Регулирующее устройство

ОПИСАНЙЕи ИЗОБРЕТЕНИЯ ц 647650 Союз Советекик Социалмстнческих Республик(21) 238667 5 В 11/ исоединением зая арстаеннын намнтеСССРелам нэабретенннн аткрытнй 3) Г 3 риорите(71) Заявитель Специальное ксест 1 эукторское бюро систе автоматическо о уттравления ГУЛИЮЮШЕЕ УСТРОЙСТ 5 2симости динамической характеристики, устройств при плавном изменении параметров.апериодического звена (либо требуется дискретное изменение параметров в цепи обратной связи, что ухудшает 5 настройку устройств) и к необходимостиразвязки входных и выходных цепей устройств от цепи обратной связи, что знаельно усложняет устройства регуличит ров 0 2) наличие дв лейныХ элементов нию погрешности пульсной последов гулирования) при сигнала рассоглас временной регули гистерезиса каждполярностях ребует одньетров петель го элементь импульи класс точразличи ования овки парам го релейно длительнос.та са ульсам Иэ известных регулируютцих устройстванболее близким по технической сушИзобретение относится к области регулирования и управления различного вида процессами, в частности к электрическим регулирующим устройствам, фор. мирутощим пропорционально-интегрально- дифференциальные (ПИД) и пропорционал но-интегральные (ПИ) законы регулирования, содержащим электрические исполнительные механизмы постоянной скорости, и предназначенным для управления широким классом общепромышленных объектов.Известны регулирукнпие устройства, используемые в системах автоматичес кого регулирования, формирующие на выходе последовательность импульсов, средняя составляющая которых изменяется по ПИ или ПИД - законам регу- лираааиии ЯОднако эти устройства имеют следующие недостатки:1) наличие обратной связи, выполненной в виде апериодического звена, приводит к появлению нелинейной зави-. двухпозиционных рериводит к появлеи формировании имательности (-акона рености к предложенному являетсй устройство, описанное в заявке 2Это устройство содержит блок сравнения, выход которого, соединен непосред:гвенйо с первым и через дифференциатор со вторым входами сумматора, интегратор, выход которого подключен к третьему входу сумматора и входу пер- вого регулируемого делителя, двухпозиционный переключатель, второй регу 1 О лируемый делитель, исполнительный ме.ханизм.Основным недостатком этого устройства является сравнительно невысокая точность регулирования.Ведь изобретения - повышение точности регулированияПоставленная цель достигается тем, что оегулирующее устройство дополнительно содержит первый и второй ключ, расширитель выходных импульсов, первый и второй инвертор, дискриминатор знака, первый и второй элемент И, блок определения модуля, вход которого подД .ключен к выходу сумматора, а выходко входу двухпозиционного переключателя, управляющий вход второго ключа подключен к выходу двухпозиционного переключателя, сигнальный вход - к выходу второго регулируемого делителя, Зй а выход - ко входу интегратора, вход первого инвертора подключен к выходу двухпозиционного переключателя, управ ляющий вход первого ключа подключен к выходу первого инвертоа, сигнальный вход - к выходу первого регулируемого делителя, а выход ко входу интегратора, вход расширителя выходных импульсов подключен к выходу двухпозиционного переключателя, вход знака дискриминатора подключен к выходу сумматора, вход второго инвертора подключен к выходу дискриминатора, знака и ко входу второго регулируемого делителя, вы 15 ходи первого и второго элемента И подключены к соответствующим входам " исполнительного механизма, первые входы соединены с выходом расширителя выходных импульсов, второй вход первого элемента И подключен к выходу дискри 50 минатора знака, а второй вход второго элемента И - к выходу второго инвертора.На чертеже представлена блок-схема55 регулирующего устройства. В схемувключены: блок сравнения 1, дискриминатор 2 знака, дифференпиатор 3, второй мнвертор 4, сумматор 5, второй регулируемый делитель 6, блок 7 определения модуля, расширитель 8 выходных импульсов, цвухлозиционный переключатель 9, первый элемент И 10, второй ключ 11, второй элемент И 12, первый инвертор 13, исполнйтельный механизм 14, первый ключ 15, интегратор, 16, первый регулируемый делитель 17.Функциональная связь между входными сигналами и положением выходного органа .исполнительного механизма имеет следующий вид:К 1 ОО 1 . 36 3-1 оС+ - М+"А Ым где- текущее угловое положение вала или лицейнОе положение штока исполнительного механизма,- начальное положение вала или линейное положение штока исполнительного механизма.е=ЕхГ х - алгебраическая сумма входных сигналов;сигнал рассогласования, К - коэффициент пропорпиональи ности,фР - время 1 ОО% хода исполнительного механизма,Т, - постоянная времени интегрирования,- постоянная времени дифференцированияя.ФКоэффициент пропорциональности устройства определяется выражениемхрС К, гдеТ - постоянная времени цепи заряда интегратора 16,С - постоянная величина на вы ходе дискриминатора 2 знака,К- коэффициент деления второго регулируемого делители 6,Постоянная времени интегрирования усоойства определяется выражениемК, гдето- постоянная времени пепи разряда интегратора 16,И л - коэффшиент деления первого регулируемого делителя 17.Таким образом, из приведенного выражения (1) видно, что в общем случае. устройством йоомируется пропорциональ- .но-интегрально-дифферешиальный 1 ИДзакон регулирования,Гри отключении дифференциатора устройством формируется пропорционально- интегральный ПИ закон регулирования,Из выражений (2) и (3) следует, что регулировка параметров динамических настроек устройства независимая и определяется только параметрами соответствующих цепей заряда и разряда интегратора, что значительно упрощает процесс настройки параметров устройства в контуре регулиоования и расширяет его функциональные возможности. Параметры импульсов, формируемыхна выходе элементов И 10 и 12, атакже класс точности устройства определяются параметрами двухпозиционногопереключателя 9 и параметрами интегратора 16.Длительность выходного импульса определяется выражениемВ КпаЬ Ягде К 1, - коэффициент пропорционаленности устройства,ЬЬ - зона возврата (ширина петлигистерезиса) двухпозиционного переключателя 9,Время паузы между импульсами опре.деляется выражениемТ йЬт С)Югде ф 1 - постоянная времени интегУрирования устройства,аЬ - зона возврата (ширина петлигистерезиса)двухпозиционного переключателя 9,- величина сигнала рассогласования,Из приведенных выражений видно,что постоянная времени интегрированияустройства гя и коэффициент пропорциональности Кп не зависит от знакасигнала рассогласования и определяются только параметрами двухлозиционного переключателя 9 и интегратора 16.Наиличие обратной связи в интеграторе при его разряде обеспечивает сбросинтегратора в нулевое положение, еслисигнал рассогласования 6 меныце зонынечувствительности двухпозициониогопереключателя и не приводит к ложнымсрабатываниям устройства, что вь)годно отличает данное устройство от прототииа,11 редллгаемое устройство может най ти широкое применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами оаэличных отрас- лей промънпленности т.к. благодаря по.- вышению точности регулирования и стабильности характеристик регулирующего устройства повышается качество управления широким классом промышленных объектов, и упрощение органов настроек и независимость регулировок динамических параметров облегчает наладку контуров регулирования,Формула изобретения Регулирующее устройство, содержащееблок сравнения, выход которого соединен непосредственно с первым и через дифференциатор со вторым входами сумматора, интегратор, выход которого подключен к третьему входу сумматора и входу первого регулируемого делителя, двухпозиционный переключатель, второй регулируемый делитель, исполнительный механизм о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования устройство дополнительно 30содержит первый и второй ключ, расширитель выходных импульсов, первый и второй иввертор, дискриминатор знака,/первый и второй элемент И, блок определения модуля, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - ко входу двухпозиционного переключателя, управляющий вход второго ключа подключен к выходу двухпозиционного переключателя, сигнальный вход - к выходу второго регулируемого делителя, а выход ко входу интегратора, вход первого инвертора, подключен к выходу двухпозиционного переключателя, управляющий вход первого ключа подключен к выходу 45первого инвертора, сигнальный вход - к выходу первого регулируемого делителя, а выход - ко входу интегратора, вход расширителя выходных импульсов под. - ключен к выходу двухпозиционного переключателя, вход дискриминатора знака, подключен к выходу сумматора, вход второго инвертора, подключен к выходу дискриминатора знака и ко входу второго регулируемого делителя, выходы 55первого и второго элемента И подключены к соответствующим входам исполнительного механизма, первые входы соединены с выходом оасширнтеля вы7 047650 Составитель А, Лащев Техред Л, Алферова Коррект Т Редактор о 07/40 аж 1014 Подписноеударетвенного комитета СССРизобретений и открытийосква, Ж-З 5, Раушская наб., д, 4/5"П ИИПИ Г по дела3035,илиал ППП Уж Проектная, 4 н ходных импульсов, второй вход первого элемента И подключен к выходу дискриминатора знака, а второй вход второго элемента И - к выходу второго инвертораеИсточники информапии, принятые во вйимнние при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРХо 445035, кл, б ОЗЗ 23/19,09,02.72: ф 2. Акпептованная заявка % 1364434: Великобритания 05 В 11/28 21.08.74,