Устройство двухпозиционного релейного регулирования Советский патент 1983 года по МПК G05B11/16 

Изобретение относится к автоматике и может быть исяюпьаовано для двухпоэиционного регулирования температуры, давления, напряжения и других электрических и неэлектрических величин характериаующих параметры технологических процессов. Известно устройство для двухпозииионного регулирования, в котором форци-. рование управляющего воздействия в обпасти больших отклонений осушествляется по знаку отклонения, а при входе регули руемой величины ъ область малых отклонений знак управляющего воздействия меняют на противоположный. Внутри области малых отклонений управляющее воздействие поддерживается постоянным. Устройство содержит последовательно соединенные суммирующий усилитель, нуль-орган и компаратор, второй вход которого через масштабирующий усилитель подключен к входу устройства, выход нуль-органа свя зан с вторым входом суммирующего усилителя f I. Недостатком этого устройства являет ся низкая точность. Минимальная погрешность при использовании этого устройства оценивается амплитудой полуусто чивого цикла. При увеличении ширины области малых отклонений указанная погреш ность увеличивается вследствие возникновения полигармонических колебаний, а при ее уменьшении - вследствие возникновения устойчивого цикла и роста его амплитуды. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее блоки сравнения и дифференцирующий элемент, входы которых сое динены с входом устройства, выход nej вого блока сравнения соединен с входом элемента И, другой вход которого через элемент ИЛИ соединен с выходом второго блока сравнения, а второй йход элемента ИЛИ через нуль-орган соединен с выходом дифференцирующего элемента 2 Недостатком известного устройства является невысокая точность, которая обусловлена наличием значительной постоянной составляющей ошибки. Кроме того, при использовании устройства йэ удается преодолеть противоречие между качеством установивщихся и переходных процессов: с ростом ширины области малых .отклонений уменьшается колебательность процесса, но увеличивается ошибка регулирования. Цель изобретения - повышение точнос ти в установившемся режиме путем уменьшения постоянной составляющей шибки. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее подключенные входами к входу устройства первый второй блоки сравнения, последовательно соединенные дифференцирующий элеент, нуль-орган, элемент ИЛИ, подклк еннь1й вторым входом к выходу второго блока сравнения, и элемент И, соединенный вторым входом с выходом первого блока сравнения, дополнительно содержит первый сумматор, подключенный выходом к второму входу первого блока сравнения, источник опорного напряжения, инвертор, соединенный входом с выходом второго блока сравнения, последовательно соединенные блок фиксации нуля, подключенный выходом к входу нуль-органа, и второй элемент И, второй и третий входы которо го соединены соответственно с выходами первого блока сравнения и- инвертора, последовательно соединенные выпрямитель, подключенш 1й входом к входу устройства, третий блок сравнения, триггер, первый ключ, подключенный вторым входом к входу источника опорного напряжения, фильтр, второй ключ, подключенный вторым входом к выходу триггера, второй сумматор, соединенный выходом с входом второго блока сравнения, выходы второго ключа и второго элемента И соединены соответственно с первым входом первого сумматора и вторым входом триггера. На чертеже изображена структурная схема устройства ( у - регулируемая координата). Устройство содержит выпрямитель 1, первый и второй бпоки 2 и 3 сравнения, первый и второй сумматорэ 4 и 5, третий блок 6 сравнения, дифференцирующий элемент 7, нуль-орган 8, первый ключ 9, фильтр Ю, второй ключ 11, источник 12 опорного напряжения, триггер 13, второй элемент И 14, инвертор 15, блок 16 фжсацив. нуля, элемент ИЛИ 17 и первый элемент И 18. Устройство работает следующим образом. При больших рассогласованиях сигнал на шлходе выйрямителя 1 (hf -(Оо+Ъд)|2|), заведсядо превышает зваченве л, где 4 - амплитуда неустойчивого цшша. Поэтому выходная величина блхжа 6 cooi ветствует 1, триггер 13 установлен в , а ключи 9 и 11 соединяют свои вы ходные цепи с вупевой шннов. В результате упрЕ1Вляклцее воздействие формвруегся в соответствии с выражением (-4«i; e nK:ix) ( 0)J, а переключение происходит при 1Ы An,cix (,- ваиболыиее значение поповийы величины области малых отклонений д).

С течением времени процесс сходится к даоанвому значению, а очередное переlcnio40Biie обусловлено изменением знака сигнала схорости у внутри зоны |Е1 j 4Д„,др.При 9Т(Лл также leUA. Поэтому йв выходе элемента И 14 гюявляется сигнал, переключающий триггер 13 в О ключи 9 и 11 соединяют свои выходные цепи с входными, на вход фильтра 10 подается ступенчатре воздействие и вел чина (А(выход второго ключа) шчинает увеличиваться. Это, в свою оче редь, вызывает изменение границ области малых отклонений а Ъ .

При настройке устройства сначала

устанавливают значет1е Д„,.чх Удовлетворяюшее требованиям к переходным процессам {по колебательности, быстроте сходимости и т.д.). Затем подбирают зваченве tT, обесоечвваюнюе наилучшую точвость уставовнвшвхся режимов. Эти настройки осуществлйют щщ фиксирова ном состоянии триггера 13. После этого устанавливается порог срабатывания, блока 6, при котором в системе нв может существовать автоколебаний с амплитудой больше А.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет преодолеть противоречие между требованиями к качеству системы в переходных и установивщихся режимах и сушествевно повысить точность стабилизации заданного состояния. При этом достигается увеличение точности не ме f, ffnax min л; и min бифуркационные значения параметра А , отвечающие рождению попуустойчивого и неустойчивого циклов соответственно.

Использование предлагаемого устройства при построении систем регулирования параметров технологических процео: сов, позиционных электрических приводов и других устройств позволит повысить их точвость, расширить область применения и улучшить качество выпускаемой продукции благодаря более точному соблюдению техгологических режимов.

УСТРОЙСТВО ДВУХПОЗИШ ОННОГО РЕЛЕЙНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащее подключенные входами к входу устройства первый и второй блоки сравнения, последовательно соединенные дифференцирующий элемент, нул1 -орган, : элемент ИЛИ, подключенный вторым вхо- .дом к выходу второго блока сравнения, и элемент И, соединенный вторым входом с выходом первого блока сравнения, о тлйчающееся тем, что, с целью повышения точности в установившемся режиме, оно содержит первый сумматор, подключенный выходом к второму входу первого блока сравнение, источник onoj вого напряжения, инвертор, соединенный входом с выходом второго блока сра&нения, последовательно соединенные блок фиксации нуля, подключенный вьтходом к входу нуль-органа, и второй элемент И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого блока сравнения и инвертора, последовательно соединенные выпрямитель, подключенный входом к входу устройства, третий блок сравнения, триггер, первый ключ, подключенный вторым входом к i входу источника опорного напряжения, фильтр, второй ключ, подключенный вторым (О входом к выходу триггера, второй сумматор, соединенный выходом с вторым входом второго блока сравнения, выходы второго ключа и. второго элемента И соединены соответственно с первым входом первого сумматора и вторым входом триггера. СП со со 4ii

as

+

У

ft

-ч /

е

18

Н

13

/4

31

/г

/5

18

17