Способ компенсации запаздывания быстродействующих магнитных усилителей в системах автоматического регулирования

всесоюзнаяи.хтент, -:". дф Г 1 ос юч сгъкосю сс р,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 269251 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 19,1 Х 1968 ( 1270989/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 1717,1970. Бюллетень15Дата опубликования описания 31 Х 11.1970 Кл, 21 с, 46/50Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРАвторыизобретения М. А. Боровиков, А, П. Инешин и Г. В, Логинов Заявитель СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ЗАПАЗДЬ 1 ВАНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮШИХ МАГНИТНЬ 1 Х УСИЛИТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ 11 вму -- хму е ц(р)Данное изобретение относится к системам автоматического регулирования (САР), в частности к способу компенсации запаздывания, которое влияет на динамические свойства и устойчивость САР.Известен способ компенсации запаздывания с помощью упреждающего сигнала отрицательной обратной связи.Предлагаемый способ отличается тем, что снимают сигналы с рабочих обмоток магнитного усилителя, суммируют их и результат через фильтр-модель объекта регулирования подают на вход системы регулирования, Это позволяет упростить систему автоматического регулирования с быстродействующим магнитным усилителем.Предложенный способ пояснен чертежами, На фиг, 1 представлена структурная схема САР с быстродействующим магнитным усилителем (БМУ) и компенсацией запаздывания по известному способу, где:У в передаточн функция регулятора; В, в передаточн функция объекта регулирования;Юо в передаточн функция модели объекта;Куе - Р - передаточная функция БМУ. На фиг. 2 - однофазный двуполупериодный БМУ; на фиг, 3 - кривые напряжений на рабочих обмотках; на фиг. 4 - трехфазная одпополуперподная схема МУ.Как. известно, по своим динамическим показателям быстродействующие мапштпые усп лители (БМУ) эквивалентны звену чистогозапаздывания, имеющего передаточную функцию: 10Поэтому и системы автоматического регулирования (САР), содержащие БМУ, могут быть классифицированы как системы с запаздыванием.15 В системах с относительно большим коэффициентом усиления, т. е. в системах высокой точности, запаздывание БМУ принципиально ограничивает возможности системы в смысле динамических показателей.20 Принцип получения упрежденного сигналав БМУ, составляющий существо предлагаемого изобретения, может быть пояснеи следующим образом. Рассмотрим в качестве примера работу однофазного двуполупериодного 25 БМУ (фиг. 2), предполагая для простоты,чтов управляощий полупериод на рабочих обмотках усилителя наводится синусоидальная э.д.с.На фиг. 3 (а и б) приведены кривые напря жений на рабочих обмотках. Как следует изпринципа действия МУ, площади, ограниченные кривой рабочего напряжения Ур в рабочий и управляющий полупериоды в установившемся режиме равны. Поэтому среднее значение суммы напряжений на рабочих обмотках сердечника А и сердечника В (Лр -- Урл +Урв) равно нулю, а сама сумма изменяется с двойной частотой по сравнению с частотой сети,Пусть в момент 1, происходит скачкообразное увеличение входного сигнала У БМУ, вызывающее увеличение выходного напряжения. Этот момент совпадает с началом рабочего полупериода для сердечника А, когда рабочая обмотка УрА подключена к сети, поэтому форма напряжения на ней не изменится, не изменится также и выходное напряжение в этом полупериоде. Но для сердечника В момент 11 является началом управляющего полупериода, когда рабочая обмотка отключена вентилем от сети и скорость размагничивания определяется лишь цепью управления. Поэтому скорость размагничивания уменьшится (приращение входного сигнала положительное), уменьшится и величина э.д.с., наводимой в этом полупериоде на обмотке Ррв . В следующем полупериоде сердечники меняются ролями; поглощенное обмоткой Крв напряжение уменьшается на величину площади Л 5, определяющую и приращение выходного напряжения У . Рассматривая реакцию БМУ на скачок входного сигнала относительно среднего значения У, выходного напряжения, заключают, что БМУ является звеном чистого запаздывания (временем запаздывания следует считать интервал от момента приращения входного сигнала до начала полупериода, в котором выходное напряжение приобретает установившееся значение).В интервале запаздывания т=1 - 1, в кривой суммы Урл+Урв нарушается равенство между положительной и отрицательной площадями, т. е, появляется среднее напряжение,которое и может быть использовано как упреждающий сигнал,Так, если иметь идеальный фильтр, не пропускающий четные гармоники, то в интерва ле 1, - 1, может быть выделен идеальный упреждающий сигнал У в виде прямоугольного импульса, как изображено на графике (фиг. З,д). Разложение этого сигнала на две составляющие показывает, что его изображение подчиняется выражению:Ц, (р) =КУ (1 - е-Р),т. е, выделенный сигнал может служить упреждающим. Эксперименты показывают, что для выделения упреждающего сигнала из помех (напряжение четных гармоник может рассматриваться как помеха), не требуется применения высококачественных фильтров средних значений; вполне удовлетворительные результаты получаются при использовании простейших фильтров низких частот, которые одновременно и служат моделью объекта в цепи упредителя.На фиг, 4 представлена трехфазная однополупериодная схема МУ, в которой упреждающий сигнл снимается посредством суммирующих омических делителей (звезда сопротивлений) и затем подается на фильтр-модель О Я(р) объекта регулирования без запаздывания.Предмет изобретенияСпособ компенсации запаздывания быстро действующих магнитных усилителей в системах автоматического регулирования с помощью упреждающего сигнала отрицательной обратной связи, отличающийся тем, что, 4 О с целью упрощения способа, снимают сигналыс рабочих обмоток магнитного усилителя, суммируют их и результат через фильтр-модель объекта регулирования подают на вход системы регулирования.269251 1иСоставитель 3, В. Маркова дактор Поздняк Техред 3. Н, Тараненко Корректор Заказ 2087/9Тираж 480 Подпис 1 НИИПИ Когяитста по дслагя изобретений и открытий при Совете Министров СС Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова,