Импульсный регулятор

Соизэ Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 79679 О(23) Приорнтет -Опубликовано 150181, Бюллетень Мо 2Дата опубликования описания 170181 С 05 В 11/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения М. Е, Мнусских н В, В. Мальгавка Производственное объединение по наладке, совершенствованиютехнологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзэнерго"(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к автоматическому регулированию и применяется в тех случаях, когда требуется минимизация перемещения регулирующего органа, например, в теплоэнергетике в качестве главного регулятора, формирующего задание на изменение нагрузки парогенераторов.Известно устройство, минимизирующее перемещения регулирующего органа Я .Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор, содержащий последовательно соединенные датчик, первый сумматор, второй сумматор и формирователь управляющего сигнала, первый выход которого через замыкающие контакты первого реле соединен с первым входом исполнительного механизма и через замыкающие контакты второго реле - со вторым входом интегратора, а второй выход формирователя управляющего сиг" нала через замыкающие контакты второго реле - со вторым входом исполнительного механизма и через замыкающие контакты первого реле - с первым вхо" дом интегратора, второй вход первого сумматора соединен с задатчиком, а выход - с входом трехпозиционного. ЗО релейного элемента, первый выход которого соединен с первым реле, а вто рой выход - со вторым реле,7.1Недостатком этого регулятора явля" ется возможность появления статической ошибки, что ухудшает качество регули" рования.Цель изобретения - повышение точности регулирования.Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введен блок выдержек времени, соединенный через параллельно включенные замыкающие контакты первого и второго реЛе с источником питания, причем выход интегра" тора через размыкающий контакт блока выдержек времени соединен со вторым входом второго сумматора, а выход исполнительного механизма через разьнкающий контакт блока выдержек времени ф с третьим входом второго сумматора.На фиг. 1 представлена блок-схема импульсного регулятора, на фиг. 2 -. блок-схема конкретного варианта импульсного регулятора в соответствии с блок-схемой на фиг. 1; на фиг. Э " эпюры напряжения, поясняющие работу импульсного регулятора.Регулятор содержит датчик 1, первый сумматор 2, эадатчик 3, второйсумматор 4, Формирователь управляющего сигнала 5, исполнительный механизм б, трехпозиционный релейный элемент 7, первое 8 и второе 9 реле, интегратор 10, блок 11 выдержек времени, источник 12 питания и объект 13 Регулирования.Импульсный регулятор реализует следующий закон регулирования;при х ) Ос ( Х = КХдс- ) О Ьйхпри хО Х =0 при х (О Ф о 1 х. цгде Х - отклонение регулируемой величины от заданного значения (рассогласование ); Х ,- изменение регулирующего воздействия (в частности, перемещение регулирующего органа); .К - ко.эффициент усиления регулятора.При этом производнаядх/Йсигналарассогласования в процессе работы регулятора непосредственно не вычисляется.Импульсный регулятор работает следующим образом,При появлении рассогласования иувеличении его до величины зоны нечувствительности блока 7 последний, взависимости от знака рассогласойания,включает реле 8 или 9. Соответствующее реле остается включенным до техпор, пока рассогласование не станетменьше зоны нечувствительности блока 7, после чего реле отключается.На выходе, сумматора 4 формируетсясигнал равный Х - 6 Ор,р + ЬОО,где а- сигнал обратной связи по 45роположению исполнительного механизма;- сигнал обратной связи с инктегратора.0Пусть для определенности при появлении рассогласования Х в момент времени 1 (см. Фиг. 3) сработало реле 8 и появилось напряжение на первом выходе формирователя управляющего сигнала, представляющего собой трехпозиционный элемент. Это напряжение через контакты реле 8, воздействует на исполнительный механизм (закрывает его), так как регулятор стремится поддерживать на входе формирователя 5 соотно шение Х - ЬОр р+ 60= О. Но, так как при этом напряжение на втором выходе блока 5 отсутствует, то величина ДЦц остается неизменной. Процессам, происходящим при этом в импульсном регуляторе, соответствуют эпюры напряжениямежду линиями 1 и 11 (фиг. 3) .Поскольку регулятор перемещает исполнительный механизм в сторону устранения рассогласования, то через некоторое время рост сигнала рассогласования прекратится (точка 11 на фиг.3),а затем величина сигнала рассогласования начнет уменьшаться, Таким образом,на участке 1-11 (фиг, 3) реализуетсязакон регулирования Ху КХ.В момент времени, следующий заточкой П (Фиг. 3), сигнал на выходесумматора 4 изменяет знак. При этомна первом выходе Формирователя 5 сигнал исчезает, а на втором появляется,В результате выходной сигнал исполнительного механизма остается постоянным, а выходной сигнал интегратора изменяется, компенсируя на сумматоре 4изменяющийся в соответствии с переходным процессом сигнал рассогласования. На участке 11-111 (Фиг. 3) реализуется закон регулирования ХВыу О.Когда рассогласование Х умейьшаетсядо величины зоны нечувствительностиустройства 7, на реле 8 исчезает напряжение, и оно отключает цепи, соединяющие выходы формирователя 5 свходами исполнительного механизма би интегратора 10 ( момент ",;11 нафиг, 3), Регулятор приходит в исходное состояние.Единственной настройкой регулятораявляется его коэффициент усиления К,который определяется соотношением величин сигналов рассогласования Х ижесткой обратной связи по регулирующему воздействию (положению регулирующего органа).Для увеличения К необходимо, чтобыпри той же величине сигнала рассогласования. Х регулирующий орган перемещался на большую величину. Для этого нужно уменьшить крутизну (скоростьизменения) сигнала ДЦ о (т.е. на единицу перемещения регулйрующего органа сигнал Ь Ц должен изменяться наменьшую величину),Для уменьшения К необходимо, наоборот, увеличить крутизну сигнала.Характер работы регулятора зависитоттого, каким выбран его коэффициентусиления К. При правильном выборе Крегулятор перемещает исполнительныймеханизм б за время 1-11 на величину,которая обеспечивает последующееуменьшение рассогласования до нуля.Характер работы регулятора при правильно выбранном К = К и представленна эпюре 1 (фиг. 3) .Когда К 7 К , регулятор перемещает исполнительййй механизм к моменту фиксации в точке 11 на большую,чем это нужно, величину (участокТна эпюре 2). В результате происходит перерегулирование. В этомслучае устройство 7 включает другоереле (в данном случае реле 9) и регулятор перемещает на участке 1 Ч- Ч(см. эпюра 2 фиг. 3) исполнительный механизм в обратную сторону, добиваясь уменьшения рассогласования до нупя.Когда К ( К дрегулятор перемещает Исполнительный механизм к моменту фиксации в точке 11 на меньшую, чем нужно, величину Гэпюра 3 на Фиг. 3), В результате регулируемая величина устанавливается на значении, отличном 10 от заданного, т:е. появляется статическая ошибка (остаточное рассогласование ) Ь Х (точка А на эпюре 3) . Но поскольку к этому моменту ЬОро-соп 5 то регулятор не может устранить это рассогласование Ь ХО. 15Для устранения этой статической ошибки предназначен блок 11 выдержек времени, который представляет собой устройство, осуществляющее коммутацию соответствующих цепей в соответствии Я с временными задержками Тн 4 ивырабатываемыми в блоке 11. Т,опреде ляется временем переходного процесса (расстояние между точками 1 и А на эпюре 3 Фиг.З) . Т днределяется Т рн временем, необходймым для устранения статической ошибки на определенную величину (расстояние между точками 1 и В на эпюре 3 Фиг. 3) .Устранение статической ошибки в импульсном регуляторе происходит следующим образом.При появлении рассогласования Х через контакты реле 8 или 9 в зависимости от знака сигнала рассогласования на блок 11 подается напряжение от З 5 источника питания. Возможны два варианта Функционирования блока 11.В первом рассогласование уменьшилось до нуля эа времяменьшее времениТ ,см. эпюры 1 и 2 на Фиг. 3). При 40 этом реле 8 или 9 отключается и своЬМими контактами отключает блок 11 от источника питания. блок выдержек времени при этом возвращается в исходное состояние и цепи между блоками 4, 10 и 6 не размыкаются контактами блока 11.Во втором варианте за время Т, сигнал рассогласования не уменьшился до нуля (точнее до зоны нечувствительности блока 7) . В этом случае блок 11 О через время Т росле подачи на него напряжения от источника питания размыкает своими размыкающими контактами связи между блоками 4-6. При этом на выходе сумматора 4 будет сигнал, рав" 55 ный Х, и регулирующее устройство 5 в течение времени Т - Т ,компенсирует .этот сигнал рассог 3 асованйя, после чего блок 11 отключает себя ог источника питания и приходит в исходнос состояние, даже если при этом статическая ошибка нс уменьшилась до величины зоны нечувствительности блока 7. Далее процесс повторяется до тех пор, пока статическая ошибка не уменьшится до величины зоны нечувствительности блока 7, после чего контакты реле 8 или 9 размыкаются и отключают блок 11 отсточника питания. Блок 11 временных ыдержек при этом возвращается в нсхоф ное положение.Формула изобретенияИмпульсный регулятор, содержащийпоследовательно соединенные датчик,первый сумматор, второй сумматор,Формирователь управляющего сигнала,первый выход которого через замыкающие контакты первого реле соединенс первым входом исполнительного механизма и через замыкающие контактывторого реле - со вторым входом интегратора, а второй выход формирователя управляющего сигнала через замыкающие разомкнутые контакты второгореле соединен со вторым входом исполнительного механизма и через замыкающие контакты первого реле - с первымвходом интегратора, второй вход первого сумматора соединен с выходом задатчика, а выход - с входом трехпозиционного релейного элемента, первыйвыход которого соединен с первым реле, а второй выход - со вторым реле,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности регулирования, он содержит блок выдержек времени, соединенный через параллельновключенные замыкающие контакты перво"го и второго реле с источником питания, причем выход интегратора череззамыкающий контакт блока выдержек времени соединен со вторым входом второго сумматора, а выход исполнительногомеханизма через размыкающий контактблока выдержек времени - с третьимвходом второго сумматора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 385260, кл. С 05 В 11/28, 1971,2. Буровой И, А. и Емельянов С. В,Об управлении некоторыми непрерывными производственными процессами путем минимальных изменений регулирующйс воздействий. - В журн. "Авто.матика и телемеханика", 9 8,1960,с. 1155, рис. За.796790 ель Г. НеФедоваС Ко кто Н,. Г иго к СостТех кто П. Наби Филиал ПП Патент , г. ужгород, ул. Проектная аказ 9 б 64 Тираж 951 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР ао делам изобретений и.открытий