Автоматический регулятор

(51)5 О 05 В ПИС И ЕТЕН Б т быть ератуие хаГО СУДА Р СТВ Е ННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 408286, кл. 0 05 В 11/28, 1973.Авторское свидетельство СССРМ 1059225, кл. 0 05 В 11/28, 1983,(57) Автоматический регулятор можеиспользован для регулирования темпры и позволяет улучшить динамичес Изобретение относится к автоматическому регулированию параметров объектов в системах автоматизированного управления промышленных установок и может быть использовано, например, для регулирования температуры, давления, расхода, скорости и других параметров, текущие значения которых могут быть представлены в виде аналогового электрического сигнала.Известен широтно-импульсный регулятор температуры для объектов с запаздыванием, содержащий блок преобразования и блок связи и возмущению, входы которых связаны со входами регулятора, блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные усилитель, широтно-импульсный модулятор и сумматор подключен к объекту регулирования, а входы связаны с входом блока преобразования непосредственно и объектом регулирования через термодатчик,Недостатком аналога являются пониженныеые динамические характеристики. рактеристики процесса регулирования путем включения в него датчика и задатчика регулируемого параметра блока сравнения, формирователя управляющего сигнала в виде аналого-частотных преобразователей и частотно-фазового дискриминатора. Входы аналого-частотных преобразователей и частотно-фазового дискриминатора, подключены к выходу блока сравнения, а их выходы - к входам частотно-фазового дискриминатора, выход которого подключен к исполнительному органу, 3 ил,Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению анало гом, выбранным в качестве прототипа, являются устройство для автоматического регулирования, содержащее датчик и задатчик регулируемого параметра, подключенные к блоку сравнения, блок дифференцирования, соединенный входом с датчиком регулируемого параметра и подключенный выходом вместе с выходом блока сравнения к формирователю управляющего сигнала, генератор импульсов с частотно-задающей цепью и исполнительный орган,Недостатком прототипа являются низкие динамические характеристики, т,к, формирователь управляющего сигналг, выполненный в виде сумматора, формирует сигнал управления как алгебраическую сумму сигналов, пропорциональных текущему значению параметра, и дифференциальной составляющей сигнала обратной связи (сигнала датчика), а соотношение составляю 178646710 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щих для обеспечения требуемого качества регулирования завйсит от динамических характеристик конкретного объекта управления, кроме того, в случае программного измерения регулируемого параметра, например, при постоянной скорости изменения задания и алгебраической сумме сигналов датчика и задатчика равной нулю, дифференциальная составляющая сигнала обратной связи не равна нулю и направлена на изменение управляющего воздействия в сторону уменьшения скорости изменения регулируемого параметра, что приводит процесс управления в режим перерегулирования.Целью изобретения является улучшение динамических характеристик процесса регулирования.Поставленная цель достигается тем, что в автоматическом регуляторе, содержащем датчик и задатчик регулируемого параметра, соединенные выходами с соответствующими входами блока сравнения, формирователь управляющего сигнала, и исполнительный орган,. выход которого является выходом автоматического регулятора, формирователь управляющего сигнала содержит два аналого-частотных преобразователя и частотно-фазовый дискриминатор, причем входы аналого-частотных преобразователей соединены с выходом блока сравнения, их выходы соединены с соответствующими входами частотно-фазового дискриминатора, выход которого соединен с входом исполнительного органа,При сравнении с прототипом и аналогом выявлены отличительные признаки: формирователь управляющего сигнала содержит два аналого-частотных преобразователя и частотно-фазовый дискриминатор, что позволяет утверждать, что позволяетутверждать, что данное изобретение соответствует критерию "новизна".Указанные отличительные признаки реализуют процесс поэтапного программного регулирования, включающий основные свойства позиционного и непрерывного методов регулирования, и обеспечивают новое качество процесса автоматического управления путем реализации управляющего воздействия пропорционального скважости управляющих сигналов частотно-фазового дискриминатора, текущее значение которой зависит от разности периодов" следования импульсов аналого-частотных преобразователей выходного сигнала блока сравнения, при этом частоты следования импульсов аналого-частотных преобразователей совпадают при отсутствии сигнала сблока сравнения, т.е. прй сигнале рассогласования, равном нулю, от скорости изменения разности периодов следования импульсов, от знака време ни ее воздействия на систему управления, зависящих от динамических характерисТик объекта управления, автоматически учитывающихся алгоритмом функционирования изобретения, являющимся, таким образом, самонастраивающимся устройством.Данное свойство улучшает динамические характеристики процесса регулирования и позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "существенные отличия".На фиг. 1 приведена блок-схема автоматического регулятора; на фиг. 2 - временная диаграмма работы регулятора (а, б, в, г, д, е - эпюры выходных напряжений соответствующих блоков); на фиг. 3 а, б - графики преобразования аналог-частота для аналого-частотных преобразователей,Автоматический регулятор содержит датчик 1, задатчик 2, блок сравнения 3, аналого-частотные преобразователи 4 и 5, частотно-фазовый дискриминатор 6 и исполнительный орган 7, причем блок срввнения 3 соединен с датчиком 1, задатчиком 2 и выходом и входами аналого-частотных преобразователей 4 и 5, выходы которых соединены соответственно с входами частотно-фазового дискриминатора 6, который соединен с входом исполнительнОго органа 7,Устройство работает следующим образом.Сигнал датчика 1, пропорциональный текущему значению регулируемого параметра, и сигнал задатчика 2, пропорциональный требуемому значению регулируемого параметра, преобразуются блоком сравнения 3 в аналоговый сигнал, пропорциональный величине и знаку их алгебраической суммы, который поступает на входы аналого-частотных преобразователей 4 и 5. Сигнал рассогласования с выхода блока сравнения 3 преобразуется-аналого-частотными преобразователями 4 и 5 в две последовательности импульсов, частоты которых совпадают при сигнале рассогласования равном нулю и соответственно изменяются при его наличии (см, фиг, 3),Частотно-фазовый дискриминатор 6 осуществляет сравнение двух последовательностей импульсных сигналов аналдгочастотных преобразователей по их передним фронтам и вырабатывает выходной сигнал управления исполнительным Ьрганом 7 в виде импульсов изменяющейся длительности пропорционально временно 1786467му рассогласованию передних фронтов сравниваемых сигналов (см. фиг. 2).Изменение значения выходного сигнала управления исполнительным органом направлено на уменьшение текущего значения сигнала рассогласования до момента его полного исчезновения, что соответствует равенству частот аналого-частотных преобразователей при автоматически установившемся значении временного интервала между передними фронтами последовательностей импульсов аналого-частотных преобразователей. Возмущение системы, вызванное изменением значения сигналов датчика или задатчика, автоматически компенсируется изменением значения выходного сигнала частотно-фазового дискриминатора,Примером исполнения аналого-частотного преобразователя является микросхема КР 1108 ПП 1.Примером исполнения частотно-фазового дискриминатора является микросхема КР 1015 ХКЗ,Применение заявляемого регулятора в системах автоматического управления и регулирования повышает качество регулирования за счет обеспечения самонастраивающего режима управления и минимизацииастатической ошибки.Регулятор предназначен для применения5 в качестве унифицированного устройства управления параметрами промышленных установок.Формула изобретенияАвтоматический регулятор, содержа 10 щий датчик и задатчик регулируемогопараметра, соединенные выходами с соответствующими входами блока сравнения,формирователь управляющего сигнала и исполнительный орган, выход которого явля 15 ется выходом автоматического регулятора,о т л и ч д ю щ и Й с я тем, что, с цельюулучшения динамических характеристикпроцесса регулирования, формировательуправляющего сигнала содержит два анало 20 го-частотных преобразователя и частотнофазовый дискриминатор, причем входыаналого-частотных преобразователей соединены с выходом блока сравнения, их выходы соединены с соответствующими25 входами частотно-фазового дискриминатора, выход которого соединен с входом исполнительного органа,1786467 Составитель Г, БакенТехред М.Моргентал Коррек Вашк Редак ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 П Заказ 247 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5