Способ определения прямых показателей качества регулирования промышленных автоматических систем

40 45 50 статическая характеристика пускового устройства (ПУ); на фиг. 4 - динамическая характеристика широтно-импульсного модулятора (ШИМ), где а - И-закон, б - ПИ- закон; на фиг. 5 - упрощенная схема САР; на фиг. 6 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 7 - переходные процессы в различных точках САР.Схема САР (фиг. 1), используемая для осуществления способа, содержит регулирующее устройство 1 с импульсным выходным сигналом, блок 2 ручного управления, ПУ 3, ИМ 4 постоянной скорости, переключающее устройство 5, формирователь 6 импульсного сигнала испытательного возмущения, измеритель 7 длительности импульсов, устройство 8 рассогласования, регулирующий орган 9, объект 10 регулирования. На фиг. 1 обозначено; Хзад - сигнал задания, е - сигнал рассогласования, Хожув импульсный сигнал ручного управления, Хим - сигнал по положению выходного вала ИМ, Кро - коэффициент передачи регулирующего органа; Хрп - сигнал по регулируемому параметру, Хпу - импульсный выходной сигнал ПУ.На работающей промышленной САР, находящейся в установившемся состоянии, отключаются выходные цепи регулирующего устройства 1 с помощью дополнительного переключающего устройства 5 от входа блока 2 ручного управления, Одновременно с помощью переключающего устройства 5 к входу блока 2 ручного управления подключается формирователь 6 импульсного сигнала испытательного возмущения, параметры выходных цепей которого идентичны параметрам выходных цепей регулирующего устройства 1. Сразу после переключения формирователь б подает на вход блока 2 ручного управления одиночный импульсный сигнал испытательного возмущения с заданной длительностью.Ь и требуемого направления воздействия "Больше" или "Меньше", Фактическая величина тв определяется измерителем 7 длительности импульсов. Под воздействием этого импульсного сигнала испытатель- ноге возмущения срабатывает ПУ 3 и выходной орган ИМ 4 постоянной скорости перемещения в течение промежутка времени тв и в соответствующую сторону "Больше" или "Меньше", формируя на входе объекта регулирования единичный скачок испытательного возмущения. После окончания формирования импульсного сигнала испытательного возмущения формирователь б отключается от входа блока 2 ручного управления с помощью переключающего устройства 5. а к входу блока ручного 5 10 15 20 25 30 35управления снова подключается регулирующее устройство 1, Затем под воздействием испытательного возмущения в замкнутой автоматической системе регулирования возникает переходной процесс, в результате отработки этого возмущения на выходе регулирующего устройства 1 формируется И последовательностей импульсных сигналов. По мере формирования каждой из М последовательностей импульсных сигналов ихдлительность ЛТ 1,ЛТ 2,ЛТз ЬТиопределяется измерителем 7 длительности импульсов. Процесс определения параметров ЛТ 1,ЛТ 2,ЛТ з и т,д, поясняется на фиг.7, где 1 - регулируемый параметр Хрп, 2 - положение регулирующего органа Хро, 3 - выходной импульсный сигнал "Меньше"; 4 - выходной импульсный сигнал "Больше".На временной диаграмме 3 показано положение одиночного импульсного сигнала испытательного возмущения с заданной длительностью с направлением воздействия в сторону "Меньше", в результате регулирующий орган перемещается с постоянной скоростью согласно кривой Хро. После отклонения регулируемого параметра Хр выше предела установленной эоны нечувствительности регулирующее устройство 1 формирует первую последовательность импульсных сигналов "Больше" с длительностью ЛТ 1, затем вторую последовательность импульсных сигналов "Меньше" с длительностью ЛТ 2, затем третью последовательность импульсных сигналов "Больше" с длительностью ЛТэ и т,д.Для сравнения на фиг. 7 показан характер измерения регулируемого параметра Хрп и процесс изменения величины амплитуд А 1, А 2 и Аз согласно иэвестномуспособу относительно оси симметрии колебаний.Величина степени затухания переходного процесса в замкнутой автоматической системе регулирования, содержащей регулирующее устройство с импульсным выходным сигналом, оп ределяется из соотношенияр ЬТ 1 ЛТзВеличина коэффициента перерегулирования . переходного процесса в замкнутой автоматической системе регулирования, содержащей регулирующее устройство с импульсным выходным сигналом, определяется из соотношенияЛТ 1Х 100,Величина всей продолжительности времени воздействия ЛТ регулирующего устройства 1 на исполнительную часть системы, включающей ПУ 3, ИМ 4 постоянной скорости и регулирующий орган, определяется из соотношенияЬТ ЛТ 1+ ЬТ 2АТЬ .Показатель, характеризующий продолжительность воздействия регулирующего устройства 1 на исполнительную часть системы с учетом величины испытательного возмущения, определяется иэ соотношенияЛТ;г тВ Динамические свойства объектов 10 регулирования приближенно описываются следующими передаточными функциями;а (Р).б =(ТобР+1)где Коб, ТобХ - параметры объекта регулирования.Регулирующий орган 9 описывается передаточной функцией9/ (Р)ро = Кро.ИМ 4 постоянной скорости описывается передаточной функциейЧЧ (Р)им = 1 Тим Р где Тим - постоянная интегрирования.САР, содержащая регулирующее устройство с импульсным выходным сигналом ИМ, выполняет функцию преобразователя импульсного входного сигнала в непрерывный (фиг, 2).ПУ 3 является релейным трехпозиционным усилителем мощности, имеющим статическую характеристику для электрического входного и выходного сигналов, показанную на фиг. 3,В динамике ПУ выполняет функции повторителя импульсных сигналов и регулирующего устройства или импульсных команд ручного управления, амплитуда которых постоянна, а длительность и период повторения следования) являются переменными величинами.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Блок ручного управления выполняет функции для переключения САР из режима автоматического регулирования на ручное управление (размыкание системы).Регулирующее устройство 1 с импульсным выходным сигналом выполняет функции ШИМ.В САР совместно с ИМ постоянной скорости реализован регулятор с одним из линейных законов регулирования; Я (Р)рег = --- для И - регулятора;СоРег - Рф (Р)рег -- ( - + С 1) - для ПИ - регулятора;СоИ/ (Р)рег = ( - + С 1 + С 2Р)Рдля ПИД-регулятора.где Со, С 1, С 2 - параметры настройки,Например, динамическая характеристика ШИМ при реализации И- и ПИ-законов имеет вид, показанный на фиг. 4, прискачке непрерывного сигнала на входе.В замкнутой САР ШИМ формирует последовательности импульсных сигналовразличного знака "Больше" или "Меньше" взависимости от знака сигнала рассогласования.На фиг. 7 переходные процессы изображены соответственно в точках р, Хро и Хрп(+Хрп "Больше", - Хр "Меньше" ) согласнофиг. 1,Регулирующее устройство (Ш ИМ) выделено из линейного регулятора (линейной части САР), поэтому рассматриваемую САРможно представить согласно фиг. 5.Устройства 5 - 7 (фиг, 5) для осуществления предлагаемого способа в целом представляют совместно отдельное устройство,подключаемое к САР между регулирующимустройством 1 и блоком 2 ручного управления при отключенной САР на период подготовки к работе. На работающей САРпереключатель 5 находится в положениифиг. 1.Временная диаграмма работы устройства в период определения измеряемых параметров показана на фиг, 6, где а - команданачала подачи возмущения; б - положениенормально разомкнутого контакта переключателя 5; в- импульсный сигнал испытательного возмущения на выходе формирователя6; Т - период измерения параметров с помощью измерителя 7.При необходимости нанесения возмущения другого знака на выходе формирователя 6 появляется аналогично импульспротивоположного знака "-" (" Меньше" ). В .качестве последнего может быть испольэо 15803231580323 гСоставитель В,Пилищкин еда ктор Н.Рогулич Техред М.Моргентал Корректор А.Обруч аказ 2011 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101