Релейный регулятор

Сфез Сфветскик Социавнстнческив РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.з 6 05 В 11/16 Государственным коимтет СССР мо делан мзобретения м откратмв(088.8) Дата опубликования описания 23. 08. 81Московский ордена Ленина авиационный институт " им. Серго Орджоникидзе(71) Заявитель,(54) РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к регулирующим устройствам автоматики, к оптимальным системам управления, а также к регуляторам замкнутых систем с кусочно-постоянным управлением, обеспечивающим изменение знака управляющего воздействия прк состояниях система, определяеьих в фазовом пространстве гиперповерхностями переключения.Известны регуляторы замкнутых сис тем, осуществляющие управление в К интервалов постоянства управления при полной информации о состоянии объекта (11.Наиболее близким к предлагаемому 15 кзобретению является регулятор с кусочно-постоянным управлением в К интервалов, содержащий блок формирования импульсов обнуления и последова-, тельно соединенные усилитель с огра ниченкем и блок умножения, а такае последовательно соединенные блок определения модуля и блок запоминания максимума, выход которого через соответствукияке последовательно соеди- :25 ванные функциональные преобразователи, суюеаторы и релейные элементы соединены с соответствующими входами блока умноженкя, причем вход усилителя с ограничением соединен со вхо дом блока определения модуля, вход блока формирования импульсов обнуления соединен с выходом усилителя с ограничителем, а выход - с входам обнуления блоКа запоминания максимума, выход блока определения модуля соединен также со вторыми входами сумматоров 2Недостатком регулятора является наличие дополнительных дкнамических погрешностей при стабилизации регули" руемой переменной состояния, обусловленных автоколебаниями в системе.Цель изобретения - повьзаенке точности регулятора в режиме стабилизации эа счет повьааения частоты перекладки релейного управляющего воздействия к тем самим снижения амплитуды колебаний регулируемой переменной состояния от периодических перекладок управляющего воздействия.Укаэанная цель достигается тем, что в регулятор, содержащий усилитель с ограничением, выхбд которого соединен с первым входом блока умножения, а вход - с входом блока определения модуля, выход которого соединен че- . рез блок запоминания максимума со входами функциональных преобразовастабилизации при /х/ Д. Для контроля за переходом к режиму стабилизации выбрана величина интервала времени между моментами изменения знака выходного сигнала звена 1. Моменты изменения знака фиксируются в известном устройстве в виде импульсов на выходе, блока 9 формирования импульсов обнуления и используется для обнуления запомненной величины в блоке 4.10В режиме приведения интервал времени между импульсами существенно превышает интервал времени между импульсами в режиме стабилизации. Это позволяет формировать положительный импульс блокирующего сигнала с дли- -35 тельностью менее периода генерации системы иэ блоков 1 и 8 в режиме стабилизации и с помощью этого импульса задавать положительные значения выходным сигналам релейных эле ментов 7, Импульсы блокиррощего сигнала формируются интегратором 10 и компаратором с выходным положительным или нулевым сигналом 11.На фиг. 2 представлена схема реализации интегратора. 10 и компаратора 11. На Фиг. 3 и 4 показаны графики процессов в этих блоках, соответственно в режиме приведения и в режиме стабилизации.30Интегратор 11 состоит из задатчика постоянного напряжения - О, В, В ; интегратора - У, В, СВ и ключа-контакта реле Р,; на вход которого поступает сигнал с блока 9.Компаратор состоит из задатчика постоянного напряжения -О, В 4,В, релейного элемента сравнения с хаРактеРистикой Он 5 йяп(О) УВ, Вт, Вк и сумматора - УЬ В 8, В 9, ВУр для смещения характеристики 40 компаратора в положительную область. Сигнал на выходе компаратора определяется выражениемО- 1-519 п (ОЭ" 02) ), (8)1.2 э 4При изменении знака выходного сигнала звена 1 (Фиг, 3 и 4) интегратор обнуляется и начинает интегрировать постоянное напряжение - 0, При этом с выхода компаратора снимается положительный сигнал, который подается на третьи входы сумматоров б и по. амплитуде превышает сигналы, поступающие на первые входы сумматоров б с выходов блоков .5, чем обеспечивается положительность сигналов с блоков 7, В режиме приведения сигнал на выходе релейного элемента изменяет знак в момент равенства напряжений 0и О 3 (фиг, 3), что определяет окончание блокирующего Щ импульса длительностью й Т, где Т - период генерации, В режиме стабилизации сигнал на выходе релейного элемента не изменяет свой знак, так как импульсы, соответствукщие моментам изменения знака выходного сигнала звена 1, следукщие через интервалы времени с или с , обнуляют интегратор.Поэтому в режиме стабилизации блокиоующий импульс всегда существует при условии е, сС иС, Введение блокирующего импульса в режиме приведения не влияет на алгоритм управления (1) - (7), так как длительность первого интервала приведения больше величины Г, а по алгоритму выходные сигналы релейных элементов 7 на первом интервале положительны,Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность стабилизации регулируемой переменной и конструктивно простыми средствами обеспечить перестройку регулятора при переходе от режима приведения, к режиму стабилизации и наоборот. Так, например, установка дополнительного релейного элемента, фиксирующего режим стабилизации по измеряемой переменной(/Х/д) не дает желаемого эффекта иээа малости величины Ь и неодинаковости дрейфов дополнительного релейного элемента и звена 1. При введенни лишь охвата звена 1 реэисторноемкостной цепью 8 алгоритм режимастабилизации зависит от знаков сигналов, поступающих с выходов релейныхэлементов 7, что может привести к такой высокой частоте изменения управлякщего сигнала О на выходе блока 2, которая не будет отрабатываться рулевым приводом, либо к нарушению соответствия знаков входных и выходных сигналов регулятора и неустойчивости системою.Повьваение динамической точности стабилизации осуществляется эа счет повыаения частоты изменения релейного управляющего воздействия. В релейных системах в автоколебательном режиме динамическая погрешность стабилизации - амплитуда автоколебаний зависит от частоты изменения знака управляющего воздействия и часто определяется по амплитудно-частотным характеристикам объекта управления как реакция обьекта на первую гармонику от разложения в ряд фурье периодического управляющего воздействия.При монотонно-убывающих амплитудно- частотных характеристиках повыаение частоты изменения управляющего воздействия,приводит и уменьшению динамической погрешности. В предлага емом устройстве наибольшая частотаизменения управляющего воздействия не зависит от динамических свойствобъекта управления и ограниченалишь частотой скания рулевого привода. Диапазон частот автоколебаний известного регулятора для управления объектом четвертого порядкаот 0,5 Гц до 2 Гц определяется в :.новном динамическими свойствамиобъекта управления по отношению к измеряемой переменной состояния. Диапазон частоты автоколебаний сис-тени управления тем же объектом с. предлагаемым регулятором может быть задан от 0,5 Гц до 10 Гц и ограничен сверху динамикой рулевого привода. Изменение диапазона частот автоколебаний приводит к повиаению динамической точности стабилизации предлагаемям регулятором более чем в четыре раза.формула изобретенияРелейный регулятор, содержащий усилитель с ограничением, выход которого соединен с первым входом блока умиожения, а вход - с входом блока определения модуля, выход которого соединен через блок запомина ния максимума со входами функциональных преобразователей, выходы каждого из которых через соответствующие пос-, ледовательно соединенные сумматоры и реле подключены к остальным входам блока умножения, вторые входы сумматоров соединены с выходом блока определений модуля, о т л и ч а ющ и й с я тем,что,с целью повышенияточности регулятора, в него введены звено обратной связи и последовательно соединенные формирователь импульсов, интегратор и компаратор, выходом подключенный к третьим входам сумматоров, причем выход форми- рователя импульсов соединен с вторым входом блока запоминания максимума, а вход - с выходом усилителя с ограничением и входом звена Обратной связи, выход которого соеди" нен с входом усилителя с ограничением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Павлов А.А. Синтез релейныхсистем, оптимальных по быстродействию, М., "Науками, 1966, с. 216,2.Авторское свидетельство СССРВ 283354, кл 6 05 В 17/00, 1969857929 Составитель В. ГрибоваТехред М. Рейвес Корректор Г, Назаров Редакт Данкул каз 7241/7 ми 5 иал ППП атент", г. Узгород, ул, Проектная,4 Тирам 940 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 35, Москва, Ж, Раушскодписн та ССС тий б., д,