входуисполнительного устройства.Изобретение относится к системам автоматического управления иможет быть использовано для автоматического управления объектами,имеющими нелинейную статическую 5характеристику (между выходным иуправляющим параметрами),Цель изобретения - повьппение качества регулирования системы путемобеспечения минимально возможного 0значения управляющего параметра,На фиг, 1 и 2 изображены установившиеся режимы функционирования известной и предлагаемой систем автоматического управления; на 5фиг, 3 - блок-схема предлагаемойсистемы автоматического управления;на фиг, 4 - блок-схема ноль-регулятораСистема содержйт блок 1 контроля, задатчик 2, блок 3 сравнения,регулятор 4, исполнительное устройство 5, объект 6 управления и нольрегулятор 7.Ноль-регуляторсодержит элемент НЕ 8, селектор 9 и формирователь 10.Система работает следующим образом,Существует целый ряд объектов З 0управления, у которых зависимое.ьмежду управляющим (Х) и выходным (у 1параметрами имеет нелинейный характер, Например, при управлении температурой в топке расходом топлива35с ростом расхода температура сначала возрастает, а затем не колькоснижается (за счет неполного сгорания топлива), Чем вьппе теплотворнаяспособность топлива, тем быстреевозрастает температура и тем вышемаксимальное значение (фиг. 1), Прибрикетировании различных материалов(шерсть, твердое топливо, стружкаи т,п,) плтностьпрочность),бриккетов регулируют путем изменения давления прессования, Вначале из материала удаляется воздух, и плотностьвозрастает быстро, затем по достижении двухфазного состояния (твердоевещество и влага) с ростом давленияпрессования плотность возрастаетнезначительно эа счет деформациймакрочастиц материала. Чем лучшедеформационные свойства материала,тем быстрее возрастает плотностьфиг. 2 ), Аналогичную характеристику имеет выход химической реакции при управлении расходом катализатора.При управлении такими объектами зачастую возникает эадача обеспечить выход объе кта упр авления в з аданном интервале ВУ, причем этот интервал находится в зоне существенной нелинейности (фиг. 1 и 2), при управлении топкой нужно поддерживать в ней определенную, необходимую для хода технологического процесса температуру; при управлении прочностью брикетов ее значение нужно поддерживать на обеспечивающем сохранность в процессе транспортировки и хранения уровне, повышение же плотности ( прочности )нецелесообразно и сопряжено со значительными знергозатратами; при управлении химическим процес. сом его целесообразно поддерживать на оптимапьном уровне, т,е, в зоне, где отношение выхода реакции к затратам катализатора имеет максимум,При попадании процесса в точку А (фиг. 1 и 2) известная системапереводит его в точку В. При попадании процесса в точку .В сигнал рассогласования становится равным нулю, и в дальнейшем, пока процесс находится в заданном интервале ЬУ, система состояния объекта управления не изменяет. В то же время в ходе, технологического процесса характеристики сырья изменяются, и процесс может перейти в точку С (улучшится тепло - творная способность топлива, деформационные свойства материала, активность катализатора и т,п.). Так как процесс останется в заданном интервале, известная система управления .состояния объекта не изменит. Однако заданную выходную характеристику объекта управления в новых условиях можно получить в точке Р, а так как: значение управляющего параметра в этой точке меньше (х ( (х.), то при стабилизации процесса в точке С неоправданно расходуются материало- и энергоресурсы.Блок 1 контроля представляет собой датчик, например, температуры, плотности или концентрации. В качестве эадатчика 2, блока 3 сравнения и регулятора 4 можно использовать, например, приборы типа РПИК или РПИБ 2, вырабатывающие управляющее.воздействие в виде импульса, полярность которого определяетсязнаком сигнала рассогласования, а длительность и скважность в . величиной рассогласования и настройкой, которая гыбирается исходя из требо - ваний по качеству управления, Исполнительное устройство 5 представляет собой, например, клапан или дозатор, содержащий на входе интегратор, например, исполнительный механизм типа ПР 1 М 2, осуществляющий преобразование длительности импульса в угол поворота и изменяющий положение рабочего органа клапана (управление расходом жидкого катализатора или давлением прессования) или реостата блока питания двигателя дозатора (при подаче твердого топлива или твердого катализатора).Устройство 1 контроля измеряет текущее значение выходного парамет - ра и подает его в устройство 3 сравнения, где оно сравнивается с задающим воздействием устройства 2, В случае ненулевой разности система работает обычным образом. Регулятор 4 вырабатывает компенсирующее воздействие до тех пор, пока сигнал на его входе не станет равным нулю (процесс попадает в интервал ДУ), Если в течение временисигнал рассогласования равен нулю, ноль-регулятор вырабатывает управляющий сигнал длительностью Т на уменьшение значения управляющего воздействия, Если в течение времени ф сигнал рассогласования остается равным нулю (в момент подачи сигнала процесс находится в точке С), операция повторяется до тех пор, пока сигнал . 173391 4рассогласования становится отличным от нуля (точка Е), и регулятор4 через исполнительное устройство5 компенсирует это изменение, по сле чего операция повторяется сначала.Этот режим работы для предлагаемой системы является установившимся: система поддерживает значениевыходного параметра при минимальновозможном значении управляющего параметра ( совершает автоколебанияв заданной области выходного параяетра).,Ноль-регулятор работает следующим образом.При нулевом сигнале на входесрабатывает элемент НЕ 8, которыйподает сигнал на селектор 9. Еслидлительность нулевого сигнала навходе элемента 8 больше заданноговремени ,(напряжение на выходе генератора достигает порога срабатывания триггера), то по сигналуселектора 9 формирователь 10 вырабатывает управляющий импульс длительностью Т, Если на входе элемента8 сохраняется нулевой сигнал, тоформирователь 10 через время т, фор"мирует следующий сигнал и т,д. дотех пор, пока на входе элемента 8не появится сигнал, отличный от нуля, Во время действия ненулевогосигнала на входеноль-регуляторуправляющих импульсов не формирует.Настройка ноль-регулятора (выбор интервалов времени Т и т )осуществляется исходя из требований покачеству управления и динамическихсвойств объекта управления.1173391 Составитель Л.КудрявцевТехред О.Неце ректор Л,Пилипенко Редакто оп Заказ 5052/4 Тираж 863НИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от35, Москва, Ж, Раушская Под ета ССС