Релейный регулятор

, )та " за О П И-(ГИЗОБРЕТЕН И Я Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 07.01.81. БюллетеньСССРлам изебретеиии открытий 53) УДК 62-5 8) писания 12.02.8 5) Дата опубликовани 2) Авторыизобретения айк В. Н. Дорогов и С,осковский институт электро(71) Заявител го машиностроения РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛ 2 овь Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в оборудовании для изготовления композиционных материалов.Известный релейный регулятор построен на основе использования пнвариантных свойств релейной системы, работающей в колебательном режиме 1,Недостаток известного регулятора - низкая точность его работы.Наиболее близким техническим решением,к изобретению является релейный регулятор, содержащий последовательно соединенные датчик обратной связи, первый элемент сравнения, первый фильтр, частотный преобразователь, реле, второй фильтр и исполнительное устройство. Выход частотного преобразователя через частотомер соединен со вторым входом второго фильтра, входом первого функционального преобразователя и вторыми входами частотного преобразователя и первого фильтрЙ, выход которого через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и второй функциональный преобразователь соединен с первыми входами первых элементов И, а через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй элемент сравнения - со вторыми входами первых элементов И, выходы которых соединены со вторым входом реле.Второй вход первого элемента сравнения соединен с выходом задатчика 2.Недостаток известного регулятора - не высокая точность регулирования при изменении параметров объекта,Цель изобретения заключается в пшенин точности регулирования.Эта цель достигается за счет введения 10 в релейном регуляторе третьих функциональных преобразователей и вторых элементов И, выходы которых соединены со вторым входом второго элемента сравнения.Выход первого функционального преобра зователя через соответствующий третийфункциональный преобразователь соединен с соответствующими первыми входамй вторых элементов И, вторые входы которых соединены со вторым входом реле.20 На чертеже приведена структурная схема предлагаемого регулятора и объект регулирования 1Релейный регулятор содержит исполнительное устройство 2; второй фильтр (на пример, операционный усилитель) 3; реле4; первые элементы И Бь 5,; второй функциональный преобразователь (например, в виде систем релейных элементов, делителя и источника уровня ограничения) б; частоз 0 томер 7; частотный преобразователь (например, ца операционном усилителе) 8; первый функциональный преобразователь (например, источник и системы релейцых элементов) 9; третьи функциональные преобразователи (напрцмер, источник и системы релейных элементов) 10 ь 10;,вторые элементы И 1111; первый 12 и второй 13 амплитудные детекторы; второй элемент сравнения 14; первый фильтр 15; первый элемент сравнения 1 б; датчик обратной связи 17 и задатчпк 18.Регулирующее воздействие на объект осуществляет исполнительное устройство 2 в соответствии с сигналами, поступаю 1 ццмц через фильтр 3 с сигнального и управляющего входов реле 4. На сигнальный вход реле 4 через элементы И 5, - 5 поступает сигнал с источника ограничения, размещенного в функциональном преобразователе б. Сигнал на управляющий вход реле 4 поступает через частотный преобразователь 8 и фильтр 15 с элемента сравнения 1 б. Оц формируется в виде соотношения или разности сигналов с датчика обратной связи 17 и задатчика 18.Автоколебания регулятора линеаризуют характеристику реле 4.Для обеспечения требуемой амплитуды колебаний на управляющем входе реле 4 применяется фильтр 15, Этот фильтр вы полнец, например, как узкополосный на частоте автоколебаний регулятора. Влияние фильтра 15 на динамические характеристики регулятора устраняется путем введения фильтра 3. За счет коррекции сигналом с частотомера 7 фильтров 3 и 15 сохраняется неизменность динамических свойств регулятора на частоте его автоколебаний.В релейном регуляторе, работающем в авто колебательном режиме, выполняется условие неизменности общего коэффициента передачи разомкнутого контура регулирования. Поэтому сигнал с частотомера 7 зависит от любого параметра (или параметров) объекта, кроме его коэффициента передачи. Сигналом с частотомера 7 корректируется частотный преобразователь 8. Этим устраняется влияние на динамические свойства регулятора вариаций параметров, от которых зависит сигнал с частотомера 7.В функциональном преобразователе б в соответствии с сигналом с амплитудного детектора 12 преобразуется сигнал с источника уровня ограничения. Это производится путем формирования каналов коррекции уровня ограничения реле 4, которые строятся в соответствии с алгоритмами корректирования выходного напряжения. реле 4. Этц алгоритмы рассчитываются, например, по заданным требованиям к точности регулирования для фиксированных значений коэффициента передачи и изменению второго параметра (в частности, постоянной времени) объекта регулирования 1. В преобразователе б напряжение с источника уров Сигнал с преобразователя 9 зависит от расчетной амплитуды колебаний в регуляторе. При этом неизменными являются как коэффициент передачи объекта, так и уровень ограничения реле 4, а изменяется лишь второй параметр (например, постоянная времени) объекта. Этот сигнал сравнивается в элементе сравнения 14 с сигналом с фильтра 15. Последний сигнал зависит от текущего значения амплитуды колебаний в регуляторе. Следовательно, при неизменном уровне выходного напряжения реле 4 сигнал с элемента сравнения 14 за 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5 10 15 20ця ограничения распределяется с помощью делителя по уровням и подается на контактные группы систем релейных элементов, реализующпх каналы коррекции. Управление в соответствии с алгоритмами коррекции выходного напряжения реле 4 производится сигналом, поступающим на управляющие входы релейных элементов преобразователя б с амплитудного детектора 12.Преобразователь 9 выполнен в виде расчетной зависимости, связывающей амплитуду колебаний, например, с фильтра 15, и сигнала с частотомера 7 при номинальном значении коэффициента передачи и изменении второго параметра объекта. Он может быть реализован аналогично преобразователю б. Причем на сигнальные входы систем релейцых элементов подастся напряжение, распределенное по уровням, а на управляющие входы систем релейых эле. ментов поступает сигнал с частотомера 7. висит только от коэффициента передачи объекта. Этим сигналом с помощью элементов И 5, - 5, каждый из которых соответствует определенному каналу коррекции в преобразователе бпроизводится селекция уровня выходного напряжения реле 4 во множестве значений двух параметров объекта регулирования.С помощьюпараллельных цепей из преобразователя 10 илц 10 и второго элемента И 11 11, цли 11, каждая из которых соответствует определенному значению уровня выходного напряжения реле 4, учитывается изменение уровня ограничения реле 4.Третьи функциональные элементы выполнены на основе расчетных зависимостей, Этц зависимости связывают амплитуду колебаний в регуляторе при уровне ограничения реле 4, соответствующем алгоритму, реализованному в элементе 9, с амплитудой колебаний, соответствующей уровню ограничения реле 4, зафиксированному в каждом из расчетных алгоритмов, реализованных в элементах 10 ь 10. При этом коэффццецт передачи объекта имеет фиксированное значение в соответствии с алгоритмом, реализуемым в преобразователе 9, а второй параметр объекта считается переменным.Третьи функциональные преобразователи 10 - 10, могут быть выполнены аналогично преобразователю 9. Причем в каждом из них на сигнальные входы систем релейных элементов подается напряжение, распределенное по уровням, а на управляющие входы поступает сигнал с преобразователя 9.С помощью элементов И 11, - 11, на которые поступает сигнал с выхода элементов И 5 впроизводится селекция расчетных значений амплитуды колебаний во множестве значений уровня выходного напряжения реле 4.Таким образом, в предлагаемом регуляторе точность регулирования повышена за счет обеспечения условий инвариантностп по точности и по управляющему сигналу при изменении двух параметров объекта регулирования, одним из которых служит его коэффициент передачи, Это повышает точность регулирования, производительность оборудования и качество материала. Формула изобретения Релейный регулятор, содержащий последовательно соединенные датчик обратной связи, первый элемент сравнения, первый фильтр, частотный преобразователь, реле, второй фильтр и исполнительное устройство, выход частотного преобразователя через частотомер соединен со вторым вхо 5 1 О 15 20дом второго фильтра, входом первого функционального преобразователя и вторыми входами частотного преобразователя и первого фильтра, выход которого через последовательно соединенные первый амплитудный детектор и второй функциональный преобразователь соединен с первыми входами первых элементов И, а через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй элемент сравнения - со вторыми входами первых элементов И, выходы которых соединены со вторым входом реле, второй вход первого элемента сравнения соединен с выходом задатчика, о тличающийся тем, что, с целью повышенпя точности работы регулятора, он содержит третьи функциональные преобразователи и вторые элементы И, выходы которых соединены со вторым входом второго элемента сравнения, а выход первого функционального преобразователя через соответствующий третий функциональный преобразователь соединен с соответствующими первыми входами вторых элементов И, вторые входы которых соединены со вторым входом реле. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР391533, кл. б 05 В 11/16, 1973.2. Авторское свидетельство СССР647651, кл. (з 05 В 1 И 6, 1979 (прототип),Состав ггел хред А. 1(а ивинкова орректор И. Осиновская Утехина Редактор и. Харьк. фид. пред. сПатеит каз761/12 ПО Поискэ Иад.,1 о ударственн ого к о и 113035, Москва, дТцракк 951 Подписное тета СССР по делам изобретений н открытий Ж, Раушская наб., д. 4/5