Устройство для регулирования давления в камере

) 4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛЬ 5 льство СССР 16/20, 1984 ункциональнаяиг.2 - один иэхнической реасного модул отой перекл иство содержит амере, камеру задатчик 4 давсный модулятор тный клапан 6,- повышение нае диапазона ре-.топодстройки часдроссель 8,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯДАВЛЕНИЯ В КАМЕРЕ(57) Изобретение относится к автома тическому регулированию и предназна чено для программного регулирования ,давления газа в барокамерах испытательных стендов по сложным программам. Изобретение позволяет .повысить надежность устройства и расширить диапазон регулирования в сторону малых значений путем автоподстройки частоты широтно-модулированных импульсов включения напускного клапа 1Изобретение относится к области. автоматического регулирования, предназначено для автоматического программного регулирования давления газа в барокамерах испытательных стендов по сложным программам и является усовершенствованием изобретения по авт.св, У 1201804.Цель изобретениядежности и расширенигулирования.путем автоты коммутации. на. Это достигается эа счет введения в устройство блока управления частотой. Последний подключен своим первым входом к задатчику давления,ь ,вторым входом - к выходу блока сравнения, а выходом - к входу управления частотой широтно-импульсного модулятора. Причем блок управления частотой содержит сумматор, выход которого является выходом блока управления, последовательно включенные между первыми вхоцами блока управления частотой и сумматора дифференциатор, двухполупериодный выпрямитель и фильтр, Между вторыми .входами блока управления и сумматора. включен ограничитель. При этом на динамически напряженных участках воспроизводимой программы происходит повышение частоты импульсов, включения клапана, а при достижении предельно малой для используемого клапана длительности включения - снижение частоты. 2 ил. На фиг. 1 показанасхема устройства; навозможных вариантов тлизации широтно-импултора с изменяемой часчений.Предложенное устродатчик 1 давления в к2, блок 3 сравнения,ления, широтно-импуль1474613 К ИМакс )30щ К 0 ) 0 КС К,О,при О 0 0 о,2 Ри маисРр ) ресивер 9, редуктор 10, магистраль 11 сброса, вакуум-насос 12, блок 13 управления частотой, сумматор 14, дифференциатор 15, двухполупериодный выпрямитель 16, фильтр 17, ограничитель 18, первый компаратор 19, интегратор 20, второй компаратор 21, ждущий мультивибратор 22, ключ 23 и инвертор 24.10Схема управления частотой ШИМ 5 работает следующим образом.При подаче напряжения на вход управления частотой ШИМ 5 выходное напряжение интегратора 20(06 ) линейно изменяется со скоростью, пропорциональной величине входного .напряжения. При достижении. напряжением 0 6 .величины О., на выходе компаратора 21 появляется напряжение, что приводит.к появлению короткого ив- пульса напряжения на выходе мультивибратора 22Этот импульс, подается на.вход управления ключа. 23, через который 25 происходит разряд конденсатора С ин. - тегратора 20 Таким образом., для частоты возникающих периодических колебаний можно записать где 0 - выходное напряжение блока13 управления частотой;К " величина резистора, подклю- З35ченного между входом управления частотой ШИМ 5 и инвертирукщим входом опера ционного усилителя.Так как при изменении частоты коммутации Е амплитуда пилообразного напряжения постоянна, то измененияна выходе компаратора 19 при этом не происходит.Основной контур регулирования работает. следующим. образом.Иэ .камеры 2 через магистраль 11 сброса непрерывно происходит откачка газа с постоянной объемной.производительностью, определяемой вакуум-на сосом 12. Через питающую магистраль 7 происходит приток газа в.моменты времени, соответствующие включенному состоянию клапана 6) который включается импульсами, поступающими с ШИМ 5.55При условии где Р - максимальное значение,к максдавления в камере 2, соответствукщее и = 1;Р - давление в ресивере 9,рдавление газа в камере 2 в установившемся режиме равно где Ъ - коэффициент заполнения широтно-модулированных импульсов.о ФРегулирование давления в камере 2 происходит за счет изменения.При условии ТоТ,где Т -постоянная времени объектарегулирования;Т - период коммутации,изменение Т не оказывает влиянияна основной контур регулирования,Блок 13 управления частотой ШИМ5 работает следующим образом.В установившемся по давлению режиме напряжение на выходе фильтра17 0 = О; поэтому.0 э равно. выходному напряжению ограничителя 18 0,8 .Передаточная характеристика ограничителя 18 имеет вид 01 аПРИ О(0 ( 03 а 3ИК 0 =сопвс ПРи 0 з0 о ) где 0 - выходное напряжение блока33 сравнения;0 - заданный уровень ограничения,Хнрактеристика ШИМ 5 в установившемся режиме может быть описана следующим образом где К характеризует изменение коэффициента заполнения широтно-модулированных импульсов на выходе ШИМ 5в зависимости от изменения модулируемого сигнала и определяется амплитудой пилообразного напряжения Ку 10 о маис 10 оп ) 0 о КС- сдави при 0 ) 0зо1474613 фиг Принимая во внимание, что длительность импульсов включения клапана с равна о = Т , то 5К 511 оп 1 Св - -- = сопят при 0 с 0ЦК 3 зовв ь ц КФо;С Ее Пзоз- зопри БцТаким образом, весь интервал изменения Ъ от.1 до 0 обеспечивается двумя способами; за счет изменения Т при постоянном Т и Т = чаг, (, = сопят. Причем путем соответствую щего выбора величины 11 изменение Т происходит при постоянном предельно коротком импульсе включения клапана б. Это позволяет значительно расширить диапазон практически реа лизуемых коэффициентов заполнения импульсов включения клапана б, что эквивалентно расширению диапазона регулирования давления. Цепь из элементов 15-17 формирует сигнал, 25 пропорциональный первой производной от задаваемого программного сигнала, что приводит к увеличению частоты коммутации на участках программы, содержащих переменкую составляницую. З 0 Это позволяет поддерживать допустимый уровень пульсаций при более визМ ком среднеинтегральном значении частоты коммутации, что повышает надежность наиболее нагруженного элемента(клапана) устройства. формула из обретения Устройство для регулирования давления в камере по авт,св. М, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения диапазона регули рования путем автоподстройки частоты коммутации, устройство содержит блок управления частотой, подключенный своим первым входом к выходу задатчика давления, вторым входом - к выходу блока сравнения, а выходом - к входу управления частотой широтно- импульсного модулятора, причем блок управления частотой содержит последовательно соединенные дифференциатор, двухполупериодный выпрямитель, фильтр и сумматор, а также ограничитель, вход которого подключен к второму входу блока управления частотой, а выход - к второму входу сумматора, соединенного, выходом с выходбм блока управления частотой, а вход дифференциатора подключен к первому входу блока управления частотой.1474613 Составитель Л.Циллаговаедактор В.Данко Техред М,ДидыкКорректор О.Кравцова ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,1 Заказ 1892/45 Тираж 788ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения113035, Москва, Ж, Раушская Подписное и открытия б, д. 4/5