Устройство для настройки регуляторов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 290179 (21) 2718592/18-24с присоединением заявки М, -Гз 05 В 23/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 230481, Бюллетень Мо 15Дата опубликования описания 230481 е бюро систем п роизводственног ньвцте н йой объеди яени 6 Специальное ко автоматики Чеб(71) Заявите рского омприб 4) УСТРОЙСТ я качест вателя но и - к выа. выхомматора. одключепомощью о УНР, в котором нального преобра апериодическое з еся к САР входо та регулирования ободному входу с ном выполнения и САР в последней Известиве функциопримененоподключающиходу объек дом - к с При указа нии УНР и Изобретение относится к технике автоматического регулирования, а именно - к устройствам, предназначенным для введения в систему авто- матического регулирования (,САР) пе" риодических возмущений, определения реакций САР на эти возмущения и выдачи либо данных для расчета по тому или иному алгоритму значений параметров настройки регуляторов, принимаемых за оптимальные, либо результатов такого расчета, выполняемого автоматически. Эти устройства содержат последовательно соедик .нные релейный элемент и функциональный преобразователь, выход которого подключен .к выходу устройства, а также ана- ,лизатор колебаний, вход которого подсоединен ко входу релейного элемен та - устройствам для настройки регул торов (УНР 1 АСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ УНР возбуждаются автоколебания, параметры которых (период и амплитудана входе УНР ) зависят от параметровнастройки регулятора, настройки УНРи от динаьяческих параметров остальных звеньев САР. Для широкого. классаобъектов регулирования, охватывающего подавляющее большинство реальныхпромышленных объектов, оптимальнойнастройке регулирующего прибора соответствуют определенные постоянныечисловые значения соотношений междуамплитудой автоколебаний на входеУНР и разностью уровней ограничениявыходной характеристики релейногоэлемента, приведенной к выходу УНРчерез статический коэффициент усиления апериодического звена, а такжемежду периодом автоколебаний и постоянной времени апериодического звена, так что эти значения соотношенийиспользуют как косвенные критерииоптимальности настройки САР, и при.веден алгоритм, итерационной процедуры поочередного изменения параметров настройки УНР и регулирующегоприбора, обеспечивающий достаточнобыструю сходимость указанных соотно-шений к соответствующим оптимальнымз начениям 11 .Наиболее близким к предлагаемомуявляется УНР, содержащее последовательно соединенные релейный элементи функциональный преобразователь,выход которого подключен к выходуУНР, анализатор колебаний, вход которого подсоединен ко входу релейного элемента, а также переключатель,к которому подсоецинены вторые входы анализатора колебаний и функционального преобразователя, и входнойблок, через который вход релейногоэлемента подключен кб входу УНР.В первом положении переключательустанавливает функциональный преобразователь в режим раббты апе иодического звена., а анализатор колебанийв режим измерения амплитуды и периода колебаний (режим ВА), при этомУНР использует для настройки регулятора метод возбуждения в САР автоколебаний. 20Во втором положении переключательустанавливает функциональный преобразователь в режим работы генераторасинусоидальных колебаний, а анализатор колебаний - в режим измеренияамплитуды и Фазы колебаний (режимГК, при этом УНР использует длянастройки регулятора методы, основанные на определении амплитудно-Фазовой характеристики САР в диапазонечастот 2,Однако для настройки регулятораУНР подключается к САР входом к выходу датчика регулируемого параметра,а выходом - к свободному суммирующему вхору регулирующего прибора. Таккак датчики регулируемого параметрав САР обычно имеют токовый выход,то и вход УНР обеспечивает возможность приема токового сигнала, т.е.УНР содержит во входном блоке преобраэователь тока в напряжение, обладающий опредеЛенной погрешностью Г 23,Для обеспечения возможности включения входа УНР последовательно в цепьвыходного токового сигнала датчикарегулируемого параметра, обычно вСАР подключенного к одному входувходного сумматора регулирующегоприбора, к другому входу которогоподключается выход УНР, вход и выход УНР гальванически разделены, агальваническое разделение всегда выполняется с некоторой погрешностьюпередачи сигнала. При возбуждениив САР с помощью УНР периодическихколебаний выходной сигнал датчикарегулируемого параметра колеблетсяотносительно значения, соответствующего номинальному значению регулируемого параметра и значительно отличающегося от нулевого значения 60тока. Поэтому УНР содержит во входном блоке схему компенсации. постоянной составляющей входного сигнала(иначе в режиме ВА релейный элементможет ие переключаться, также вно-,1 сящую некоторую погрешность в работу УНР, например, вследствие, нестабильности компенсирукщего сигйала, указанные погрешности снижают точность УНР. Кроме того, указанноф подключение УНР к САР выполняется с помощью четырех проводов, идущих к различным конструктивным узлам САР, и связано с пересоединением,проводов ,в САР, что практически неудобно,Таким образом, известняке устройства для настройки регуляторов обладают недостаточной точностью, а также недостаточно Удобны,для подключения.Цель изобретения - пов ение точности устройства для наст ойки регуляторов.Указанная цель достига тся тем, что в устройство для наст ойки регуляторов, содержащее последовательносоединенные релейный элемент и Функ"циональный преобразователь, выход которого подключен к выходуустройства,а также анализатор колебаний, входкоторого подсоединен ко входу релейного элемента, введен сумматор,вход которого подключен ко входу устройства, выход - ко входу;релейногоэлемента.Кроме того, в него введен переключатель, вход которого подсоединенк выходу устройства, выходы - ко вторым входам анализатора колебаний,Функционального преобразозателя исумматора.На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройстваУНР содержит вход 1, сумматор,2,релейный элемент 3, Функциональныйпреобразователь 4, выход 5 и анализатор б колебаний, а также Переключатель 7.Релейный элемент 3 и Функциональный преобразователь 4,.выод которого подключен к выходу 5 УЙР, соединены последовательно, вход анализато;ра колебаний б подсоединен ко входурелейного элемента 3, первый (вычитающий) вход сумматора 2 подключенко входу 1 УНР, выход - ко входурелейного элемента 3. Выход 5 УНРнепосредственно или через одну секциюпереключателя 7 подключен ко второму(суммирующему ) входу сумматора 2,другие секции переключателя 7 соединены со вторыми входами анализатораб колебаний и Функциональиого преобразователя 4.Функциональный преобразователь 4выполнен либо в виде апериодическогозвена, либо известным образом так,что он устанавливается пе еключателем 7 при одном его полож нии в режимработы апериодического звена (режимВА), а при другом положении - в режим работы генератора синусоидальныхколебаний (режим ГК). Функциональныйпреобразователь имеет выходной сиг824148 Формула изобретения нал напряжения. Анализатор .колебаний выполнен либо в виде блока измерения амплитуды и периода колебаний или их функций, либо известным образом так, что он устанавливается переключателем 7 при его положении, соответствующем режиму ВА, в режим измерения амплитуды и периода колебачий или их функций, а при положении соответствующем режиму ГК - в режим измерения амплитуды и фазы колебаний или их функций . Сумматор 2 выполнен со входами сигнала напряжения.Устройство работает следующим образом.УНР подключается к САР, содержащей соединенные последовательно эадатчик регулируемого параметра, регулирующий прибор с входным сумматором, объект регулирования и датчик регулируемого параметра, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора регулирующего прибора, а именно вЫходом - к свободному суммирующему входу, а входом - к выходу сумматора регулирующего прибора. При таком подключении выходной сигнал сумматора 2 УНР равен разности между сигналами датчика и задатчика регулируемого параметра т.е. сигналу рассогласования регулятора, а колебания этого сигнала представляют собой реакцию САР на вносимое с помощью УНР периодическое возмущение, при этом УНР возбуждает колебания в САР и измеряет параметры колебаний в режимах ВА или в ГК функциональноСоединение выхода 5 со вторым входом сумматора 2 может быть разорвано с помощью переключателя 7, при этом УНР .используют для настройки САР.Предлагаемое УНР обладает следующими преимуществами.Входной сумматор 2 выполнен без входного преобразователя тока в напряжение, имеющего определенную погрешность, так как в современных регулирукщих приборах входной сумматор выполняется с выходным сигналом напряжения. уНР выполнено без гальванического разделения цепей входа и выходавносящего определенную погреш-. ность, так как современные регули- рующие приборы снабжены входами сигналов напряжения, действующими по отношению к той же точке, относительно которой действует выходной сигнал входного сумматора. Также не содержит ручных или автоматических 6средств компенсации постоянной составляющей входного сигнала, носящихнекоторую погрешность, так как вы-ходной сигнал входного сумматора регулирующего прибора сигнал рассогласования регулятора достаточно точноавтоматически центрирован - его колебания происходят достаточно симметрично относительно нуля напряжения, Таким образом, предлагаемоеУНР обладает повышенной точностью,обеспечивает воэможность настройкиСАР при его подключении лишь к одному конструктивному узлу САР к регулирующему при 5 ору) и всего тремяпроводами, так что оно проще в под ключении.Предлагаемое устройство для настройки регуляторов может найти широкое применение в различных отраслях проьыаленности для первоначаль ной при пуско-наладочных работахи периодической оптимизации настройки систем автоматического регулирования. 1. Устройство для настройки регу-.ляторов, содержащее последовательносоединенные релейный элемент и функциональный преобразователь, выходкоторого подключен к выходу устройства, а также анализатор колебаний,вхоц которого подсоединен ко.входурелейного элемента, о т л и ч а ю - 35 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен сумматор, вход которого подключен ко входу устройства, выход - ковходу релейного элемента.4 О 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него введен переключатель, вход которогоподсоединен к выходу устройства, выходы - ко вторым входам анализатора 45 колебаний, функционального преобразователя и сумматора. Источники информации,принятые во, внимание при экспертизе 1. Ротач В,Я. Расчет динамики провыаленных автоматических систем регулирования. М "Энергия", 1973,с, 376-379. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2597740/18-24,кл. 6 05 В 23 Г 02, 1978 (прототип).824148 Составитель Л. Ивановедактор. Н.Рогулич Техред ЕГаврилешко Корректор М.Демчик 4/5 илиал ППЦ "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 2108/68 Тираж 940 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушская, Подписнотета СССРрытийаб., д