Шаговый регулятор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К, АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез Советски нСоциалистическиеРеспублик оц 964578(51)М. Кл, .6 05 В 11/14 с присоединением заявкиВеудлретееннв квинтет С,ССР в делан нзабретеннй н атнрытнй(088.8) Опубликовано 07.10.82. Бюллетень37 Дата опубликования описания 07. 10 . 82(72) Авторы изобретения И.-А.А.Вирбалис и А,-А.П,Раджюнас Ф ЪКаунасский политехнический институт им, Антанасастажусб 1м ЕКАТЬ.( 54) ШАГОВЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к области нелинейного импульсного регулирования технических процессов.По основному авт, св, н 744436 известен ааговый регулятор, который содержит первый сумматор, первый вход которого соединен с входом регулятора, а выход. - с входом импульсного элемента, и последовательно соединенные основной трехпозиционный релейный элемент, блок деления и регулирующий орган, связанный через обьект регулирования с вторым входом первого сумматора, второй сумматор и последовательно соединенные .счетчик тактов, пороговый элемент и блок сброса, первый и второй выходы которого соединены, соответственно, со сбросовыми входами второго суммато" ра и счетчика тактов, причем вход о второго сумматора подключен к перво" му выходу импульсного элемента, а выход - ко входу основного трехпозиционного релейного элемента, выход которого соединен с вторым входомблока сброса, второй выход импульс"ного элемента соединен с входом счетчика тактов, выход которого подключен к управляющему входу блока деле"ния 11. Недостатком известного регулятора является его малое быстродействие при необходимости обеспечить большую точность регулирования. Так, при заданной точности регулирования +0,5/ и выбранном пороге срабатывания порогового элемента т 6 максимальная величина шага может быть выбрана такой, чтобы регулируемый параметр из" менялся не более, чем на 6,. иначевозможны незатухающие колебания, Если отношение максимального и ми" нимального значений диапазона регулируемых значений составляет 10, ре-, гулирующий параметр близок к максимальному значению, а задано минимальное, то отличаться между собой они9 б 457 будут на 10003 и для отработки потребуется более 160 шагов.Целью изобретения является новышение быстродействия при заданнойточности регулирования, 5Указанная цель достигается тем,что в известный шаговый регуляторвведен дополнительный трехпозиционный релейный элемент, вход которогоподключен к выходу импульсного злемента, а выход " к входу регулиру"ющего органа.На чертеже .приведена блок-схемашагового регулятора.Регулятор содержит первый сум- иматор 1, первый вход которого соединен с входом устройства, а выходс входом импульсного элемента 2.Первый выход импульсного элемента2 соединен с дополнительными трехпозиционным релейным элементом 3, атакже с последовательным соединени. ем второго сумматора 4, основного трех-,позиционного релейного элемента 5,блока б деления, регулирующего органа 27 и обьекта 8 регулирования, выходкоторого подключен ко второму входупервого сумматора 1, Выход дополнительного трехпозиционного релейногоэлемента подключен к дополнительномувходу регулирующего органа 7. Второйвыход импульсного элемента 2 подключен к счетчику 9 тактов, соединенномучерез пороговый элемент 10 с блоком11 сЬроса, Второй вход блока 11 сброса подключен к выходу основного трехпозиционного релейного элемента 5, авыходы, соответственно, к сбросовымвходам второго сумматора 4 и счетчика 9 тактов. Выход последнего подклю 40чен к управляющему .входу блока б деления.Регулятор работает следующим оЬ- разом.Импульсный элемент 2 разбивает процесс регулирования на такты, В пер 45 вом сумматоре 1 определяется значение отклонения лх(с) регулируемой величины от заданной. В момент включения регулятора содержание сумматора 1 и счетчика тактов 9 - нуль, В момент срабатывания импульсного элемента 2 отклонение лх(п) сравнивается с числами Ь 1 и -6, в дополнительном трехпозиционном релейномэлементе 3. Одновременно во второй сумматор 4 записывается значение отклонения лх(п), а в счетчик так-, тов 9 записывается едйница. Вели" 8 фчина отклонения д х(п), составляющая содержание второго сумматора 4, сравнивается также в основном трехпозиционном релейном звене 5 с числами + б и -6(бсбщ). Возможны три случая . дальнейшего поведения регулятора в зависимости от величины лх(п).Если д х(п) б, то на выходе основного трехпозиционно релейного элемента 5 появится сигнал +С или "С (в зависимости от знака лх(п), который через блок б деления с коэффициейтом деления единица (заданным содержанием счетчика тактов 9) поступает на основной вход регулирующего органа 7. Одновременно этот сигнал поступает на блок 11 сброса, который сбрасывает содержание сум"матора 4 и счетчика 9 тактов на нуль. На выходе дополнительного трехпозиционного релейного элемента 3 появля; ется соответственно сигнал +С или -С , который поступает на дополни" тельный вход регулирующего органа 7, Регулирующий орган передвинется на. шаг +(С,+С) или -(С,+С). Направление движения регулирующего органа долж" но быть таким, чтоЬы уменьшить отклонение д х.Еслиб ьх(п)1(6 то сигнал +С или -С появляется только на выходе основного трехпозиционного релейного элемента 5, Регулирующий орган 7 при этом передвинется на шаг +С или -С, а блок 11 сброса обнуляет второй сумматор 4 и счетчик 9 тактов. Если дх (п)1( 6, то сигналы отсутству" ют на выходе обоих трехпозиционных релейных элементов. Обнуления второго сумматора 4 и счетчика 9 тактов не происходит, Во втором сумма-. торе 4 запоминается значение дх(1), В следующем такте к содержанию счет" чика тактов (т.е. единица) добавляется еще единица, а текущее значение отклонения во втором сумматоре 4 сумьируется с предыдущим дх(1). Полученная сумма 5сравнивается в основном трехпозиционном релейном элементе с числами +6, Если при этом оказывается 5 б, то исполнитель" ный механизм передвигают в зависимости от знака 5 на + в , так как выходной сигнал основного трехпозиционного релейного элемента 5 делится в блоке 6 деления на содержание счетчика 9 тактов, т,е. на два. При этом содержание сумматора 4 и счетчика 9 тдктов обнуляются. Если5 96451 с;6, то суммазапоминается во.втором сумматоре 4 и очередное срабатывание имгульсного элемента :2 начинает следующий такт регулирования. В этом также производятся аналогичные операции, Если в каком-то такте и окажется, что5 1) Ь, то выходной сигнал основного трехпозиционного релейного элемента 5 бу" дет делится на к. Если же через за- ц данное число. тактов регулированияокажется, что 15 сЬ,. то срабатывает пороговый элемент 10. Его выходной сигнал воздействует на блок сброса 11, который обнуляет содержание сумматора 3 и счетчика тактов 9, При этом регулирующий орган не передви гается.В дополнительном трехпозиционном релейном элементе 3 значение 1 ах(п) 20 с 6,сравнивается в каждом такте. Поэтому, если окажется, что ах(п)ъ 6 при содержании счетчика тактов. к, то регулирующий орган Ьудет передвигаться на (С +) или на -(С + +с)Предложенный шаговый регулятор при обеспечении заданной точности позволяет значительно увеличить .быстродействие процесса регулирования. МП р и м е р, Пусть регулируоций орган полностью открыт. При этом ре гулируемая величина Х имеет какое-то максимальное значение ХРегули.- ровать необходимо с точностью +0,53. Значение Х, соответствующее 2 РФ-ов от максимального при заданном пороговом значении счетчика тактов 1=6,Первоначально значение Х=Х составляТет. 5004 от регулируемого. Порог сраба 4 отывания основного трехпоэиционного . релейного элемента для оЬеспечениянеобходимои точности должен быть 6 = =0,5 6=33. Под его воздействием регулирующий орган не должен менятьрегулируемую величину больше чем на 6-ов, в противном случае возможны незатухающие колебания, Тогда при применении известного регулятора для достижения регулируемой величины50нужно не менее 83 шагов. Если порог срабатывания дополнительного,трехпо 78 бзиционного элемента выбранб =203Ф ф то под его воздействием можно ме-. нять регулируемую величину на 40. При этом для достижения д х 6 нужноп не Ьолее 13-ти шагов и дпя достижения ах о нужно еще не более 6-ти шагов. Значит, Ьыстродействие в дан" ном случае возрастает больше чем в 4 раза. Кроме того, при резком изменении задающей величины предложенный регулятор Ьудет реагировать оперативнее,так как дополнительныйтрех" позиционный релейный элемент определяет .отклонение ах в каждом такте, а в известном регуляторе реакция Ьудет зависеть от того, сколько отклонений просуммировано во втором сумматоре, причем в любом случае она Ьудет значительно слаЬее.Предложенный шаговыи регулятор применен для регулирования расхода глинозема в бумажнм производстве. На входе деиствует случайная поме-, ха, максимальное значение которой не прфышает 31. Выбрав 6 =64 и 6 =403п можн получить погрешностьрегулиро" вания не более 0,5/ при устойчивом процессе, а время установления люЬого заданного значения расхода иэ диапазона расходов, отношение максимального. и минимального значений которых а о, не превышает 2-3 минЯФт 1 Пчто примерно в 5 раз Ьыстрее, чем при применении известного регулято ра для решения аналогичной задачи.формула изобретенияшаговый регулятор по авт, св.1" 744436, отличающийся .тем, что, с целью повышения его быстродействия, в него введен дополнительный трехпозиционный релейный элемент, вход которого подключен к выходу импульсного элемента, а выход - к входу регулирующего органа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,.1. Авторское свидетельство СССР И 744436, кл, 6 05 В 117 14, 1978 (прототип).961578 Составитель В,фунтоТехред Л. Пекарь Редактор П.Косс рректор Н.Король Заказ 1 2 т.ная,Тираж 91 ВНИИПИ Государственного коиит по делаи изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Рауаскаи)иал 1 Н 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Прое Подписноета СССРытийна 6 д. 4/5